防雷与过电压保护技术
防雷与过电压保护技术
防雷与过电压保护技术是在现代电气设备和建筑中起到至关重要的作用。它们的应用可以有效地保护设备免受雷电和过电压的损害，并确保电力系统的正常运行。本文将介绍防雷与过电压保护技术的原理和应用，旨在让读者对这一领域有更深入的了解。
一、防雷技术
防雷技术主要是指在雷暴天气中保护建筑物、设备和人员免受雷电侵害的方法和措施。雷电能够产生巨大的电压和电流，如果没有有效的防雷措施，将对设备和人员造成严重威胁。以下是一些常见的防雷技术：
1. 避雷针
避雷针是最常见和最经典的防雷技术之一。它通过将锋利的金属导体安装在建筑物的高处，以吸引雷电并将其安全引导到地面上。避雷针的有效范围主要取决于其高度和尖端的形状。正确安装和维护避雷针是预防雷电侵害的重要措施之一。
2. 接地系统
接地系统是防雷技术中不可或缺的一部分。通过将建筑物和设备与地面建立良好的接触，可以将雷电或过电压安全地引入地下。接地系统通常由导体、接地材料以及与地下埋深适当的接地电极组成。
3. 避雷器
避雷器是保护电气设备和电力线路免受过电压侵害的重要设备。它通常由金属氧化物压敏电阻器构成，当电压超过设定阈值时，避雷器的电阻会迅速降低，从而将过电压引导到地面。避雷器能够有效地保护设备免受过电压的破坏。
二、过电压保护技术
过电压保护技术是指在电力系统中保护设备免受过电压引起的损坏的方法和措施。由于电力系统中存在各种原因引起的过电压，如操作失误、雷电、电网故障等，为了确保设备的正常运行，过电压保护技术变得尤为重要。以下是几种常见的过电压保护技术：
1. 保护器件
保护器件是过电压保护技术中使用的一种设备，用于限制和引导过电压。例如，备受青睐的保护器件之一是可变电阻器，它能够通过改变电阻值来调节电压。另外，熔断器也是常见的过电压保护器件，当电压超过阈值时便会自动断开电路。
2. 隔离设备
隔离设备在电力系统中起到关键作用，特别是在过电压保护方面。通过使用绝缘材料来隔离设备和电力线路，可以有效地防止过电压通过电路传递到设备中。这种隔离可以保护设备免受过电压冲击。
3. 电压调节器
电压调节器是过电压保护技术中的一种重要设备。它能够监测电压的波动，并根据需要自动调节电压。电压调节器可以迅速响应电力系统中的过电压情况，并通过调整输出电压来保护设备。
总结
防雷与过电压保护技术是现代电气设备和电力系统中必不可少的一部分。通过合理应用防雷技术和过电压保护技术，可以有效地保障设备的使用寿命和人员的安全。同时，我们也必须不断关注技术的发展和创新，以适应电气设备和电力系统日益复杂的需求。
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
防雷与过电压保护技术
防雷与过电压保护技术 防雷与过电压保护技术是在现代电气设备和建筑中起到至关重要的作用。它们的应用可以有效地保护设备免受雷电和过电压的损害，并确保电力系统的正常运行。本文将介绍防雷与过电压保护技术的原理和应用，旨在让读者对这一领域有更深入的了解。 一、防雷技术 防雷技术主要是指在雷暴天气中保护建筑物、设备和人员免受雷电侵害的方法和措施。雷电能够产生巨大的电压和电流，如果没有有效的防雷措施，将对设备和人员造成严重威胁。以下是一些常见的防雷技术： 1. 避雷针 避雷针是最常见和最经典的防雷技术之一。它通过将锋利的金属导体安装在建筑物的高处，以吸引雷电并将其安全引导到地面上。避雷针的有效范围主要取决于其高度和尖端的形状。正确安装和维护避雷针是预防雷电侵害的重要措施之一。 2. 接地系统 接地系统是防雷技术中不可或缺的一部分。通过将建筑物和设备与地面建立良好的接触，可以将雷电或过电压安全地引入地下。接地系统通常由导体、接地材料以及与地下埋深适当的接地电极组成。 3. 避雷器
避雷器是保护电气设备和电力线路免受过电压侵害的重要设备。它通常由金属氧化物压敏电阻器构成，当电压超过设定阈值时，避雷器的电阻会迅速降低，从而将过电压引导到地面。避雷器能够有效地保护设备免受过电压的破坏。 二、过电压保护技术 过电压保护技术是指在电力系统中保护设备免受过电压引起的损坏的方法和措施。由于电力系统中存在各种原因引起的过电压，如操作失误、雷电、电网故障等，为了确保设备的正常运行，过电压保护技术变得尤为重要。以下是几种常见的过电压保护技术： 1. 保护器件 保护器件是过电压保护技术中使用的一种设备，用于限制和引导过电压。例如，备受青睐的保护器件之一是可变电阻器，它能够通过改变电阻值来调节电压。另外，熔断器也是常见的过电压保护器件，当电压超过阈值时便会自动断开电路。 2. 隔离设备 隔离设备在电力系统中起到关键作用，特别是在过电压保护方面。通过使用绝缘材料来隔离设备和电力线路，可以有效地防止过电压通过电路传递到设备中。这种隔离可以保护设备免受过电压冲击。 3. 电压调节器
光伏系统的防雷与过电压保护
光伏系统的防雷与过电压保护随着可再生能源的快速发展，光伏系统作为一种清洁、可持续的能 源发电方式，日益受到广泛应用。然而，在光伏系统运行过程中，由 于天气变化、设备故障等原因，系统会面临雷击和过电压等安全隐患。因此，为了确保光伏系统的安全运行，必须采取一系列防雷措施和过 电压保护措施。 一、光伏系统的防雷保护 1. 天线和导线排列 在光伏系统的设计中，天线和导线的排列方式非常重要。应尽量避 免天线和导线交叉布设，尤其是与电力线路相交的地方。同时，保持 天线和导线的水平和垂直间距，以减少雷击的风险。 2. 接地系统 光伏系统的接地系统是防雷保护的重要组成部分。应选择合适的地方，设置良好的接地装置。接地装置应采用独立的接地电源，与建筑 物的接地系统隔离，确保系统的稳定性。 3. 避雷器的使用 避雷器是防止光伏系统受到雷击的重要设备。根据系统的需求，可 根据标准选择适当的避雷器并安装在关键部位，如直流输入端、直流 输出端和交流输入端等。避雷器能够吸收和释放过高的雷击电流，确 保系统的安全运行。
二、光伏系统的过电压保护 1. 逆变器的设置 逆变器是光伏系统中最重要的设备之一。逆变器在光伏系统中起到 将直流电转换为交流电的作用，同时也是过电压保护的关键装置。在 逆变器的设计和安装中，应注意保护系统免受过电压的侵害。 2. SPD（Surge Protective Device）的应用 SPD是光伏系统中常用的过电压保护设备。安装SPD在光伏系统的直流输入端和直流输出端，能有效地保护系统免受过电压的影响。选 用合适的SPD设备，根据系统的电压等级和需要进行安装和保养，确 保其正常工作。 3. 整体保护装置的设置 针对光伏系统，不仅需要单独设置防雷保护和过电压保护设备，还 可以考虑添加整体保护装置来提高系统的安全性。整体保护装置能够 一体化地保护光伏系统的各个环节，有效预防突发事件对系统的损坏。 三、定期检测和维护 光伏系统的防雷与过电压保护措施不仅需要在安装初期进行，还需 要定期进行检测和维护。定期检查系统的接地装置、避雷器、SPD等 设备的正常工作状态，及时修复或更换损坏的设备，保证系统的稳定 运行。
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。
发电厂防雷接地与过电压保护
发电厂防雷接地与过电压保护 一、雷电放电 云层受强气流作用，内部剧烈的相对运动使云各部分带有不同极性的电荷，形成雷云。 雷云中的电荷分布不均匀，一般为密集的中心。当雷云中电荷密集处的场强达到25〜30V/cm时，就会发生放电。大部分只发生在云间，只有小部分对地放电，对地放电的雷云90%是负极性的。 雷云放电分三个阶段：先导放电、主放电和余光放电。先导放电延续几毫秒，从雷云开始，以游离方式逐级向下发展，形成一条高温、高电导、高电位的通道（先导通道）伸向大地。沿先导通道充满密集的电荷，当向下延伸的先导通道与大地接近而将空气间隙击穿短接时，开始主放电，通道产生突发的明亮，并有巨大的雷响，大量电荷对地放电，产生幅值很大的冲击电流（一般几十万安培），时间短，一般不超过0.1毫秒。然后剩余的电荷沿通道继续放电，亮光很小，称为余光放电，大约再持续几毫秒。 雷过电压又称为大气过电压，分直击雷过电压和感应雷过电压。 二、避雷针与避雷线保护 为防止直击雷的破坏，电气设备要采取防雷措施，避雷针和避雷线。 避雷针用于保护发电厂和变电所。分接闪器（针头）、引下线和接地体。针头为10mm以上、长1到2m的圆钢制作，引下线不小于10mm的圆钢，接地体2.5m长的钢管或角钢。 避雷线是悬挂线在空中的水平接地导线，也叫架空地线，保护架空线路。
1避雷针的保护范围 单支避雷针： 当hx N h/2 时，rx=(h-hx)p (m)； 当hx 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 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。 电气设备防雷与过电流保护措施 随着科技的不断发展，电气设备在我们的日常生活和工作中扮演着越来越重要 的角色。然而，电气设备在使用过程中也存在着一定的风险，例如雷击和过电流等问题。为了保护电气设备的安全运行，我们需要采取一系列的防雷和过电流保护措施。 首先，对于电气设备的防雷保护，我们可以采取以下几个方面的措施。首先， 我们可以安装接地装置，将电器设备的外壳与大地连接起来，以便将雷击过电压及时引入地下，减小了对设备内部的损伤。此外，尽量避免将电气设备直接暴露在户外，可以采用封闭式设备的方案，或者在设备与封闭空间之间增设避雷设施。由于闪电多次击中同一地点的概率很低，将设备封闭在一个地下区域或者设备底部安装避雷接地针可以有效地减小雷击概率。另外，我们也可以安装避雷针，将其放置在高处，能够靠近天空，从而吸引闪电，减少对电气设备的影响。同时，在设备周围增设避雷网，能够形成一个保护层，进一步减小雷击的可能性。 除了防雷措施，我们还需要关注电气设备的过电流保护。过电流是指电流值超 过电路额定值的一种情况，可能会导致设备的损坏甚至火灾。在防范过电流的问题上，我们可以从以下几个方面入手。首先，安装适当的过电流保护装置，如熔断器、隔离开关和过电流继电器等。这些装置能够及时检测到过电流情况，并迅速切断电路，保护电气设备的正常运行。其次，定期检查和维护电气设备，确保电缆的绝缘性能良好，避免漏电和电缆短路的风险。另外，合理规划电路的负载，避免电气设备过载。当负载过大，电流增加时，容易导致过电流问题发生，因此应根据设备的负荷要求选择合适的电缆和安装方法来满足需求。 此外，对于电气设备的维护保养也是至关重要的。定期检查设备的接线是否松动、腐蚀，及时清洁设备之间的灰尘和污垢，保持设备的正常运行。另外，定期进行电气设备的绝缘检查，以确保设备的绝缘材料能够正常工作。在日常使用中，注 低压系统的防雷和过压防护 对雷电和瞬态过压损害低压系统的机理进行了分析，介绍了雷电侵入低压系统的几种途径及有关的防护方法。 关键词：雷电；瞬态过压；低压系统；防护 0前言 随着科技的发展，先进电子设备的应用日益广泛：电子医疗诊断系统、通信系统、工业自动化集成控制系统、计算机网络等等。这些功能越来越强大的敏感电子设备的工作电压却在不断降低，因而瞬态过压特别是雷电形成的瞬态过压对它们造成损害的可能性大大增加。 1瞬态过压和雷电 1．1瞬态过压 所谓瞬态过压是指微秒至毫微秒之内产生的尖峰冲击电压，如图1： 这种尖峰冲击电压有别于一般电源上所谓过电压，因一般电源过电压可能维持数秒以上，过压幅值较小，而这种尖峰冲击电压幅值有时会非常高，既可能发生在电源系统中，也可能发生在信号系统中。 瞬态过压现象的发生与整个自然界和人为的电气系统的设备操作有关，自然界的雷电、极光、电晕、静电、辐射和电离，都可能导致瞬态过压。在各种不同类型的瞬态现象中，雷电和开关转换冲击是最普遍的 低压系统事故根源。瞬态过压进入低压电子系统的时候，能使电子电路产生故障或损坏。据据守估计，电子设备发生的误动作，平均有一半是瞬态过压造成的，损失难以估量。 因此，在当今电子化时代，雷电和瞬态过压成了一大公害，它造成的损失可分为4个层次： 每次冲击造成电子设备元器件的损伤，使其工作寿命缩短； 多次冲击后导致设备损坏，而更换和维护设备需要人力、物力； 因设备故障导致业务停顿造成各类损失。例如邮电通信的GSM基站因雷击故障后，本基站覆盖范围内移动通话收入的减少； 因业务突然停顿造成的信誉等不可估量的间接损失，如用户打不通手机，对电信部门服务质量的抱怨（不能保证通信顺畅）。 1．2开关切换造成的瞬态过压 导体上有电流流动时，就会产生磁场把能量存储起来，电流越大及导线越长，储能就越多。所以，当电力传输线中断和大负载切换时，在线路上能测到高达3500V的瞬态电压。 1．3雷电造成的瞬态过压 一次雷电闪击过程一般由3部分冲击电流组成：第一部分是10&mus 内从0上升到100kA；第二部分是第一部分开始后半部5ms内达到2kA，总电荷超过20C；而第三部分是在两秒内达到200C。因此，雷击的要害是功率大、能量小、电流大和快速的电流变化。 根据IEC1312－1（02．95）的定义，供分析用的一次闪击由下列雷击 过电压保护与防雷技术的历史、现状和未来-刘继防雷接地2007-11-04 10:56:16 阅读785 评论1 字号：大中小订阅 电子技术和微电子学的发展极大地促进了电子设备的广泛应用，特别是促进了电信和自动化、计算机等电子设施的迅速发展。与此同时，由于这些设备对雷电的耐受能力的脆弱性、雷电事故的频度急速上升以及EMC问题不断出现，引起了人们对防雷技术的广泛关注，因此防雷队伍扩大，防雷产业骤增。从提高电信、电子设施防雷可*性来看，这是一件好事。但是，在新的防雷工作者中，也有一些人员，或因急于求成，或因缺乏专业基础培训的条件，在做了大量有益工作，甚至是开发不少优秀产品的同时，也因对防雷技术发展史缺乏了解而做出事隔几十年的重新“发现”和“发明”，甚至竟然获得专利；有的把违反高电压基本原理的设计方案或装置当作重大发明，甚至用于重要工程或重大工程；有的把我国已成功应用了半个世纪的成功技术当作新技术，或当作是新的IEC的前沿技术；有的把40～50年前，我国已解决的问题又提出新看法和探讨(其中还有的是错误认识)；有的是70年代国内外已开始广泛应用，今天只将其最简单的初级形式移用于220/380V低压电源保护或电子器件保护，就当作是国外引进的最先进的东西加以介绍(甚至还介绍错了)。对于青年防雷科技人员，不仅是如何帮助他们更快地成熟起来，而且还要让后来者居上，除了个人努力以外，我们这些年长的同行如何创造一个有利于新一代人快速发展的科学技术环境是当今值得注意的一个重要问题。我们这一批年长者，固然不该“求全”责难新人，也不该静坐旁观，更不该让人家都去重读一次高电压专业大学，或用有高电压硕士、博士学位者读一尺或几尺厚的书来令年青人望而生畏。本文的目的是，不持消极旁观态度，而是以热诚之心，做一些我认为有益的工作——讲一点防雷技术的历史，善意指出不宜再做哪一类空中楼阁或沙上建殿之事；科学强调敢于怀疑、敢于创新，但对国内外已成功应用半个世纪的技术当作国外最新发明，或再从头探讨则是事倍功半、弊多利少。作者因自1950年初开始从事我国第一个110kV输电线路设计(包括后来的110～220V钢砼杆典型设计)和第一个22kV串联补站的设计，以及随后在1951～1952年担任我国第一条220kV输电设计审和技术指导，从而不可避免地必须及时解决好过电压保护和防雷与接地问题。这些关键问题以高压电力部分为主，但也涉及电站的继电保护、自动化与通信设备，而且包括高压电力线对通信和信号线的危险和干扰影响这个70年代在国际上称为电磁兼容即EMC新学科(上述几个均为水利电力部获奖项目，后者则为我国四部一局同名协议的前身或兰本)[38]，因而要重点从事高电压专业学习和研究[47][17][1][2][3][4][7]。今天，出于对高电压专业中防雷技术的责任感和探讨市场经济新形势下，如何发挥老中青年防雷人员的各自优势以及传统的综合高电压人员与各部门各自领域的防雷科技技人员间的优势互补，形成我国新一代广大防雷科技队伍，逐步达到既有深厚的专业理论的基础，又能大力科技创新的密切合作的专业群体，充分利用现有现代化配套的诸多高电压试验研究设备以及计算机软件，以最快最好的先进技术和适用技术及时解决我们这个多雷、多山国家经济建设、国防建设和现代公共事业运营中遇到的防雷与EMC问题。 一、过电压保护与防雷技术发展简史 1．间隙、磁吹间隙[11] 19世纪70～80年代是电力网发展的初期阶段，几乎无任何过电压保护装置。80年代末 防雷（浪涌过电压保护）接地系统设计方案 1、系统总体概述 雷击是一种自然灾害，具有很大的破坏性。雷击可能造成设备或设施损坏，可能引起火灾和爆炸，还可能伤害人身。 建筑物的防雷工程通常分为直击雷和感应雷两大部分。 直击雷防御系统的主要作用，是捕捉雷电闪击点,保护建筑物及室外部分设备免受雷电的直接打击。直击雷防御系统的主要组成部分为：接闪器（避雷针、避雷带）、引下线、接地网。 感应雷防御系统的主要作用，对于易受直击雷袭击的系统来说，感应雷的防护主要有两方面的作用，一是降低雷击时的冲击电位差（俗称地电位反击）和雷击电磁感应强度，二是箝制来是于通过各种金属传导线路入侵的到机房的受雷击过电压的危害。感应雷防御系统的主要组成部分为：电磁屏蔽、电涌保护器、等电位联接。在防雷工程设计时系统地、因地制宜地，将直击雷防御和感应雷防御有机地结合起来，才能保证整体防雷工程的有效性,因此整体防雷工程应从以下几个要素着手。 1）捕捉雷电闪击：在顶部安装接闪器（避雷针），让雷电按指定的途径泄放入地。避免天线设备直接接受雷电流而受损。 2）雷电流的安全输送：在避雷针和地网之间建立良好的放电通道（引下线），利用专设的避雷引下线引导强大的雷电流安全入地。 3）雷电能量的对地安全释放：利用良好的接地网系统尽快地泄放雷电能量。降低雷电流的落地电位差，尽可能降 低地电位反击能量。 4）雷击电磁波的屏蔽：利用建筑物的钢筋混凝土墙体、专用屏蔽罩及各种设备自身的金属屏蔽层，衰减雷击电磁脉冲产生的强大磁场对设备中的电子芯片的电磁危害。 5）防止雷电波通过电力线缆、通信线缆、天馈线缆及其他金属线缆对设备造成的过电压损害：利用等电位联接和相应的电涌保护器，在线路进机房的入口处，进行雷电能量拦截。使到达设备的雷电过电压，在设备可承受的范围之内。 6）防止不同地网及相邻金属导体之间产生电位差：采用共地、等电位连接、地网均压环等措施。防止雷击电位差对设备的危害。 大楼本身应具有良好的防直击雷保护措施，此次防雷工程设计主要针对感应雷部分，按照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》（2004版）进行设计，重点考虑因雷击或线路过电压对计算机及其相关设备造成的损坏，进行合理的等电位连接，从而提高整体机房的耐雷电冲击水平。 防雷主要是抑制雷电瞬间过压和雷击电磁脉冲（LEMP）。防雷系统通过在不同位置安装相应级别的防雷产品对设备进行保护，通过防雷器对雷电流进行逐级泻放，对终端设备的防雷保护为细保护，将残余的雷电流逐级吸收，通过地线泄入大地。 2、系统功能描述 防雷器件首先起到的作用是对雷电流的吸收和泄放作用，同时也是一种“等电位连接器”。在雷击发生的瞬间内，迅速启动响应，保证设备、大地、建筑物及其附属设备之搭接构成一等电位体，从而避免过电压的损坏，实现均压等电 仪表系统防雷保护技术 一、前言 随着现代电子技术的不断发展,大量精密电子设备不断得到使用和联网,安装在自动控制系统中的设备经受着直击雷、感应雷、雷电瞬间过电压、零电位漂移等浪涌和过电压的侵袭,经常会受到各种过电压、过电流的危害。由于一些电子设备工作电压仅几伏,传输信号的电流也很小,对外界的干扰极其敏感,而雷电的电压可高达数十万伏,瞬间电流可高达数十万安,因此具有极大的破坏性。避雷针能防止直接雷击,但不能阻止感应雷击过电压、零电位漂移过电压以及这些过电压在泄放电流时在其周围所产生的很强的感应电压,而这些过电压却是破坏大量电子设备的主要危险源。因此有效地防止雷电对仪表系统所产生的危害,是保证仪表系统安全、稳定运行的重要前提。 二、雷电干扰对仪表系统的危害 对于仪表系统来说,由于控制系统安装在有保护的建筑物内,现场仪表一般都安装在设备或管道上,而它们都是良导体,另一方面,装置区都采取了防雷措施,又加上仪表本身体积较小,因此,仪表系统直接“接闪”的可能性较小。然而连接现场仪表和控制室仪表的电缆,则有传导雷电感应电波的可能。这主要因为电缆敷设在装置各个区域,连接距离长,当雷击发生时,靠近雷击点的电缆产生感应电压,并向“地”传导,形成瞬间浪涌电压或电流。另外,由于电缆桥架的架空敷设,电缆汇线桥架单独引入雷电波的可能性也存在。 仪表系统遭受雷电干扰时,会使供电电压跌落、瞬变,传输的电信号产生误差、数据产生误码,影响传输的准确性和传输速率,甚至会使器件损坏。 三、仪表系统防雷保护措施 防雷技术的理论基础在于:闪电是电流源,防雷的基本途径就是要提供一条雷电流(包括雷电电磁脉冲辐射)对地泄放的合理的阻抗路径, 电气安全防雷保护措施 电力工业方面和雷害的斗争取得了积极的成果，但远未结束，其防雷措施有： （一）装设避雷针以防止直接雷击。避雷针的最上部是受雷端，一般用镀锌或镀铬的铁棒、钢管制成，它安装的高度必须高出被保护的建筑物。中间部分是导雷线，收雷电流引入地下。用一定截面的镀锌钢索或扁铁制成。最下部分是接地体。与引雷线连接，将雷电流引导到大地，用角钢或钢管焊接成。埋入地下。当雷云临近建筑物或设备时，它所感应的静电荷，可以过导雷线由尖端放电与雷电互相中和，避免发生雷击。使遇到直接雷击，也容易把雷电流导入大地，使建筑物或设备不致受损害。 （二）安装防雷羊角间隙。这量一种简易的防雷保护措施，用在一般建筑物的进户线上。它的间隙为2-3毫米，当有过电压侵入时，羊角间隙放电，将雷电流引入大地，对保护电度表和电流互石感器等效果很好具价格便宜，安装容易。 （三）安装避雷器。常用的是阀型避雷器它的主要元件为火花间隙和阀片，电阻阀片是用碳化硅装成。避雷器一端接输配线路，另一端可靠接地。在正常情况下火花间隙将线路与大地隔开。当有雷电过电压发生时，火花间隙被击穿放电，阀片电阻下降，雷电流通过阀片入地，使被保护设备免遭损害。过电流下降时，阀片电阻上升，又恢复正常状态。这种避雷器大多用于变电所的防雷保护。 防雷的其它措施： （一）为了避免由雷电所引起的静电感应造成火花放电，必须将保护的金属部分可靠地接地（电线和设备的导电部分除外）。 （二）为了避免由雷电所引起的电磁感应使闭合回路中缺口处发生火花，必须使处在雷电流的电磁场中的金属物件具有良好的接触而形成闭合回路。 （三）为了避免当雷电放电时在避雷针附近的电缆和电气设备保护接地装置形成高电位。而造成触电或火灾及爆炸危险，除了电缆的金属外此必须接地外，电缆和电气设备保护接地装置应与避雷针的接地体的距离不小于是10米。 交流特高压电网的雷电过电压防护特高压电网是管道输电系统的一种形式，其电压等级通常在1000千伏以上。在这样的高压环境下，雷电过电压是一项非常重要的问题，需要进行有效的防护。本文将介绍特高压电网的雷电过电压防护方法。 雷电过电压是由雷暴天气产生的，当雷电击中地面或云际间的冲击过程中，会产生瞬态过电压。这种过电压对电力系统设备和电力设备的运行产生很大影响，严重情况下甚至可能损坏设备。因此，特高压电网的雷电过电压防护至关重要。 特高压电网的雷电过电压防护主要包括以下几个方面： 1. 地线系统设计：特高压输电线路的地线系统是雷电过电压防护的关键。通过合理设计地线系统，将雷电击中的过电压引导至地面，从而保护主要设备。 2. 架空线路防护：对于特高压输电线路，通常采用电力杆、电缆和接地装置等进行密集布置，以增加线路的抗雷电击中能力。此外，还可以采用避雷针、防雷装置等措施，提高线路的防护能力。 3. 绝缘设备设计：在特高压电网中，绝缘设备是防护雷电过电压的重要组成部分。通过采用特殊材料和结构设计，使得绝缘设备在雷电冲击下能够承受高压，保护系统稳定运行。 4. 接地系统设计：特高压电网的接地系统是保证系统安全运行的基础。通过合理设计接地系统，可以将雷电过电压引导至地面，减小对设备的影响。 5. 避雷器的应用：在特高压电网中，避雷器是非常重要的防护设备。通过连接到线路上，并与地面相连，避雷器能够吸收雷电过电压，保护设备。 特高压电网的雷电过电压防护需要综合考虑多个因素，包括线路的走向、设备的布置、系统的地形等。因此，一般采用系统性的防护措施来保护整个特高压电网。 在实际应用中，特高压电网的雷电过电压防护还需要进行系统的监测和检测。通过采集实时数据，可以运用雷电定位、电压测量和电场监测等手段，及时发现雷电过电压的存在，并进行相应的防护调整。 总之，特高压电网的雷电过电压防护是一项复杂而重要的任务。通过合理设计地线系统、架空线路防护、绝缘设备设计、接地系统设计和避雷器的应用，可以有效保护特高压电网设备，确保系统的安全运行。同时，加强对雷电过电压的监测和检测，及时采取防护措施，更好地保护特高压电网的安全稳定运行。 10KV配网雷电过电压及防雷措施 摘要：每年3月-10月是广东雷电灾害的多发季节，根据广东省闪电定位网监测 统计，地闪密度高值区域主要分布在珠江三角洲。神湾供电分局位于中山市南部，属于多雷区，对线路供电的可靠性造成严重影响。因此，如何有效地做好架空线 路的防雷保护措施是一个重要课题。 关键词：雷电过电压；配电防雷措施 1 引言 配电网是直接向广大电力用户分配电能的网络，因而配网的供电可靠性越来 越受到重视。但因配网的网络结构复杂且绝缘水平较低，雷电过电压不仅对线路、设备造成危害，更可能造成人生伤亡事故的发生。本文通过分析雷电产生的原因，结合配网运行管理中的实际情况，提出雷电过电压保护措施。 2 雷电过电压的种类 雷电是带电荷的云所引起的放电现象。当雷电作用于电网上，就产生了雷电 过电压。雷电过电压分为两种：直击雷过电压及感应雷过电压，其中感应雷过电 压的发生概率远远大于直击雷过电压。 2.1直击雷过电压 直击雷过电压是雷电直接击在电网上。由于雷击时，雷电压高达几百万-几千 万伏，雷电流高达几万到几十万安，强大的雷电流所经物体上的水分受热汽化膨胀，而产生强大的热效应和机械效应，从而使电网遭受到破坏。直击雷过电压又 分为雷击导线过电压和雷击杆塔过电压。当雷击导线或者杆塔时，导线或杆塔电 位升高，加在绝缘子两端的电压也被抬高，当超过其冲击耐受水平时，就发生冲 击闪络，引起线路接地或短路，甚至发生断线故障。 2.2感应过电压 感应过电压是指在电气设备（例如架空电力线路）的附近不远处发生闪电， 虽然雷电没有直接击中线路，但在导线上会感应出大量的和雷云极性相反的束缚 电荷，形成雷电过电压。雷云在主放电阶段先导通道中的电荷迅速中和，这时输 电线路导线上原有束缚电荷立即转为自由电荷，自由电荷向导线两侧流动而造成 的过电压为感应过电压。若10千伏配电线路的绝缘效果不佳，就很容易被雷电 过电压击穿，甚至击断。 3 雷电过电压的故障原因分析 神湾供电分局配网现有10kV架空线路，大多分布在山地和空旷地区，运行环境差，雷电影响大，故障次数多。下面对神湾供电分局2013年-2015年配网线路 故障跳闸停电情况进行统计分析。 3.1配网故障跳闸停电次数。从充计数据得知：每年的6-9月份是配电线路故 障多发期，1-4.月份和10-12月份相对较少。 神湾供电分局配网跳闸故障统计表： 3.2配网故障跳闸原因分析：通过对神湾供电分局13-15年10KV配网故障的 统计，分类不难看出，每年的6-9月是故障的高发期，自然灾害中台风占21.1%，雷电造成的故障占36.8%，雷电造成占自然实害故障的：56.6%。雷电对配网安全 稳定运行影响明显。虽然，我们不能阻止雷电的形成，但是，我们可以采取有效 的防雷措施，加强对配网的保护。 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， 从而使得避雷针（线）附近的物体免遭雷击。 对避雷针（线）的要求 （1）为了使雷电流顺利地泄入大地，故要求避雷针（线）应有良好的接地装置。（2）被保护设备全面位于避雷针（线）的保护范围内。但为了防止与被保护物之间的间隙击穿（也称为反击），它们之间应保持一定的距离 2、避雷器 避雷器的保护原理 当雷电入侵波或操作波超过某一电压值后，避雷器将优先于与其并联的被保护电力设备放电，从而限制了过电压，使与其并联的电力设备得到保护。 避雷器的技术要求 （1）过电压作用时，避雷器先于被保护电力设备放电，当然这要由两者的全伏秒特性的配合来保证； （2）避雷器应具有一定的熄弧能力，以便可靠地切断在第一次过零时的工频续流。 避雷器的种类 保护间隙，管式避雷器，阀式避雷器（包括金属氧化物避雷器） 防雷接地 接地：就是把设备与电位参照点的地球作电气上的连接，使其对地保持一个低的电位差。 办法：在大地表面土层中埋设金属电极，这种埋入地中并直接与大地接触的金属导体，叫做接地体，有时也称为接地装置。 电力系统过电压及其防护 摘要：在电力系统运行中，由于种种原因，系统中某部分的电压可能升高，其 数值大大超过设备的正常运行电压，这种现象称为过电压。其后果是设备绝缘损坏，造成长时间的停电，危及人身及财物安全。所以要加以对电力系统过电压及 防护。 关键词：电力系统；内部过压；雷电过压 一.电力系统过电压的概念 通常情况下，电力系统处于正常的工作状态，系统的运行也正常，此时电气 设备在额定的电压之下处于绝缘的状态，而一旦遭遇雷击或者由于操作不当、仪 器发生故障或者参数配置不合理等原因，造成系统中的某区域的的局部电压升高 而超出设备正常的运行范围称之为过电压。这种过电压一般可以分为内部和大气 这两种过电压，前者发生的原因主要是拉闸、合闸的操作，接地或者断线的事故 以及其他的一些不可预料的细节问题，这些小问题可能引起电力系统的状态突然 发生变化从而产生局部过高电压，造成整体系统的危害，内部过电压发生的跟本 原因还是由于系统内的电磁能集聚和振荡所引的。通常将系统内部的过电压划分为：暂态的过电压和操作过电压。顾名思义发，操作过电压就是由于系统的操作 故障或者失误时所引发的，主要的特点就是随机性较大。后者的大气过电压通常 被划分为感应雷击、直接雷以及侵入雷电波这三种过电压，这种过电压的特点就 是持续的时间非常短，但是其冲击的能力非常强，对系统的伤害也比较大，破坏 程度的强弱跟雷电活动的强度有非常紧密的关系，而与设备的电压等级关系不大，在220KV之下电气系统的整体绝缘水平主要是由防止大气的过电压所决定的。 二、内部电力系统过电压 1.操作过电压 内部过电压中操作过电压具有很大的随机性，这种情况的过电压在最糟糕的 情况下其倍数相对较高，330Kv以及这之上的超高压的系统绝缘水平是由操作过 电压决定的，其除了具有随机性的特点之外，还具有较高的幅值和高频的振荡， 另外就是衰减较为迅速。这种操作过电压产生的原因有很多，其中主要的包括了：第一，在将空载电路切除的过程中容易产生过电压，此时产生的原因主要是 由于电弧的重燃和在线路上的残留的电压； 第二，发生在空载电路合闸上的过电压主要是由于在合闸的过程中，由于瞬 间的暂态中发生了回路上的高频振荡； 第三，如果电网中的中性点没有接地，而恰巧单相金属接地的情况发生了， 那么将会使得正常相的电压达到线电压。一旦单相接地而且是通过间歇性燃烧的 电弧的形式，那么在系统中的正常相和故障相中都会有过电压的产生，这种情况 的过电压也称作电弧接地过电压，这种类型过电压的本质就是高频振荡。也就是 在中星点不接地系统中，当发生一相接地故障时，常出现电弧，由于系统中存在 线路电容和电压互感器电感，及有可能引起线路某一部分的振荡，当电流经振荡 点或工频零点时，电弧可能暂时熄灭，之后当事故相上电压升高后，电弧则可能 重燃，这种断断续续的、熄灭和重燃交替进行的对地放电，将造成在正常相及事 故相上出现过电压，使系统内的绝缘薄弱部分有可能遭受击穿放炮。单相接地故 障在系统中出现的机会较多，因而引起这种过电压的可能性是很大的，故应对其 危害有足够的重视。 第四，在将空载变压器切除的过程中容易产生过电压，产生的原因就是当变雷电过电压及防雷保护
雷电过电压及防护
过电压与防雷
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低压系统的防雷和过压防护
过电压保护与防雷技术的历史、现状和未来
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交流特高压电网的雷电过电压防护
10KV配网雷电过电压及防雷措施
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