第9章习题
9.1 雷电流、落雷密度是怎样定义的？
答：雷电流：雷击具有一定参数的物体时，流过被击物的电流与被击物之波阻抗有关，波阻抗越小，流过被击物电流愈大，当波阻抗为零时，流经被击物的电流定义为雷电流。

实际上被击物阻抗不可能为零，因此规程规定，雷电流是指雷击于电阻（等值）小于等于30欧的低接地电阻物体时，流过该物体的电流。

落雷密度：每一个雷暴日，每平方公里对地面落雷次数，γ称为地面落雷密度。

9.2 说明阀式避雷器中残压、额定（灭弧）电压、保护特性、续流的含义及定义。

答：残压：当避雷器上过电压的瞬时值达到放电间隙的冲击放电电压
U时，间
b
隙击穿，电压波即被截断，这时避雷器呈现小电阻，它在最大允许冲击电流下的U。

压降称为残压
R
额定（灭弧）电压：我国有关规程规定，阀式避雷器的间隙灭弧电压，在中性点直接接地的系统中，应取设备最高运行线电压的80%，而在中性点非直接接地的系统中，取值不应低于设备最高运行线电压的100%。

保护特性：为了保证避雷器有良好的保护性能，要求间隙应有平坦的伏秒特性和较强的熄灭工频续流的能力，阀片电阻是非线性的，它在大电流（冲击电流）时呈现小电阻，以保证其上的压降（残压）足够低，而在冲击电流过后，阀片在电网的工频电压作用下呈现大电阻，以限制工频续流，有利于间隙灭弧。

续流：避雷器在雷电冲击作用下动作，冲击电压消失后，加在该避雷器上的恢复电压即系统的工频电压，它将使间隙中继续流过工频电流，称其为续流。

9.3 金属氧化物避雷器有哪些优点？
答：金属氧化物避雷器优点如下：
1）非线性系数α值很小；2）保护性能好；3）金属氧化物避雷器基本无续流，动作负载轻，耐重复动作能力强；4）通流容量大；5）结构简单，
尺寸小，易于大批量生产，造价低；6）可适用于多种特殊需要。

9.4 试述雷击地面时，被击点电位的计算模型。

设雷电流I = l00 kA，被击点A对地的电阻R = 30Ω。

求A点的电位（雷电通道波阻抗Z0 = 300 Ω）。

答：雷电主放电过程相当于一个电流源I沿着波阻抗
Z向雷击物体传播过程。

等效电路为：
Z
可得：0
A
30030
=100=2727kV
30030
Z Z
U I
Z Z
⨯
=⨯
++
9.5 某原油罐直径为l0m，高出地面10m，若采用单根避雷针保护，且要求避雷针与罐距离不得少于5m，试计算该避雷针的高度。

解：单根避雷针的保护范围为：
（1）当被保护物高度大（等）于避雷针二分之一的高度(h x≥h/2)时：r x=(h-h x)p h；（2）当保护物高度小于避雷针二分之一的高度(h x<h/2)时：r x=(1.5h-2h x)p h
其中，p h为高度修正系数，当h≤30m时，p h=1；当30m<h≤120m时，p h=5.5/h。

根据题意，避雷针若能够保护油罐则要求，在10m高度处，保护半径r x至少等于15m。

假设油罐高度大(等)于h/2，即h≤20m，用第一种情况的公式，满足条件的避雷针高度超过25m ，与假设矛盾，故舍掉这种情况。

假设油罐高度小于h/2，即h>20m，用第二种情况的公式，可计算得到避雷针高度约为23m。

9.6 某220kV变电所，土壤电阻率为3×102Ω·m，变电所面积为100×100 m2，试估算该变电所接地网工频接地电阻。

解：该变电所接地网工频接地电阻：Ω
=
⨯
⨯
⨯
=
=5.1
100
100
10
3
5.0
5.02
S
R
ρ。