第8章雷电过电压及防护
第8 章雷电过电压及防护
8—1试述雷电放电的基本过程及各阶段的特点．
８-2试述雷电流幅值的定义，分别计算下列雷电流幅值出现的概率:30ｋA、５０ｋA、８8kA、１00kA、１５０ｋA、2００ｋA.
８－3雷电过电压是如何形成的?
8-4某变电所配电构架高1１ｍ,宽10。5m，拟在构架侧旁装设独立避雷针进行保护,避雷针距构架至少5m．试计算避雷针最低高度。
8—５设某变电所的四支等高避雷针，高度为２５m，布置在边长为４2m的正方形的四个顶点上,试绘出高度为11m的被保护设备，试求被保护物高度的最小保护宽度.
８-6什么是避雷线的保护角?保护角对线路绕击有何影响?
８—７试分析排气式避雷器与保护间隙的相同点与不同点。
8—８试比较普通阀式避雷器与金属氧化物避雷器的性能，说说金属氧化物避雷器有哪些优点?
8—9试述金属氧化物避雷器的特性和各项参数的意义.
8-１0限制雷电过电压破坏作用的基本措施是什么？这些防雷设备各起什么保护作用?
８-11平原地区110kV单避雷线线路水泥杆塔如图所示，绝缘子串由6×X-7
R为7Ω，导线和避组成，长为,其正极性U50％为7００kV，杆塔冲击接地电阻
i
雷线的直径分别为21。5mm和7。8ｍm，15℃时避雷线弧垂2．8m，下导线弧垂５。３m,其它数据标注在图中，单位为m，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。
习题８—11图
8—１2某平原地区550kV输电线路档距为4００m，导线水平布置，导线悬挂高度为，相间距离为1２。5m，15℃时弧垂12。５m。导线四分裂，半径为11。7５mｍ，分裂距离(等值半径为）.两根避雷线半径５．3mm,相距21。４ｍ,其悬挂高度为３７m，1５℃时弧垂９。5ｍμH，冲击接地电阻为１０Ω。线路采用28片ＸP—１6绝缘子,串长４．４８m，其正极性Ｕ5０％为2.35MV，负极性U50％为２．74ＭV,试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。
8—13为什么110ｋＶ及以上线路一般采用全线架设避雷线的保护措施，而３５kV及以下线路不采用?
８-1４输电线路防雷有哪些基本措施。
8-１5变电所进线段保护的作用和要求是什么？
8－16试述变电所进线段保护的标准接线中各元件的作用.
8-1７某1１0kＶ变电所内装有FZ—1１0J型阀式避雷器,其安装点到变压器的电气距离为5０ｍ,运行中经常有两路出线，其导线的平均对地高度为１0ｍ，试确定应有的进线保护段长度.
８—1８试述旋转电机绝缘的特点及直配电机的防雷保护措施。
8-19说明直配电机防雷保护中电缆段的作用。
８—20试述气体绝缘变电所防雷保护的特点和措施.
８－2１什么是接地？接地有哪些类型?各有何用途？
8-22什么是接地电阻,接触电压和跨步电压?
８-2３试计算如图8-4４所示接地装置的冲击接地电阻。已知垂直接地极是由6根直径为、长３ｍ的圆管组成，土壤电阻率为200Ω·m，雷电流为40A时冲击系数α为0．５,冲击利用系数iη为0。7。
８-２4某220kV变电所,采用∏型布置，变电所面积为194。５m×２0１。５m,土壤电阻率为３00Ω·m，试估算其接地网的工频接地电阻。
8-1试述雷电放电的基本过程及各阶段的特点。
答：雷电放电的基本过程包括先导放电、主放电和余辉放电三个阶段．
(1）先导放电阶段——开始产生的先导放电是跳跃式向前发展。先导放电常常表现为分枝状,这些分枝状的先导放电通常只有一条放电分支达到大地。整个先导放电时间约０.00５～０。01s ，相应于先导放电阶段的雷电流很小。
（２）主放电阶段——主放电过程是逆着负先导的通道由下向上发展的。在主放电中,雷云与大地之间所聚集的大量电荷，通过先导放电所开辟的狭小电离通道发生猛烈的电荷中和，放出巨大的光和热.在主放电阶段,雷击点有巨大的电流流过，主放电的时间极短。
(3)余辉放电阶段—-当主放电阶段结束后，雷云中的剩余电荷将继续沿主放电通道下移，使通道连续维持着一定余辉。余辉放电电流仅数百安,但持续的时间可达0．０３~0.０5s 。
8-２试述雷电流幅值的定义，分别计算下列雷电流幅值出现的概率：３0kA 、50kA 、88kA 、10０kA 、1５０ｋＡ、200k Ａ。
答：根据式(８-4）,8810I
P -=.其中,P 为雷电流幅值超过I 的概率,I 为雷电流幅
值。则雷电流幅值为30kA 、5０k Ａ、88kA 、1００kA 、１５0k Ａ、200kA 时，对应的概率分别为４5．6１%、２７．0３％、１0．0０%、7.31%、1。9７%、０.５３％。
8—3雷电过电压是如何形成的？
答：雷电过电压的形成包括以下几种情况.
（１）直击雷过电压
a 。雷直击于地面上接地良好的物体（图8—3）时，流过雷击点A 的电流即为雷电流ｉ。采用电流源彼德逊等值电路,则雷电流
沿雷道波阻抗0Z 下来的雷电入射波的幅值I 0=I/2，A 点的电压幅值i A IR U =。 b.雷直击于输电线路的导线(图8—４)时，电流波向线路的两侧流动，如果电流电压均以幅值表示，则
导线被击点A 的过电压幅值为
（2)感应雷过电压
雷云对地放电过程中，放电通道周围空间电磁场急剧变化，会在附近线路的
导线上产生过电压(图8－5）。在雷云放电的先导阶段,先导通道中充满了电荷，如图8－５（a)所示，这些电荷对导线产生静电感应,在负先导附近的导线上积累了异号的正束缚电荷，而导线上的负电荷则被排斥到导线的远端。因为先导放电的速度很慢，所以导线上电荷的运动也很慢，由此引起的导线中的电流很小,同时由于导线对地泄漏电导的存在，导线电位将与远离雷云处的导线电位相同。当先导到达附近地面时，主放电开始，先导通道中的电荷被中和，与之相应的导线上的束缚电荷得到解放，以波的形式向导线两侧运动，如图8—５(b ）所示。电荷流动形成的电流i 乘以导线的波阻抗Z 即为两侧流动的静电感应过电压波iZ U =。
８—４某变电所配电构架高1１m,宽10.5ｍ，拟在构架侧旁装设独立避雷针进行保护,避雷针距构架至少5m.试计算避雷针最低高度。
解:由题意可知，x r =10。5＋ 5=１5．5ｍ,11x h =m
分别令ｐ=1，ｐ=５。
代入数值解得
所以避雷针的最低高度为。
８-5设某变电所的四支等高避雷针，高度为2５m,布置在边长为４２m 的正方形的四个顶点上，试绘出高度为11ｍ的被保护设备，试求被保护物高度的最小保护宽度。
解：略
８—6什么是避雷线的保护角?保护角对线路绕击有何影响？
答：避雷线的保护角指避雷线和外侧导线的连线与避雷线的垂线之间的夹角，用来表示避雷线对导线的保护程度。保护角愈小,避雷线就愈可靠地保护导线免遭雷击。
8－７试分析排气式避雷器与保护间隙的相同点与不同点.
答:
8—8试比较普通阀式避雷器与金属氧化锌避雷器的性能,说说金属氧化锌避雷器有哪些优点?
答：由于氧化锌阀片优异的非线性伏安特性,使金属氧化锌避雷器（MOA)与普通阀式避雷器相比具有以下优点：（1）保护性能好；（2)无续流；(3）通流容量大;(4)运行安全可靠。
8－9试述金属氧化锌避雷器的特性和各项参数的意义。
答：金属氧化物避雷器电气特性的基本技术指标：
（1）额定电压——避雷器两端允许施加的最大工频电压有效值，与热负载有关,是决定避雷器各种特性的基准参数。
（２) 最大持续运行电压——允许持续加在避雷器两端的最大工频电压有效值，决定了避雷器长期工作的老化性能.
（3）参考电压——避雷器通过lmA工频电流阻性分量峰值或者lmA直流电
流时,其两端之间的工频电压峰值或直流电压,通常用Ｕ１ｍA表示。从该电压开始,电流将随电压的升高而迅速增大，并起限制过电压作用。因此又称起始动作电压,也称转折电压或拐点电压
(4) 残压——放电电流通过避雷器时两端出现的电压峰值.包括三种放电电流波形下的残压，避雷器的保护水平是三者残压的组合。
（５）通流容量——表示阀片耐受通过电流的能力。
(６）压比——MＯＡ通过波形为8/２０s 的标称冲击放电电流时的残压与其参考电压之比。压比越小，表示非线性越好，通过冲击放电电流时的残压越低,避雷器的保护性能越好。
(７）荷电率——MOＡ的最大持续运行电压峰值与直流参考电压的比值。荷电率愈高，说明避雷器稳定性能愈好,耐老化，能在靠近“转折点”长期工作.
（8）保护比——标称放电电流下的残压与最大持续运行电压峰值的比值或压比与荷电率之比。保护比越小，MOA的保护性能越好。
8-10限制雷电过电压破坏作用的基本措施是什么？这些防雷设备各起什么保护作用?
答:限制雷电的破坏性，基本措施就是加装避雷针、避雷线、避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等防雷保护装置.
避雷针、避雷线用于防止直击雷过电压,避雷器用于防止沿输电线路侵入变电所的感应雷过电压。下面主要介绍避雷针、避雷线和避雷器的保护原理及其保护范围。
８—１1平原地区１１０ｋV单避雷线线路水泥杆塔如图所示,绝缘子串由6×X－７组成，长为1。2m，其正极性U5０％为7０0kV,杆塔冲击接地电阻Ri 为7Ω，导线和避雷线的直径分别为２1．５mm和７。8ｍｍ,15℃时避雷线弧垂２．8m，下导线弧垂5。３m，其它数据标注在图中，单位为ｍ，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率.
解：略
8-1２某平原地区5５0ｋV输电线路档距为４00ｍ，导线水平布置,导线悬挂高度为２８。15ｍ，相间距离为，15℃时弧垂１２．5m.导线四分裂,半径为１１．75mm，分裂距离0。45ｍ(等值半径为１9。8cｍ).两根避雷线半径，相距21．4m，
其悬挂高度为３7m，15℃时弧垂9．5m。杆塔电杆１５。6μH,冲击接地电阻为10Ω。线路采用28片ＸＰ—１６绝缘子，串长4。48m，其正极性U５０％为２。3５ＭV，负极性U５0％为2.７4ＭＶ,试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率.
解:略
8—１３为什么1１0kV及以上线路一般采用全线架设避雷线的保护措施，而35kV及以下线路不采用？
答:输电线路的防雷，应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况,通过技术经济比较,采用合理的防雷方式。因此，３5kV线路不宜全线架设避雷线，1１０kＶ及以上线路应全线架设避雷线．
8—14输电线路防雷有哪些基本措施.
答:(1)架设避雷线；（2）降低杆塔接地电阻；（3）架设耦合地线；（4）采用不平衡绝缘方式；（5)采用中性点非有效接地方式；（6）装设避雷器;（７）加强绝缘;(8）装设自动重合闸。
８-１５变电所进线段保护的作用和要求是什么？
答：变电所进线段保护的作用在于限制流经避雷器的雷电流幅值和侵入波的陡度。
针对不同电压等级的输电线路,具体要求如下:
a)未沿全线架设避雷线的3５kV～1１0ｋV架空送电线路，应在变电所1ｋm～2km的进线段架设避雷线作为进线段保护,要求保护段上的避雷线保护角宜不超过2０°,最大不应超过３0°;
b)1１0ｋＶ及以上有避雷线架空送电线路，把２km范围内进线作为进线保护段，要求加强防护，如减小避雷线的保护角α及降低杆塔的接地电阻R i。要求进线保护段范围内的杆塔耐雷水平，达到表8—７的最大值，以使避雷器电流幅值不超过５kA（在33０～5０0kV级为10ｋA），而且必须保证来波陡度a不超过一定的允许值.
8—16试述变电所进线段保护的标准接线中各元件的作用.
答：在图8—3２所示的标准进线段保护方式中,安装了排气式避雷器FE。
在雷季，线路断路器、隔离开关可能经常开断而线路侧又带有工频电压(热备
用状态)，沿线袭来的雷电波（其幅值为Ｕ
５０％
）在此处碰到了开路的末端,于是电压可上升到2U5０％,这时可能使开路的断路器和隔离开关对地放电，引起工频短路,将断路器或隔离开关的绝缘支座烧毁，为此在靠近隔离开关或断路器处装设一组排气式避雷器ＦＥ。
图８—３2 35kV～110kV变电所的进线保护接线8—1７某110kＶ变电所内装有ＦZ-110Ｊ型阀式避雷器,其安装点到变压器的电气距离为5０m，运行中经常有两路出线，其导线的平均对地高度为10m，试确定应有的进线保护段长度.
解:略
8－１８试述旋转电机绝缘的特点及直配电机的防雷保护措施。
答：旋转电机绝缘的特点：
（1）在相同电压等级的电气设备中，旋转电机的绝缘水平最低;
（2）电机在运行中受到发热、机械振动、臭氧、潮湿等因素的作用使绝缘容易老化。特别在槽口部分，电场极不均匀,在过电压作用下容易受伤；
（3）保护旋转电机用的磁吹避雷器(FCD型）的保护性能与电机绝缘水平的配合裕度很小;
（4）由于电机绕组的匝间电容K很小,所以当冲击波作用时，匝间所受电
压为v l
a
，要使该电压低于电机绕组的匝间耐压，必须把来波陡度ａ限制得很低,试验结果表明，为了保护匝间绝缘必须将侵入波陡度限制在5kV/μs以下；
（5）电机绕组中性点一般是不接地的，三相进波时在直角波头情况下,中性点电压可达进波电压的两倍，因此必须对中性点采取保护措施.试验证明，侵入波陡度降低时,中性点过电压也随之减小，当侵入波陡度降至2ｋV/μs以下时,中性点过电压不超过进波的过电压。
直配电机的防雷保护措施:
（1）发电机出线母线上装一组MOＡ或FＣD型避雷器，以限制侵入波幅值,取其３kA下的残压与电机的绝缘水平相配合,保护电机主绝缘.
（2) 采用进线段保护，一般采用电缆段与排气式避雷器配合的典型进线段保护，它们联合作用以限制流经避雷器中的雷电流幅值使之小于３kA。
（μF ，可以限制雷电侵入波的陡度a 使之小于2ｋV ／μs ,同时可以降低感应雷过电压使之低于电机冲击耐压强度,保护电机匝间绝缘和中性点绝缘.
(4） 发电机中性点有引出线时，中性点应加装避雷器保护，如电机绕组中性点并未引出,则每相母线并联电容应增至1.5～2。0μF 。
8-19说明直配电机防雷保护中电缆段的作用.
答：有电缆段的直配电机保护接线如图8-3７（a ）所示，雷直击于电缆首端的架空线路,排气式避雷器FE2动作，电缆芯线与外皮经FE2短接在一起，雷电流流过F Ｅ2和接地电阻Ｒ1 所形成的电压i Ｒ１ 同时作用在芯线和外皮上,沿着外皮将有电流i2 流向电机侧，于是在电缆外皮本身的电感L2上出现压降dt
di L 22
,此压降是由环绕外皮的磁力线变化所造成的，这些磁力线也必然全部环绕芯线,在芯线上同时感应出一个大小等于dt di L 22的反电动势来，它将阻止雷电流从电缆首端A 点沿芯线向电机流动,也即限制了流经避雷器F 的雷电流。
8-２0试述气体绝缘变电所防雷保护的特点和措施。
答:气体绝缘变电所（GIS ）防雷保护有以下特点：
（1）G ＩS 绝缘具有比较平坦的伏秒特性。绝缘水平主要决定于雷电冲击水平，需采用性能优异的金属氧化物避雷器加以保护.
（2）G ＩＳ变电所的波阻抗一般在60~１０0Ω,约为架空线路的１/5,雷电侵入波从架空线路传入GIS ，折射系数较小，折射电压也就较小，对GIS 的雷电侵入波保护有利。
（３)ＧIS 变电所结构紧凑，各电气设备之间的距离较小,避雷器离被保护设备较近，因此可使雷电过电压限制在更低的水平。
(4)G ＩS 绝缘中完全不允许产生电晕，因为一旦产生电晕，绝缘会立即发生击穿，这样将会导致整个ＧI Ｓ变电所绝缘的破坏.因此,要求GI Ｓ过电压保护有较高的可靠性,并且在设备的绝缘配合上要留有足够的裕度。
（5）由于ＧIS 变电所的封闭性，所以电气设备不会因受大气污秽、降水等的影响而降低绝缘强度。但需指出，对ＳＦ６气体的洁净程度和所含水分却要求极严，同时对导体和内壁的光洁度也要求极高，否则绝缘强度将大幅度下降。
气体绝缘变电所（ＧＩS ）的防雷措施有以下几点：
1） ６6ｋV 及以上进线无电缆段的ＧI Ｓ变电所６6k Ｖ及以上进线无电缆段
的GIS变电所，在GＩＳ管道与架空线路连接处应装设无间隙金属氧化物避雷器（FＭO1)，其接地端应与管道金属外壳连接;
2).66ｋＶ及以上进线有电缆段的GIS变电所６6kＶ及以上进线有电缆段的GIS变电所,在电缆与架空线路的连接处应装设金属氧化物避雷器（FMO1)，其接地端应与电缆的金属外皮连接。对三芯电缆，末端的金属外皮应与GIS管道金属外壳连接接地，如图8-41(a)所示。对单芯电缆，末端的金属护层应经金属氧化物电缆护层保护器(FC)接地，如图8—４1(ｂ)所示。
8-21什么是接地？接地有哪些类型?各有何用途?
答：接地——指将电力系统中电气装置和设施的某些导电部分，经接地线连接至接地极。埋入地中并直接与大地接触的金属导体称为接地极，电气装置、设施的接地端子与接地极连接用的金属导电部分称为接地线。
接地按用途可分为:
(1)工作接地——为运行需要所设的接地,如中性点直接接地、中性点经消弧线圈、电阻接地；
(２）保护接地-—电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地；
（3）防雷接地-—为雷电保护装置(避雷针、避雷线和避雷器等)向大地泄放雷电流而设的接地；
(4）静电接地-－为防止静电对易燃油、天然气贮罐、氢气贮罐和管道等的危险作用而设的接地。
8-22什么是接地电阻,接触电压和跨步电压？
答:接地装置对地电位ｕ与通过接地极流入地中电流ｉ的比值称为接地电阻。
人在地面上离设备水平距离为处于设备外壳、架构或墙壁离地面的垂直距离处两点间的电位差，称为接触电位差，即接触电压U t。
当人在分布电位区域内跨开一步，两脚间(水平距离０。8m）的电位差,称为跨步电位差，即跨步电压U s。
8-23试计算如图８—4４所示接地装置的冲击接地电阻。已知垂直接地极是
Ω⋅，雷电流为4０A时冲由６根直径为、长３ｍ的圆管组成,土壤电阻率为200m
η为0。7。
击系数α为０.5，冲击利用系数
i
解：查表8-１9可得，对于长度为3ｍ左右的垂直接地极，其工频接地电阻为
单根垂直接地极的冲击接地电阻为：
由6根等长水平放射形接地极组成的接地装置，其冲击接地装置可按下式计算
8－24某22０kV变电所，采用∏型布置,变电所面积为１94。5ｍ×，土壤电阻率为300m
Ω⋅，试估算其接地网的工频接地电阻.
解:查表８—１9，对于复合接地网，其工频接地电阻的简易计算式如下:
第8章雷电过电压及防护
第8 章雷电过电压及防护 8—1试述雷电放电的基本过程及各阶段的特点． ８-2试述雷电流幅值的定义，分别计算下列雷电流幅值出现的概率:30ｋA、５０ｋA、８8kA、１00kA、１５０ｋA、2００ｋA. ８－3雷电过电压是如何形成的? 8-4某变电所配电构架高1１ｍ,宽10。5m，拟在构架侧旁装设独立避雷针进行保护,避雷针距构架至少5m．试计算避雷针最低高度。 8—５设某变电所的四支等高避雷针，高度为２５m，布置在边长为４2m的正方形的四个顶点上,试绘出高度为11m的被保护设备，试求被保护物高度的最小保护宽度. ８-6什么是避雷线的保护角?保护角对线路绕击有何影响? ８—７试分析排气式避雷器与保护间隙的相同点与不同点。 8—８试比较普通阀式避雷器与金属氧化物避雷器的性能，说说金属氧化物避雷器有哪些优点? 8—9试述金属氧化物避雷器的特性和各项参数的意义. 8-１0限制雷电过电压破坏作用的基本措施是什么？这些防雷设备各起什么保护作用? ８-11平原地区110kV单避雷线线路水泥杆塔如图所示，绝缘子串由6×X-7 R为7Ω，导线和避组成，长为,其正极性U50％为7００kV，杆塔冲击接地电阻 i 雷线的直径分别为21。5mm和7。8ｍm，15℃时避雷线弧垂2．8m，下导线弧垂５。３m,其它数据标注在图中，单位为m，试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。 习题８—11图 8—１2某平原地区550kV输电线路档距为4００m，导线水平布置，导线悬挂高度为，相间距离为1２。5m，15℃时弧垂12。５m。导线四分裂，半径为11。7５mｍ，分裂距离(等值半径为）.两根避雷线半径５．3mm,相距21。４ｍ,其悬挂高度为３７m，1５℃时弧垂９。5ｍμH，冲击接地电阻为１０Ω。线路采用28片ＸP—１6绝缘子,串长４．４８m，其正极性Ｕ5０％为2.35MV，负极性U50％为２．74ＭV,试求该线路的耐雷水平和雷击跳闸率。
电路中的防雷与过压保护
电路中的防雷与过压保护 电路中的防雷与过压保护是一项重要的安全措施，旨在保护电器设备免受雷击和过电压的损害。本文将介绍防雷保护和过压保护的原理以及常见的防护装置，以帮助读者更好地保护电路设备。 一、防雷保护的原理 雷电是一种具有极高电压和电流的天气现象，当雷击发生时，电流会通过电线、传导介质或接地路径进入电路系统，造成电器设备的损坏甚至起火。因此，防雷保护就显得尤为重要。 1.接地系统 接地系统是防雷保护的核心部分，它通过将电路设备与地面建立连接，将雷电的电流引入地下，避免对设备造成伤害。常见的接地方式包括单点接地和多点接地。 2.避雷针 避雷针是一种尖锐的导电装置，通常安装在建筑物或高架结构的顶部。当雷电靠近时，避雷针可以通过导电连接将电流引入地下，保护建筑物内部的电器设备。 3.防雷器 防雷器是一种用于接地系统的保护装置，它能够吸收和分散雷电的电流。常见的防雷器包括金属氧化物压敏电阻器（MOV）和瞬态电压
抑制器（TVS）。它们能够在雷电来临时快速响应，分散和吸收过电压，保护电器设备。 二、过压保护的原理 过电压是指电路中出现比额定电压高的电压波动，其产生原因可能是雷击、电网故障或设备故障等。过电压过高会对电路和设备造成损害，因此需要过压保护措施。 1.过压保护器 过压保护器是一种装置，能够在电路电压超过设定阈值时迅速切断电路。常见的过压保护器包括熔断器、瞬态电压抑制器（TVS）和过压保护开关。它们通过监测电路的电压，一旦超过设定值就迅速切断电流，保护设备免受过电压的损害。同时，过压保护器还可以自动复位，确保电路能够正常运行。 2.继电器 继电器是一种电磁装置，能够在过电压发生时迅速切断电路。它通过控制一个开关，将电路与电源隔离，从而保护设备免受过电压的影响。 三、常见的防护装置 1.保护插座
电力设备的防雷与过电压保护
电力设备的防雷与过电压保护随着电力设备的广泛应用，防雷与过电压保护成为了保障设备安全 稳定运行的关键一环。本文将从防雷与过电压的概念入手，分析其对 电力设备的重要性，并提出一些常见的防雷与过电压保护方案。 一、防雷与过电压的概念及重要性 防雷是指采取各种措施，防止雷电对设备、系统造成破坏；过电压 是指电力系统或设备上出现超过正常工作电压的电压波动。由于雷电 和过电压的突发性和破坏性，防雷与过电压保护在电力设备中具有重 要作用。 首先，防雷与过电压保护可以保护设备免受雷击和过电压影响。雷 电击中设备可能导致设备损坏，甚至引起火灾等安全事故。而过电压 也会对设备的电气元件造成损害，缩短设备的使用寿命。 其次，防雷与过电压保护可以提高设备的可靠性和稳定性。通过采 取防雷与过电压保护措施，可以降低雷击和过电压事件对设备正常运 行造成的干扰，提高设备运行的可靠性。尤其是对于关键性电力设备，防雷与过电压保护更是必不可少。 二、防雷与过电压保护方案 1. 外部防雷措施
外部防雷措施主要是通过防雷接地装置和避雷针等设备，将雷电引 入地下，避免雷电对设备的直接打击。合理布置避雷装置，确保其与 设备之间的连接良好，可有效减少雷击带来的破坏。 2. 内部过电压保护 内部过电压保护主要是通过安装过电压保护装置，对设备进行电气 隔离和过电压限制等措施。过电压保护装置可以及时检测到过电压事件，并通过自动切断电源或限制过电压波形来保护设备免受损害。 3. 接地保护 良好的接地系统是防雷与过电压保护的基础。通过正确设置接地装置，可以将过电压引导到地下，减少其对设备的影响。同时，接地装 置还可提供设备漏电保护、电流分流和防止静电积聚等功能。 4. 绝缘保护 借助绝缘材料和绝缘结构，可在设备内部形成电气隔离层，防止过 电压波形通过，保护设备内部的电气元件。绝缘保护在电力设备中具 有重要地位，可以防止过电压对设备的侵害。 三、结论 电力设备的防雷与过电压保护是确保设备安全、稳定运行的重要手段。通过外部防雷、内部过电压保护、接地和绝缘等多种防护措施的 综合应用，可以有效减少雷电和过电压对设备的影响，提高设备的可 靠性和稳定性。任何一个电力设备都应该重视防雷与过电压保护工作，并根据实际情况选择合适的方案和装置，以确保设备的安全运行。
第八章 雷电放电及防雷保护装置
第八章雷电放电及防雷保护装置 避雷针（线）的保护范围计算 避雷器：保护间隙与管型避雷器原理，优缺点，应用范围，阀型避雷器的结构、原理、主要特性、分类及应用场合，氧化锌避雷器 *防雷接地：接地分类，雷电流通过接地体向土壤流散时的物理过程，冲击系数。 第一节雷电参数 电力系统中的大气过电压主要由雷电放电所造成的。为了对大气过电压进行计算和采取合理的防护措施，必须掌握雷电的雷电的电气参数。雷电形成过程如下：雷电先导通道带有与雷云极性相同的电荷（一般雷云多为负极性），自雷云向大地发展。由于雷云及先导作用，大地被感应出与雷云极性相反的电荷。当先导发展到离大地一定距离时，先导头部与大地之间的空气间隙会被击穿，雷电通道中的主放电过程开始，主放电自雷击点沿通道向上发展，若大地的土壤电阻率为零，则主放电所到之处的电位即降为零电位。具体情况如下图所示： 从雷电过电压计算和防雷设计的角度来看，值得注意的雷电参数如下： 1．雷暴日及雷暴小时：一天或一小时内听见一次雷声计为一个雷暴电日或雷暴电小时以年雷暴电日或年雷暴电小时表征不同地区雷电活动的强度 2．地面落雷密度(γ)：一个雷电日中，地面每平方千米面积内落雷次数 γ＝0.07（次/km2·雷电日) 3．雷电通道波阻抗(Z0)：300?左右 4．雷电的极性：90%的雷电流为负极性，因此电气设备防雷保护及进行绝缘配合时都是以负极性的雷电冲击波进行分析研究 5．雷电流幅值(I)： 雷电流定义：流经被击物阻抗z＝0的电流 雷电流幅值是表示雷电强度的指标,也是产生雷电过电压的根源，所以是最重要的雷电参数。雷电流幅值概率分布公式： 6．雷电流的波前时间、陡度及波长：τt=2.6μs τ=50 μs (2.6/50 μs波） 7．雷电流的计算波形 在防雷计算中，可按不同的要求，采用不同的计算波形。常用的有以下几种计算波形： （1）双指数波： （2）半余弦波 （3）斜角与斜角平顶波8．等值电路：（略） ) ( t t e e I iφ α- -- = ) ( ) ( 1 1 1 时 时 T t I aT i T t at i > = = ≤ = ) cos 1( 2 t i Iω - =
高电压课件 第八章 雷电及防雷装置
第八章雷电及防雷装置 8-1 雷电参数 一、雷电放电的等值电 雷击大地时的放点过程及等值电路如图8-1-1，研究表明，先导通道具有分布参数的特征，假设它具有均匀的电路参数，其波阻抗为z 。 流经被击物体的电流i z 可用下式表示 式中，z j 为被击物体的波阻抗或雷击点与大地零电位参考点间的集中参数阻抗。 从上式可知，流经被击物体的电流i z 与被击物体的阻抗z j 有关，z j 愈大 则i z 愈小，反之则愈大，当i z =0时，流经被击物体的电流被定义为“雷电流”， 以i L 表示。根据上式，i L =σi L 。如图8-1-2，8-1-3所示。
取为300Ω。 目前，我国DL/T620-1997将雷电通道波阻抗z 二、雷电流波形 实测统计表明，对地放电的雷云有75%~90%是负极性的，负雷云对地放电约有40具有重复性，一次闪电包括3~4次雷击的概率约占50%，最多可达42次。 描述负极性雷电的参数有四个：峰值、波前时间和半波峰时间、陡度。 雷电流峰值的大小与许多因素有关，主要的有气象、地质条件和地理位置。其中气象情况有很大的随机性，因此只有通过大量实测才能正确估算雷电流峰值的概率分布规律。我国规程DL/T620-1997建议按下式计算了电流峰值的累积概率 雷暴日低于20的地区： 雷电流的波前时间为1~5微妙，推荐2.6微妙。
半波峰时间一般在20~100微妙，平均为50微妙。 雷电流的平均陡度 雷电流的波形集中等值波形： 三、雷暴日与雷暴小时 雷暴日是一年中有雷电的日数。雷暴小时是一年中有雷电的小时数。在一天或一个小时内只要听到雷声就算一个雷暴日或雷暴小时。 四、地面落泪密度和输电落雷次数 =40，得γ=0.07，从而可得 对于T d 即100km线路每年约受到0.28（b+4h）次雷击。 8-2 避雷针、避雷线的保护范围 对直击雷的防护措施通常是装设避雷针或避雷线。避雷针（线）高于被保护的物体，其作用是吸引雷电击于自身，并将雷电流迅速泄入大地，从而使避雷针（线）附近的物体得到保护。 避雷针（线）的保护范围可以通过模拟试验并结合运行经验雷确定，由于雷电放电受到很多偶然因素的影响，因此要保证被保护物体绝对不遭受直击雷的危害是不现实的。通常，保护范围是指具有0.1%左右雷击概率的空间范围。 一、折线法 1. 单支避雷针 单支避雷针的保护范围如图8-2-所示，其保护半径可按下式计算
第八章接地与过电压防护
第八章接地与过电压防护 答案 8-1什么叫过电压？过电压有哪几种分类？他们的产生原因分别如何？ 答：过电压指在电气设备或线路上出现的超过正常工作要求并对其绝缘构成威胁的电压。 过电压的分类如下： 1．雷电过电压由于大气中雷云与雷云、雷云与地面物体间会出现放电现象，雷云直接对地面某物体（电气设备或建筑物）放电或雷电感应而引起的过电压统称为雷电过电压或大气过电压或外部过电压。 雷电过电压又分为直击雷过电压、感应雷过电压、侵入波过电压和雷击电磁脉冲。 （1）直击雷过电压是指雷电对电气设备或建筑物直接放电而产生的过电压，放电时雷电流可达几万甚至几十万安培。 （2）感应雷过电压是指当雷云出现在架空线路上方时，由于静电感应，在架空线路上积聚大量异号电荷，在雷云对其他地方放电后，线路上原来被约束的电荷被释放形成自由电荷以电磁波速度向线路两侧流动，形成感应过电压，其电压可达几十万伏。 （3）雷电侵入波（行进波）过电压是指由于线路、金属管道等遭受直接雷击或感应雷而产生的雷电波，沿线路、金属管道等侵入变电站或建筑物而造成危害。据统计，这种雷电侵入波占系统雷害事故的50％以上。因此，对其防护问题，应予相当重视。 （4）雷击电磁脉冲是指雷电直接去在建筑物防雷装置和建筑物附近所引起的效应。它是一种干扰源，绝大多数是通过连接导体的干扰，如雷电流或部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰。 这种干扰脉冲是一种能量脉冲，它既可以以过电压形式出现，也可以以过电流或电磁辐射形式出现，因此，雷击电磁脉冲并不完全是过电压问题，而是一种能量冲击，因此又将其称为“电涌”（surge）或“浪涌”，它对供配电系统中电气设备的绝缘威胁不大，但对用电设备中的信息系统设备的正常工作影响甚大。 2．内部过电压由于系统的操作、故障和某些不正常运行状态，使供配电系统电磁能量发生转换而产生的过电压称为内部过电压。内部过电压的持续时间与过电压的类别有关，短的如操作过电压，其持续时间一般为毫秒级，长的如谐振过电压可持续存在。 常见的内部过电压有： （1）操作过电压是指由于开关分合闸操作或事故状态而引起的过电压。在开关操作
雷电过电压及防雷保护
参考教材：吴广宁《高电压技术》 雷电过电压及防雷保护 雷电的起因（教材P75） 雷击架空输电线路的4种情况（见教材P76底部） 确定输电线路防雷保护方式是，主要考虑4个方面：防止直接雷击、防止发生雷击塔顶或避雷线后引起的绝缘闪络、防止雷击闪络后转化为工频短路电弧、防止线路中断供电。（详情请见教材P77） 输电线路的防雷措施（7个）：架设避雷线、降低杆塔接地电阻、架设耦合地线、采用不平衡绝缘方式、装设自动重合闸、采用消弧线圈接地方式、装设管型避雷器 （耐雷水平）和(雷击跳闸率)衡量输电线路的防雷性能。其定义见教材P76. 发电厂和变电站的防雷（教材P78） 防雷保护装置 1.避雷针：保护原理：当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针顶端形成局部场强集中的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，再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。 2.避雷线：作用原理：先于避雷线下面的导线发生先导放电，从而达到保护输电线路的目的。保护范围的长度与线路等长，而且两端还有其保护的半个圆锥体空间。在架空输电线路上多采用保护角α来表示避雷线的保护程度。 保护角：避雷线的铅垂线与避雷线和边导线连线的夹角，α越小，雷击导线的概率越小，对导线的屏蔽保护越可靠。 3.避雷器对避雷器的基本技术要求： 正常运行时，避雷器内部隔离工作电压。过电压（包括操作过电压和雷击过电压）作用时，避雷器先于被保护电力设备放电。 避雷器作用原理：并联连接在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器先放电，限制了过电压的发展，从而保护了其他电气设备免遭击穿损坏。它实质上是一种放电器 4.防雷接地装置 接地装置：包括引线在内的埋设在地中的一个或一组金属体或由金属导体组成的金属网 防雷接地：用来将雷电流顺利泻入大地，以减小引起的过电压。 冲击接地电阻： 由于接地体本身电感和电容的作用，冲击电压的幅值与冲击电流的幅值不会同时出现，因此，冲击电阻这个概念是一个人为的概念，不具有实际的物理意义，只有当雷电流通过接地装置时才体现出来。 目前，国内外大多都用冲击接地电阻的大小来表征冲击接地效果的好坏。 其他用于降低接地电阻措施：铺设接地体（石墨）、局部换土、扩大地网面积、利用降阻剂、深孔爆破技术、增加接地极埋设深度 接地体模块作用：与金属接地体一块作用增加接地体的散流，即沿建筑物外面四周敷设水平接地体成闭合回路，并将所有进入屋内的金属管道、电缆金属外皮与闭合接地体相连，形成均衡电位 降阻剂：降阻剂由多种成份组成，其中含有细石墨、膨润土、固化剂、润滑剂、导电水泥等。它是一种良好的导电体，将它使用于接地体和土壤之间，一方面能够与金属接地体紧密接触，形成足够大的电流流通面；另一方面它能向周围土壤渗透，降低周围土壤电阻率，在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻区域。 雷击造成的危害主要有五种：直击雷、雷电波侵入、感应过电压、系统内部操作过电压、地
雷电过电压及防护
雷电过电压及防护 雷电放电涉及气象、地形地质等许多自然因素，有很大的随机性，因而表征雷电特性的各种参数也就带有统计的性质。许多国家地区都选择典型地区地点建立雷电观测站，并在输电线路和变电站中附设观测装置，进行长期而系统的雷电观测，将观测的数据进行系统的分析，得到相应的雷电参数，为研究和防雷提供依据，从而进行保护。 一、雷电参数 雷暴日：每年中有雷电的天数。 雷暴小时：每年中有雷电的小时数。 年平均雷暴日不超过15 的地区为少雷区；超过40 的为多雷区；超过90 的地区及根据运行经验雷害特别严重的地区为强雷区 地面落雷密度γ：每一个雷暴日、每平方公里对地面落雷次数。电力行业标准DL/T620-1997建议取γ= 0.07次／平方公里. 雷电日。 雷电通道波阻抗：雷电通道如同一个导体，雷电流在导体中流动，对电流波呈现一定的阻抗，该阻抗叫做雷电通道波阻抗（规程建议取300 ~ 400Ω） 雷电流的极性：国内外实测结果表明，负极性雷占绝大多数，约占 75 ~ 90 %。 雷电流幅值 雷电流：雷击具有一定参数的物体时，若被击物阻抗为零，流过被击物的电流规程规定，雷电流是指雷击于的低接地电阻物体时，流过该物体的电流。 雷电流波头：1 ~ 5 μs 范围内变化，多为2.5 ~ 2.6 μs，规程规定取2.6 μs；雷电流波长：20 ~ 100 μs ，多数为50 μs 左右。为简化计算，视为无限长；雷电流陡度：陡度α与幅值I 有线性的关系，即幅值愈大，陡度也愈大。一般认为陡度超过50 kA/μs 的雷电流出现的概率已经很小（约为0.04）波形： 二、防雷的基本措施 1、避雷针和避雷线 避雷针（线）的保护原理 当雷云的先导向下发展，高出地面的避雷针（线）顶端形成局部电场强度集中的空间，以至有可能影响下行先导的发展方向，使其仅对避雷针（线）放电，
过电压与防雷
过电压与防雷 一 过电压 过电压（over voltage）是指电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压的现象。按照过电压产生的原因不同，可分为外部过电压和内部过电压两大类。 1.内部过电压 电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压称为内部过电压，又分为暂态过电压、操作过电压和谐振过电压三种。 暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障而使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。常见的有：① 空载长线电容效应，费兰梯效应。在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。② 不对称短路接地。三相输电线路a相发生短路接地故障时，b、c相上的电压会升高。③ 甩负荷过电压。输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。 操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快、持续时间较短的过电压，常见的有空载线路合闸和重合闸过电压、切除空载线路过电压、切断空载变压器过电压和弧光接地过电压。 谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的瞬间高电压。一般按起因分为线性谐振过电压、铁磁谐振过电压和参量谐振过电压。 内部过电压的幅值一般不超过电网额定电压的3~3.5倍，对供电系统的危害较小。这是因为它比大气过电压小得多，且电气设备和线路在设计时的绝缘强度留有一定的裕量。 2.外部过电压 外部过电压又称雷电过电压或大气过电压，是由大气中的雷云对地面放电而引起的，主要有直击雷过电压和感应雷过电压两种。雷电
过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷电冲击波。 二 雷与防雷设备 （一）雷电基本知识 1.雷电的形成 雷电的形成过程可分为气流上升、电荷分离和放电三个阶段。在雷雨季节，地面上的水分受热变成蒸汽上升，与冷空气相遇之后凝成水滴，形成积云。云中水滴受强气流摩擦产生电荷，小水滴容易被气流带走，形成带负电的云，较大水滴形成带正电的云。由于静电感应，大地表面与云层之间、云层与云层之间会感应出异性电荷，当电场强度达到一定值时，即发生雷云与大地或雷云与雷云之间的放电。典型的雷击发展过程如图1所示。 据测试，对地放电的雷云大多带负电荷。随着雷云中负电荷的积累，其电场强度逐渐增加，当达到25~30 kV/cm时，使附近的空气绝缘破坏，便产生雷云放电。
供配电系统过电压的危害及防范措施
供配电系统过电压的危害及防范措施 摘要：供配电系统主要是由变压器、电动机、断路器及电缆等设备组成。由于各种因素的影响，电气设备随时可能受到外部和内部过电压的侵袭，过电压出现的问题虽然短暂，但由于其峰值高、波形陡，对电器设备威胁很大。偶尔一次过电压可能不至于将电器设备即刻损坏，但已使设备绝缘受到不可逆的损害，多次过电压的积累作用使设备的绝缘耐受能力逐步下降，以至于最后一次并不大的电压波动都会将绝缘击穿。因此，研究过电压产生的机理、量值范围，从而恰当地进行保护设备的选择与设计，是保证电气设备安全运行的一项重要工作。 关键词：供配电系统；过电压；危害；防范措施 1常见的供配电系统过电压情况 1.1雷电过电压 雷电过电压是由直击雷或者感应雷在云层中进行活动引起的，因此又被称为外部过电压或者大气过电压，室外配电装置的总变电所以及总变电所引入和引出的外部架空线路可能会遭受到直接雷击，国内的实际监测结果表明，对于电缆的进出线、变电所和涉及的电气设备一般承受雷电侵入波过电压的冲击时，雷电侵入波过电压的持续时间是十分短暂的，只有十几微秒，其主要表现形式是相对过电压，其峰值电压在额定电压的6倍以上。 1.2操作过电压 操作过电压是在对真空断路器进行操作的时候，由于节流重燃和三相同时短路开断而造成的一类过电压，其主要表现形式为相间过电压。一般情况下，电压的最高值可以高达3.5倍，电流的最宽波形不会高于5ms，电压相较于其他过电压而言比较低，操作过电压是不会对设备造成损害的。 1.3电弧接地过电压
电弧接地过电压会对个人的人身安全和国家的财产造成巨大的危害和损失，主要是因为中性点不接地系统中产生了单相间歇性的“熄弧—重燃”接地，造成了高频振荡，在这个过程中形成了间歇性弧光接地过电压。这种过电压的持续时间可以达到十几分钟甚至更久，其波及范围非常广，如果整个电网中存在绝缘的弱点，会在这个绝缘弱点处造成绝缘闪络或者直接击穿。 1.4配变高压绕组接地谐振过电压 造成配变高压绕组接地谐振过电压的原因是电力系统中的三相配电变压器由于扎间短路引起触地或者高压保险同时融断导致谐振产生过电压。一些实验数据表明，高压绕组出现一点接地的情况时，其电压会高达2.38倍，当出现两点接地的情况时，其电压会高达2.73倍，这种情况会持续几分钟甚至十几分钟直到故障变压器彻底损坏，脱离系统。如果接地的高压保险同时熔化，那么过电压可能达到3.1～3.36倍，其持续时间一般是小于2秒的。 1.5PT铁心饱和谐振过电压 会产生PT铁心饱和谐振过电压的主要原因有三个：高次谐波、工频谐振、低分次谐波谐振。高次谐波会在空母线被投入时产生，空母线投入运行时过电压幅值增大，导致母线与主变压器绝缘闪络、PT烧坏。在电网运行时容易发生工频谐振和低分次谐波共振，在这种情况下，电压通常会增加2～3倍，其特性将会非常不稳定，过电压会发生几分钟至十几分钟，直到PT或高压保险烧坏，系统才能够恢复如常。 1.6单相接地时切断空载线路过电压 单相接地时切断空载线路过电压产生的主要原因是电网发生单相金属接地故障，导致切断空载线路产生5倍以上的过电压，这种高电压会直接引起避雷器的爆炸和相关设备的损坏，所以危害非常大。 2具体的防范措施 2.1防范过电压的基本原则
第八章 电气安全、接地和防雷习题及答案
第八章电气安全、接地和防雷习题集答案 8-1 电气安全包括哪两方面,忽视电气安全有什么危害. 答: 电气安全包括人身安全和设备安全两个方面. 电气设备应用广泛,如果设计不合理,安装不妥当,使用不正确,维修不及时,尤其电气人员缺乏必要的安全知识与安全技能,麻痹大意,就可能引发各类事故,如触电伤亡,设备损坏,停电,甚至引起火灾或爆炸等严重后果.因此,必须采取切实有效的措施,杜绝事故的发生,一旦发生事故,也应懂得现场应急的处理方法. 8-2.什么叫直接触电防护和间接触电防护? 答:（1）指对直接接触正常带电部分的防护; （2）指对故障时可带危险电压而正常时不带电的外露可导电部分的防护。 8-3.电气火灾有何特点?如何正确选择灭火器材? 答:「1」﹙1﹚着火的电气设备可能是带电的,如不注意可能引起触电事故. ﹙2﹚有些电气设备本身充有大量的油,可能发生喷油甚至爆炸事故,扩大火灾范围。 「2」选择适当的电气设备及保护装置,应根据具体环境、危险场所的区域等级选用相应的防爆电气设备和配线方式,所选用的防爆电气设备的级别应不低于该爆炸场所内爆炸混合物的级别。 ﹙1﹚CO2,CCl4,CFClBr2或干粉灭火器的灭火剂均不导电,可用于带电灭火. ﹙2﹚小范围带电灭火,可用干砂覆盖.
﹙3﹚专业灭火人员用水枪灭火时,宜采用喷雾水枪,这种水枪通过水柱的泄漏电流较小,带电灭火比较安全,用普通直流水枪时,为防止泄漏电流流过人体,可将水枪喷嘴接地,也可让灭火人员穿戴绝缘手套绝缘靴或穿戴均压服后进行灭火。 李娜 8-4.什么是过电压?过电压有哪些类型?雷电过电压有哪些种类? 答:﹙1﹚指在电气设备或线路上出现折超过正常工作要求并对绝缘构成威胁的电压. ﹙2﹚过电压分为内部过电压和雷电过电压. ﹙3﹚雷电过电压分为直击雷、感应雷和雷电侵入波3类。 8-5.架空线路有哪些防雷措施?3～10V线路主要采取哪种防雷措施? 答:架空线路的防雷措施有: 架设避雷线 提高线路本身的绝缘水平. 利用三角形排列的顶线兼做防雷保护线. 加强对绝缘薄弱点的保护. 采用自动重合闸装置. 绝缘子铁脚接地. 3～10V线路采用第3种防雷措施. 8-6.变配电所有哪些防雷措施?重点保护什么设备? 答:变配电所的防雷措施有: 防直击雷
了解雷电防护的基本原理
了解雷电防护的基本原理 雷电防护是一项非常重要的安全措施，可以有效防止雷电引发的危险和损失。了解雷电防护的基本原理，可以帮助我们更好地理解雷电的形成过程，以及如何进行有效的防护措施。本文将介绍雷电的形成原理，以及常见的雷电防护方法。 一、雷电的形成原理 雷电是在大气中产生的一种自然现象，它是伴随着雷暴出现的。雷电的形成主要涉及到两个基本原理：云内电荷分离和云间电荷分离。 云内电荷分离是指当云中的水蒸气在不断上升过程中，与云中的冰粒子或水滴发生碰撞，使得云的上部充电，云的下部失去电荷。这种电荷分离产生了一个电场，导致云顶带正电，云底带负电。当正电足够强大时，就会与地面形成电场，从而形成雷电。 云间电荷分离主要是指不同云之间或云与地面之间的电荷分离。当存在两个带电云块之间的电位差足够大时，就会发生电荷的迁移，导致云与云之间，或云与地面之间形成电流，从而形成雷电。 二、雷电防护的基本原理 为了有效预防雷电对生命和财产的破坏，雷电防护采用了一系列的措施。雷电防护的基本原理可以总结为以下几点：
1. 避开雷电活动区域：首先，了解雷电多发的区域和时间，避免在 雷雨天气时进行户外活动。尽量避开高山、江河湖泊等容易形成雷电 的地方。 2. 寻找安全避雷点：在室外，可以寻找建筑物或者车辆作为避雷点。建筑物对于雷电具有隔绝作用，对降低雷电伤害起到一定的作用。不过，应避免躲避在金属结构的建筑物中，因为金属具有导电性。 3. 避免成为高点：在室外，避免成为高点或者单独站在开阔的场地上。例如，在高山地区，不要站在山顶或者树木较为稀疏的地方。成 为高点容易吸引雷电的击中。 4. 安装避雷装置：避雷装置是一种专门用于保护建筑物和设备免受 雷电损害的设备。其原理是通过导体将雷电的电荷导向地面，从而减 少雷电对建筑物或设备造成的伤害。避雷装置的设计和安装应符合相 关的标准，确保其有效性。 5. 接地保护：良好的接地系统是雷电防护的重要组成部分。它可以 将雷电的电荷有效地导入地下，减少雷电对设备和建筑物的危害。接 地系统应合理设计和维护，并符合相关的标准和规范。 三、常见的雷电防护方法 除了基本原理外，还有一些常见的雷电防护方法可以采取。具体的 方法可以根据不同的环境和需求进行选择和实施。
雷电防护知识大全
雷电防护知识大全 雷电是一种强大且危险的自然现象，经常出现在雷暴天气中。对于人类和各种设备设施来说，雷电都具有一定的危害性。为了防范雷电带来的潜在危害，了解和掌握雷电防护知识就变得尤为重要。本文将介绍从雷电的形成原理到常见的防护措施等方面的雷电防护知识。 一、雷电的形成原理 雷电是指在雷暴云之间或雷暴云与地面之间，在瞬间产生的高强度电流放电现象。雷电的形成过程包括云层内部的带电过程、云间的放电过程、地面和云之间的放电过程。 在雷雨云内部，水滴与冰晶碰撞时容易发生分离现象，产生正电和负电荷。上升气流将正电荷上升，形成云顶极性。下降气流将负电荷下沉，形成云底极性。当电荷达到一定的电势差时，云间放电就会发生。此时，云和地面之间形成了一个巨大的电势差，地面和云之间的放电就是我们常说的闪电。 二、雷电的危害 1. 对人体的危害 雷电的高电流和高电压可以对人体造成直接的危害。雷击是指人与雷电通过空气或者导电体连接，造成电流通过人体而引发的伤害。被雷击可能导致电击伤、呼吸麻痹、心脏停跳甚至死亡。 2. 对设备设施的危害
雷电造成的电流和电压也会对设备设施造成直接的危害。雷电能够 穿透各类导线、电缆，对于电力设备、通信设备和计算机设备等都具 有破坏性的影响。除了电压和电流的冲击，雷电还会带来强烈的电磁 辐射，对设备的内部线路和元件造成间接损伤。 三、雷电防护措施 为了保护人体以及各种设备设施的安全，应当采取一系列的雷电防 护措施。以下是常见的雷电防护措施： 1. 对于人体防护 在雷暴天气中，减少外出活动是最基本的人体防护措施。如果不能 回避雷雨，可以选择进入安全的室内环境，避免在室外高地、水边、 树林或者开阔的场地等危险场所逗留。同时，应该远离金属结构物、 高压电线、水管等导电体。 2. 对于建筑防护 对于建筑物的防护，可以采取保护屋顶和墙体的措施。例如，在屋 顶上设置避雷针，可以将雷电引入地下。同时，在墙体上安装避雷装置，可以有效地保护建筑物内部设施。 3. 对于电力设备防护 为了防止雷电过电压对电力设备造成损害，可以设置过电压保护器。过电压保护器可以在电流和电压异常时，将过电压分散到地下，保护 设备免受损坏。
电气设备运行中的过电压及防护措施
电气设备运行中的过电压及防护措施 摘要：近些年，人们生活质量水平不断进步的同时，对电力有着越来越高的需求，在电力运行系统中，电气设备只是其中一小部分，但是电气设备出现问题时，对整个电力系统的危害确却是很大的，严重时还可能危害到生命安全，所以对电 气设备的保护是非常重要的，要想保护好就需要让专门人员做好设计工作，检察 人员提高警惕，只有这样才能减少发生事故的可能。 关键词：电气设备运行；过电压；防护措施 1引言 在电气设备运行过程中，会出现一些由于电力负荷导致的意外事故，比较常 见的是电流引起的意外事故，而过电压作为一种电气设备运行中很容易导致意外 的情况，往往不为人们所重视。要保证用电安全以及用电稳定，了解并掌握过电 压的相关内容和其防护措施十分重要。 2过电压概念及过电压保护 2.1过电压概念 过电压即为电气系统正常工作的电压超过了自身的承压极限，当出现此现象时，就会对电气设备造成不同程度的损伤，基于大部分情况来说，此类现象往往 不会出现太大程度的超出，所以对电气设备造成的损伤程度较小，需要经过一段 时间的发展才会明显表现出来，而对此程度的损伤进行防护也相对简单，只需要 通过正常维护工作即可避免此影响。但在少部分情况下，其超出承压的电压值较高，容易对设备造成毁灭性的损坏，并且可能威胁到周边工作人员的安全，所以 需要对此进行重视。理论上过电压被分为外部、内部两个部分，外部的过电压多 数是因为自然因素的干扰而产生，例如自然雷电等等，此类现象相对少见，而内 部的过电压即为电气系统内部能量的一种变化，常出现例如谐振过电压、操作过 电压、工频过电压的现象，其中谐振过电压的危害最高，很容易对电气设备造成 毁灭性的损害；操作过电压现象出现相对较少，其原因在于操作上的失误，出现 后的持续时间压相对短暂，危害程度较为不稳定；工频过电压则属于电容效应等 原因变化而产生的过电压现象，在危害程度上较小，但也不容忽视。 2.2过电压保护 过电压保护即当电器设施的电压比正常电压高时，为防止线路出现其它问题，电源会自动断开或通过其它方式对电压进行控制，以达到保护电器设施的目的。 电力体系中包含很多电气设施及元件，故而在对过电压进行预防时应充分考虑其 设施元件的不同性，从而增强其运行功能。雷击是导致过电压现象的主要原因， 但其本质则是因绝缘子绝缘性大幅度降低，无法在雷雨气候下保护相关设施不受 雷电所影响。同时，部分绝缘子包含硅橡胶材料，该材料受到雷击出现高温会造 成烧熔现象，从而导致其绝缘性受到破坏。因此想要确保线路不受雷击的影响， 就必须确保绝缘子的绝缘性。 3过电压防护的方法 3.1过电线路保护 电力线路是电气设备中十分重要的组成部分，一般大型电气设备中电力线路 也是过电压的高发地带。电力线路可分为输电线路以及配电线路，一般输电线路 容易由于雷击或雷电的影响出现外过电压，为了保护过电线路由于过电压造成断 路或故障，一般对输电线路设置绝缘子以及其他避雷和限制电压的装置，用以保 护线路安全。过电线路保护需要设立防雷装置，防雷保护装置主要分为五种避雷
电力系统过电压保护原理及防护措施
电力系统过电压保护原理及防护措施 摘要：在电力系统的运行中，过电压是一种电磁扰动现象，电力系统中具有分布参数的电路元件主要有架空输电线路、变压器、电缆线路、旋转电机的绕组以及母线。如果线路系统内部出现了误操作或者运行故障、遭到雷击等情况，系统中就会出现电磁暂态的情况，这种情况下就会出现一定程度的过电压。在电力系统的正常运行中，对于导致过电压出现的原因以及对其副值的预测和相关限制措施的研究是相当重要的，只有这样才能使电力系统的设备安全得到有效的保证。本文主要对电力系统中过电压保护的原理进行阐述，并且就如何有效的实现对过电压设备的保护，防止出现过电压的相关措施提出相关的建议。 关键词：电力系统；电压保护原理；防护措施 电力系统中的过电压保护是对提高电气设备安全性能的一种重要措施，在实际的电力系统的运行中，一旦电压超出最大值，受控设备就会将电压降低或者断开电源，从而有效的实现对电气设备的保护。在当前电力系统电器以及设备不断更新和发展的过程中，过电压对电器元件的影响越来越大，由于过电压导致的安全问题也越来越多，供电企业为了确保电力系统运行的安全性和稳定性，就需要不断的强化对过电压的保护性能，提高电力系统的电力技术。下面具体对电力系统的过电压原理和防护措施进行分析。 一、简述电力系统的过电压保护原理 在电力系统的运行中，配电线路中的设备和元件相对比较多，主要有旋转电机的绕组、架空输电线路、母线、变压器以及电缆线路等，如果线路受到雷击的影响，就会对元件和线路造成损害，同时还会使限制各个元件功能的发挥，如果在遭受雷击以后不能对其采取有效的保护措施，那么一些设备要想避免造成雷击，就需要进行避雷针的安装，但是在大型的电力系统中，需要安装避雷针的数量就会增加，这样就会直接导致电力系统运行成本的增加，但是相应的运行效果和平时的维护管理质量也难以得到保障，这种情况下就会使电力系统的安全可靠运行得不到保证。通过上述分析可以看出，在电力系统的运行中，影响其安全运行的最重要的因素就是雷击问题，那么要对其实施有效的保护，就需要从防雷击入手。电力系统中，输电线路的距离往往都比较长，因此受到雷击的频率也比较高。在输电线路的长期运行中，往往其中的瓷绝缘子就会出现“零值”的现象，这种情况下绝缘子的抗电能力就会逐渐趋于失效，一旦出现雷击事件，就会出现断线的事故，要想有效的防止这种现象的出现，一些配电线路中会将硅橡胶合成加铝膜的绝缘子在其中进行使用，但是即使采取这种方式，遇到比较强大的电流，还是会将相应的绝缘子烧熔，最终就会导致绝缘子的作用消失殆尽，这种情况下，为了有效的实现对电力系统输电线路安全运行的保证，就需要在线路和设备上进行过电压保护器的安装。 二、电力系统过电压防护措施 1、对雷击过电压的防护措施 对于雷击过电压的防护措施，可以从以下几个方面进行，首先，在实际的外电网联络的电源架空线路中，电压等级几乎都达到了110kv以上，这种情况下为了避免直击雷对线路造成危害，就需要设置相应的避雷线。另外，在对厂区的线路进行设计的时候，需要按照相应的设置规范进行多支独立避雷针的设置，配电装置的电压达到110kv以上的也应该设置避雷针，在避雷针的安装中，需要按照相应的规范进行。其次，对于外电源架空线路进线开关前的避雷器的设置，能够有效的实现对外线路过电压的抑制，是防止出现过电压的关键部分。再次，通常情况下变压器都设置在户外，高压侧都是架空线，这种情况下就需要在高压侧进行避雷器的安装，在变压器的中性点上需要进行间隙放电保护的安装。最后，在条件允许的情况下，可以对6/IOkV装置变电所的直赔配空线路进行变压器的串接，将厂内的电网和架空线路进行隔离，同时，对于变电所直配架空线路回路上避雷器的相关参数的选择必须保证正确性。 2、对内部过电压的防护措施
雷电过电压的认识
雷电过电压的认识 1. 雷电过电压的分类 电动机、变压器、输配电线路和开关设备等的对地绝缘，在正常工作时只承受相电压。当由于某些原因，电网的电磁能量发生突变，就会造成设备对地或匝间电压的异常升高，产生过电压。过电压分为雷电过电压和内部过电压。雷云直接对地面某物体（电气设备或建筑物）放电或雷电感应而引起的过电压统称为雷电过电压或大气过电压或外部过电压。这种过电压在供电系统中占的比重极大，它不仅对系统中的电气设备，而且对建筑物造成危害。雷电过电压具有脉冲特性，持续时间一般只有几十微秒，其幅值取决于雷电参数和防雷措施，与系统的额定电压参数无直接关系。雷电过电压又分为感应雷过电压、侵入波过电压和雷击电磁脉冲。 内部过电压由于系统的操作、故障和某些不正常运行状态，使供配电系统电磁能量发生转换而产生的过电压称为内部过电压。内部过电压的持续时间与过电压的类别有关，短的如操作过电压，其持续时间一般为毫秒级，长的如谐振过电压可持续存在。常见的内部过电压有：操作过电压和谐振过电压。 2. 雷电过电压的危害 （1）危及系统、设备安全过电压使绝缘遭到破坏而导致系统电气元件、用电设备损坏。对于供配电系统来说，过电压除了击穿
绝缘造成短路以外，还可能因工频电压升高使照明或电热设备发热功率增大而烧坏设备，或使电动机、变压器等设备铁心磁通密度增大，导致铁损增大而烧坏设备，也可能因短时脉冲过电压而使电子元器件及设备损坏。 （2）危及人身安全过电压对设备或建筑物均可能产生严重的破坏，并由此带来火灾等十分严重的后果。这种后果危害人身安全，且大量发生在非电气专业场所，事故造成的损失往往远大于在专业场所发生的同类故障。因此，对于这种状况更应作好防范。 3. 雷电过电压的防护方法 雷电过电压的防护应从两个方面入手，一是尽量减少雷电过电压发生的可能；二是一旦产生了雷电过电压，应采取措施尽量限制过电压的危害程度。 （1）雷电直击的防护采用直击雷防护装置来保护供配电设施或建筑物免受直接雷击。这类措施的目的是避免直击雷过电压。 （2）雷电过电压的防护采用避雷器、并联电容器等来限制和降低由于直击雷过电压和感应雷过电压造成的雷电侵入波过电压的幅值和陡度。这类措施的目的是避免过电压对被保护物的危害或减轻其危害程度。
雷电安全及防护
SS市中心组团新城区首期道路工程B2标 雷 电 安 全 及 防 护 XX市政工程有限公司 SS市中心组团新城区首期道路工程B2标项目部
机械设备是现代化工业中不可缺少的生产设备，它是各行各业解放劳动力。提高生产率的有力工具，也是现代工业的基础，在生产的人机环境系统中，机械与人相比，具有人所不或替代的优点，具体表现在： ①输出功率大，可长期稳定操作，不易疲劳，生产率高； ②自动化程度高； ③准确性和速度比人好； ④灵敏度反应能力高； ⑤耐用性强，可在人不适宜的环境下操作； ⑥可靠性高，不会受外界因素的影响； ⑦运转速度快，可连续运行； ⑧能同时完成多种作业，适应性强； 由于机械设备所需人的操纵，监控和维护，机械设备的运转是处于人机环境之中，从安全的角度出发，要保证人、机、环境的安全，必须协调人机关系，保证人、机的本质安全，遵守人机之间的安全规律，保证系统安全。因此，有必要对机械安全有一个系统全面的了解。木工机械安全及防护 从原木到成品的生产过程中，使用各种木工机械。如再剖带锯机、纵锯圆锯机、横截圆锯机、平刨机、压刨机、铣床、磨床等。由于木工机械在其它机械行业中较通用，如铸造等 1．木工机械的常见事故 （1）手与转动刀具按触或与工件接触的伤害。由于木材强度低，材质软，加工省力，容易切割。木工机械的转速很高，通常为5000~1200r/min，因而，木工机械转动惯量大，难以制动，刀具更加锋利，操作人员易使手受到伤害。 （2）对于手工推送木料的机床，由于木料的缺陷（节疤、空道）加工缺陷（倒丝级）会使切割阻力发生突变；由于木料过短、窄、薄而没有足够的支承部位。操作者姿势不正确，当木料受冲击，震动而弹跳、侧倒或意外开裂时，操作者推动对木料控制，致使推压木料的
雷电及其防护常见问题
雷电及其防护常见问题 一、雷电基本知识 1．雷雨云是如何形成的？ 答：雷电放电是由带电荷的雷云引起的。雷云带电原因的解释很多，但还没有获得比较满意的一致认识。一般认为雷云是在有利的大气和大地条件下，由强大的潮湿的热气流不断上升进入稀薄的大气层冷凝的结果。强烈的上升气流穿过云层，水滴被撞分裂带电。轻微的水沫带负电，被风吹得较高，形成大块的带负电的雷云；大滴水珠带正电，凝聚成雨下降，或悬浮在云中，形成一些局部带正电的区域。实测表明，在5～10km的高度主要是正电荷的云层，在1～5km 的高度主要是负电荷的云层，但在云层的底部也有一块不大区域的正电荷聚集。雷云中的电荷分布很不均匀，往往形成多个电荷密集中心。每个电荷中心的电荷约为0.1库仑～10库仑，而一大块雷云同极性的总电荷则可达数百库仑。这样，在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间，或雷云和大地之间就形成了强大的电场。随着雷云的发展和运动，一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度（大气中的电场强度约为30kV/cm，有水滴存在时约为10kV/cm）时，就会发生云间或对地的火花放电；放出几十乃至几百千安的
电流；产生强烈的光和热（放电通道温度高达15000℃至20000℃），使空气急剧膨胀震动，发生霹雳轰鸣。这就是闪电伴随雷鸣叫做雷电的原故。 2．云对云放电与云对地的放电比例如何？ 答：大多数雷电放电发生在雷云之间，它对地面没有什么直接影响。雷云对大地的放电虽然只占少数。雷暴日数越多，云间放电的比重越大。云间放电与云地放电之间比，在温带约为1.5～3.0，在热带约为3～6。 3．雷电暴发时的临界状态？ 答：雷云的底部大多数是带负电，它在地面上会感应出大量的正电荷。这样，在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间，或雷云和大地之间就形成了强大的电场，其电位差可达数兆伏甚至数十兆伏。随着雷云的发展和运动，一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度（大气中约30kV/cm，有水滴存在时约10kV/cm）时，就会发生云间或对大地的火花放电；放出几十乃至几百千安的电流；产生强烈的光和热（放电通道温度高达15000℃～20000℃），使空气急剧膨胀震动，发生霹雳轰鸣。