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高电压工程 雷电放电及防雷保护装置21_图文

第21讲 雷电放电及防雷保护装置(1)
雷电在电力系统中的危害: (1)雷电过电压; (2)雷电流。

一、雷电放电和雷电过电压
1、雷云的形成 感应起电、对流起电、温差起电、水滴 分裂起电、融化起电、冻结起电等。 2、雷电放电过程 超长间隙不均匀放电(先导放电)。 3、雷电参数 (1)雷暴日Td、雷暴小时Th 一年中发生雷电的天(小时)数。 我国统计表明:对大部分地区来说,一 个雷暴日大致折合3个雷暴小时。
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第21讲 雷电放电及防雷保护装置(1)
(2)地面落雷密度γ ——每平方公里地面在一个雷暴日受到 的平均雷击次数。 我国标准对Td =40的地区γ=0.07。 (3)雷道波阻抗(Z0) 雷道通道长度达数千米,半径仅数厘 米,类似于一条分布参数线路,具有一等 值波阻抗。 我国规程建议取Z0 =300Ω。 (4)雷电的极性 实测负极性占75-90%,且负极性过电压 波衰减较小较慢。 防雷计算中一般按负极性考虑。

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第21讲 雷电放电及防雷保护装置(1)
(5)雷电流幅值(I) 雷电流大小除与雷云中电荷

数量有关外,还与被击中物体的
波阻抗或接地电阻的量值有关。 雷电流定义为雷击于低接地

电阻(≤30 Ω)物体时流过雷
击点的电流。

I ? 2I0 Z 0 /( Z 0 ? Z ) ? 2I0

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第21讲 雷电放电及防雷保护装置(1)
长期的大量实测结果: 在一般地区,雷电流的幅值超过I的概率可按下式计算。
lgP ? ? I / 88 (少雷区lgP ? ? I / 44)

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第21讲 雷电放电及防雷保护装置(1)
(6)雷电流的波前时间、波长及陡度 实测:T1=1-4μs,平均2.6 μs;波长(半 峰值时间) T2=20-100μs,平均40 μs。 陡度:α=I/2.6(kA/ μs),实测α最大 极限可取50 kA/ μs。 (7)雷电流的计算波形 a)双指数波; b)斜角波; c)斜角平顶波; d)半余弦波。

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第21讲 雷电放电及防雷保护装置(1)
4、雷电过电压的形成
(1)雷电放电的计算模型

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(2)直击雷过电压的几个典型算例 a)雷击于地面上接地良好的物体
i? Z0 ? 2i0 ? 1.9i0 ? 2i0 Z 0 ? Ri

i0
A

A

A点电压幅值U A ? IRi

2i0

Z0

Ri
O

b)雷击于导线或档距中央避雷线
I '2 ? 2U 0 2I 0 Z 0 I0 Z0 ? ? ( Z0 ? Z / 2 ) ( Z0 ? Z / 2 ) ( Z0 ? Z / 2 ) Z0 Z Z ? I? ? 120I 2 ( 2Z 0 ? Z ) Z ,U A ? 100I 2

i

Ri
O

U A ? I '2 ?

Z0 U0 Z 0 I '2

A Z Z
O

粗略计算令Z 0 ?

2U 0
Z A Z

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第21讲 雷电放电及防雷保护装置(1)
(3)感应雷过电压

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第21讲 雷电放电及防雷保护装置(1)
二、防雷保护装置
1、避雷针和避雷线 作用:直击雷保护。 避雷针结构:接闪器、引下线、接地体。 保护范围:我国有关规程推荐的保护范

围对应0.1%的绕击率。
(1)单支避雷针
?( h ? hx )P, r( x ) ? ? ?( 1.5h ? 2hx )P, hx ? h / 2 hx ? h / 2

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(2)两支等高
b x ? 1.5( h0 ? hx ) 式中 h0 ? h ? D 7P

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第21讲 雷电放电及防雷保护装置(1)
(3)两支不等高

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第21讲 雷电放电及防雷保护装置(1)
(4)多针

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(5)避雷线 a)单根避雷线 b)两根等高避雷线

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