• 可怕！
危害电力设施安全 危害人生安全 危害电网安全
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主放电
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温度可达20000
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3.设备接地体在雷击时产生瞬 间高电位形成地电位“反击” 而损坏；
4.设备安装的方法或安装位置 不当，受雷电在空中分布的 的电场、磁场影响而损坏。
• 1、雷电的破坏效应：可达数百KA的冲击电流
• 通过被击电气设备时由于电磁效应，形成幅值很高的 冲击电压波，使电气设备绝缘破坏；
• 电动力的机械效应使物体炸裂；
• 冲击电流的热效应使金属熔化。
2、雷电放电的一般特征
• 雷电放电由带电荷的雷云引起 • 大多数的放电发生在雷云之间 不危险 • 少数的放电发生在雷云和大地之间 危险 • 对地放电的雷云大多数带负电荷 ，实测90％ • 理解以下几点：
雷云对地放电的实质是雷云电荷向大地的突然释放 被击物体的电位取决于雷电流和被击物体阻抗的乘积 从电源性质看，相当于一个电流源的作用过程 人们能够测知的电量，主要是流过被击物体的电流
谐振过电压
直击雷 大气过电压（雷电过电压）
感应雷
引言：雷击
• 随着手指状闪电云在云间扩散开来， 美国佐治亚州坎伯兰国家海滩上空 紫光闪现
• 阿根廷巴塔哥尼亚阴云密布的天空 出现枝状闪电的壮观现场
对雷电的感觉
• 可怕？巨大的声响、划破黑夜的强光........ • 月黑风高........ • 小时候奶奶讲的故事.........
• 雷电：天空中的某一块云层与另一块云层或者与大地，由于 所带的电荷性质相反而产生瞬间剧烈放电的现象。在这放电 过程中，往往伴随着强烈耀眼的闪光和震耳欲聋的巨响。
• 设备遭雷击受损通常有四种 情况：
1.直接遭受雷击而损坏；
2.雷电脉冲沿着与设备相连的 信号线、电源线或其他金属 管线侵入使设备受损；
规定：不足15日为少雷区，超过40的为多雷区，超过90的 为强雷去。
◆雷暴小时数（Th）
指该地区一年四季中有雷电放电的小时数，一小时以内听 到一次及以上雷声就算一个雷暴小时。对大部分地区来 说，一个雷暴日大致拆合为三个雷暴小时。
▲地面落雷密度ϒ：指每个雷暴日每平方公里的地面上的平 均落雷次数 r 0.023Td1.3 【次/平方公里●雷电日】
第五章 过电压防护设备
过电压防护设备配置
• 目的：解决过电压对电力系统的危害 • 子目的： • 认识高电压防护设备
会配置发电厂、变电站外部过电压防护设备 会配置发电厂、变电站内部过电压防护设备 实例分析、读图能力
方法：案例分析法、分组讨论法、自主学习法等
超过设备最大 运行电压的电压
过电压
操作过电压 内部过电压 弧光过电压
生的放电通道的多次放电，并且这些放电的先导是 持续发展的，它们的主放电电流不超过30KA，第一 次冲击放电电流幅值仍然是最高的。
雷电放电的计算模型
4、雷电参数
▲雷电流的幅值：雷闪时，雷电流所能达到的最高值，为一 随机值，雷电流超过Ι的概率Ρ的对数为:
年平均雷暴日> 20的地区 lg P I 88
■防雷器主要防雷电入侵波:利用避雷器与被保护设备间的绝 缘配合关系，以及与其他防入侵波设备共同作用，可以限 制入侵波陡度与幅值。
■防雷接地:将雷电流安全导入地中而进行的接地，如避雷针 （线）和避雷器的接地等
5.1 避雷针（线）
▲保护原理：当雷云放电时地面电场畸变，在避雷针顶端形 成局部场强集中地空间以影响雷电先导放电的发展方向， 使雷电对避雷针放电，在经过接地装置将雷电流引入大地 从而使被保护物体 免遭雷击。
主放电特点： 发展速度快，持续时间短。 放电电流大，一般100-200KA 放电伴随极明亮的闪光和震耳的雷鸣
◆余辉放电阶段 ▲云中残余电荷（主放电剩余的电荷）沿等离子通道
继续流向大地。
余辉放电的特点： 放电电流小，100-1000A（云中电阻大） 持续时间长（热效应）。 由于云中往往有几个电荷中心，可能引起沿第一次产
我国取ϒ=0.07（40雷电日），国外一般取0.1—0.2
▲输电线路落雷次数N：指每百公里输电线路每年落雷次数
N
r
b 4h 1000Fra bibliotek100 Td[次/(100㎞●年）]
h为避雷线的平均高度（m）;b为两避雷线之间的距离（m）
我国雷电分布图
第五章 过电压防护设备
■避雷针（线）主要防直击雷：它是由金属制成，比被保护 设备高，具有良好接地的装置。其作用是将雷吸引到自己 身上，并安全导入地中，从面保护了附近比它矮的设备和 建筑免受雷击。
3、雷电对地放电的一般过程
• 据侧：对地放电的雷云绝大多数（75—90）％是带负电荷， 雷电流为负极性。
• 雷闪放电过程与长间隙极不均匀电场放电过程一样，主要 有：先导放电、主放电和余辉放电三个阶段。
（a）放电的光学照片 （b）雷电流的变化情况
◆先导放电阶段
▲雷云中负电荷逐渐积聚时，地面感应出正电荷。当 电场强度达到空气的击穿强度时，空气开始游离， 出现电子崩→流注→形成向地面运行的不太明亮的 先导（先导通道头部的电位接近雷云电位)。
年平均雷暴日≤20 的地区 lgP I 44
▲波前时间和半峰值时间
我国防雷设计中取2.6/50us波:
T1 2.6us T2 50us
▲陡度（波前斜率）
a
I 2.6
( KA us )
◆雷暴日数(Td )
指该地区一年四季中有雷电放电的天数，一天中只要听到 一次及以上雷声就是一个雷暴日。由于不同年份的雷电 日数变化很大，所以均采用多年平均值—年平均雷暴日 数
▲当先导发展到离地面大约100m时，还常常出现从地 面向上发展的正电荷的迎面先导。
先导放电特点 发展速度慢，持续时间长，呈跳越式逐级发展 放电电流小，约100A 放电伴有不太明亮的闪光，头部最亮
◆主放电阶段
▲当先导通道到达地面或与迎面先导相遇时，通道端部 因强烈游离而产生高密度的等离子区，此导电性能很 好的等电离子区自地面向雷云迅速传播，形成一条高 导电率的等离子通道，使先导和雷云中的电荷与大地 的电荷相中和。