高电压技术第六章
高电压技术课件 第六章 电气设备绝缘试验(二)
二、冲击电压发生器的基本原理
如需更高的冲击电压，可采用多级的冲击电压发生器。
多级冲击电压发生器工作原理：其工作原理概括起来 说就是利用多级电容器并联充电，然后通过球隙串联 放电，从而产生高幅值的冲击电压。
发明人：产生较高电压的冲击发生器多级回路，首先 由德国人E.马克思（E.Marx）提出，为此他于1923年 获得专利，被称为马克思回路
第六章 电气设备绝缘试验（二）
工频高压试验 直流高压试验 雷电冲击高压试验 操作冲击高压试验
§6-1 工频高压试验
工频耐压试验是在电气设备上施加规定的工 频试验电压并保持一定的时间，以考验绝缘 能否耐受该试验电压的作用。
工频高压试验能有效发现绝缘中危险的集中 性缺陷，是检验电气设备绝缘强度最有效和 最直接的方法。
冲击电压的一般表达式：
u2= U1[exp（-t/τ1）- exp（-t/τ2）]
时间常数：τ1和τ2 1.2/50μs的雷电波：τ1＞＞τ2
u2由两个指数分量相加构成 波前时间Tf由较小的时间常数τ2决定； 半峰值时间Tt由相对大得多的时间常数τ1决定
冲击电压的产生
冲击电压发生器的基本回路 (a)低效率回路 (b)高效率回路
T3的容量为S T2的容量为2S T1 的容量为3S
n级串级装置的容量利用率
可见，随着试验变压器串接台数的增加，利用 率降低，实际中，串接的试验变压器台数一般 不超过三台。
§6-2 直流高压试验
➢ 在被试品的电容量很大的场合，用工频交流高
电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，这 就要求工频高压试验装置具有很大的容量，这时 常用直流高电压试验来代替工频高电压试验。 ➢ 工频高电压-整流器-直流高压，倍压整流-直流 高压串级装置-更高直流电压。
高电压技术复习总结
第2章气体放点的基本物理过程（这章比较重要,要记得知识点很多，要认真看）在第二章标题下面有一句话“与固体和液体相比·········”(1.电离是指电子脱离原子的束缚而形成自由电子、正离子的过程．电离是需要能量的，所需能量称为电离能Wi(用电子伏eV表示,也可用电离电位Ui=Wi/e表示)2。
根据外界给予原子或分子的能量形式的不同，电离方式可分为热电离、光电离、碰撞电离（最重要）和分级电离。
3.阴极表面的电子溢出：（1）正离子撞击阴极：正离子位能大于2倍金属表面逸出功。
（2)光电子发射：用能量大于金属逸出功的光照射阴极板。
光子的能量大于金属逸出功. （3)强场发射：阴极表面场强达到106V/cm（高真空中决定性）(4)热电子发射：阴极高温4。
气体中负离子的形成：电子与气体分子或原子碰撞时，也有可能发生电子附着过程而形成负离子，并释放出能量(电子亲合能）。
电子亲合能的大小可用来衡量原子捕获一个电子的难易,越大则越易形成负离子。
负离子的形成使自由电子数减少，因而对放电发展起抑制作用。
SF6气体含F,其分子俘获电子的能力很强，属强电负性气体，因而具有很高的电气强度。
5.带点质点的消失:（1)带电质点的扩散：带电质点从浓度较大的区域向浓度较小的区域的移动，使带电质点浓度变得均匀.电子的热运动速度高、自由行程大,所以其扩散比离子的扩散快得多。
(2)带电质点的复合：带异号电荷的质点相遇，发生电荷的传递和中和而还原为中性质点的过程，称为复合。
带电质点复合时会以光辐射的形式将电离时获得的能量释放出来,这种光辐射在一定条件下能导致间隙中其他中性原子或分子的电离。
6。
气体间隙中电流与外施电压的关系：第一阶段：电流随外施电压的提高而增大，因为带电质点向电极运动的速度加快复合率减小第二阶段：电流饱和，带电质点全部进入电极，电流仅取决于外电离因素的强弱(良好的绝缘状态）第三阶段：电流开始增大，由于电子碰撞电离引起的电子崩第四阶段自持放电：电流急剧上升放电过程进入了一个新的阶段（击穿)外施电压小于U0时的放电是非自持放电.电压到达U0后，电流剧增,间隙中电离过程只靠外施电压已能维持，不再需要外电离因素.自持放电7.电子碰撞电离系数α：代表一个电子沿电力线方向行经1cm时平均发生的碰撞电离次数。
高电压技术重要知识点
高电压技术各章知识点第一篇电介质的电气强度第1章气体的绝缘特性与介质的电气强度1、气体中带电质点产生的方式热电离、光电离、碰撞电离、表面电离2、气体中带电质点消失的方式流入电极、逸出气体空间、复合3、电子崩与汤逊理论电子崩的形成、汤逊理论的基本过程及适用范围4、巴申定律及其适用范围击穿电压与气体相对密度和极间距离乘积之间的关系。
两者乘积大于0.26cm时,不再适用5、流注理论考虑了空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用，适用两者乘积大于0.26cm时的情况6、均匀电场与不均匀电场的划分以最大场强与平均场强之比来划分。
7、极不均匀电场中的电晕放电电晕放电的过程、起始场强、放电的极性效应8、冲击电压作用下气隙的击穿特性雷电和操作过电压波的波形冲击电压作用下的放电延时与伏秒特性50%击穿电压的概念9、电场形式对放电电压的影响均匀电场无极性效应、各类电压形式放电电压基本相同、分散性小极不均匀电场中极间距离为主要影响因素、极性效应明显。
10、电压波形对放电电压的影响电压波形对均匀和稍不均匀电场影响不大对极不均匀电场影响相当大完全对称的极不均匀场：棒棒间隙极大不对称的极不均匀场：棒板间隙11、气体的状态对放电电压的影响湿度、密度、海拔高度的影响12、气体的性质对放电电压的影响在间隙中加入高电强度气体,可大大提高击穿电压，主要指一些含卤族元素的强电负性气体，如SF613、提高气体放电电压的措施电极形状的改进空间电荷对原电场的畸变作用极不均匀场中屏障的采用提高气体压力的作用高真空高电气强度气体SF6的采用第2章液体和固体介质的绝缘的电气强度1、电介质的极化极化：在电场的作用下，电荷质点会沿电场方向产生有限的位移现象，并产生电矩（偶极矩）。
介电常数：电介质极化的强弱可用介电常数的大小来表示，与电介质分子的极性强弱有关。
极性电介质和非极性电介质：具有极性分子的电介质称为极性电介质。
由中性分子构成的电介质。
极化的基本形式电子式、离子式（不产生能量损失）转向、夹层介质界面极化（有能量损失）2、电介质的电导泄漏电流和绝缘电阻气体的电导:主要来自于外界射线使分子发生电离和强电场作用下气体电子的碰撞电离液体的电导:离子电导和电泳电导固体的电导：离子电导和电子电导3、电介质的损耗介质损耗针对的是交流电压作用下介质的有功功率损耗电介质的并联与串联等效回路介质损耗一般用介损角的正切值来表示气体、液体和固体电介质的损耗液体电介质损耗和温度、频率之间的关系4、液体电介质的击穿纯净液体介质的电击穿理论纯净液体介质的气泡击穿理论工程用变压器油的击穿理论5、影响液体电介质击穿的因素油品质、温度、电压作用时间、电场均匀程度、压力6、提高液体电介质击穿电压的措施提高油品质，采用覆盖、绝缘层、极屏障等措施7、固体电介质的击穿电击穿、热击穿、电化学击穿的击穿机理及特点8、影响固体电介质击穿电压的主要因素电压作用时间温度电场均匀程度受潮累积效应机械负荷9、组合绝缘的电气强度“油-屏障”式绝缘油纸绝缘第二篇电气设备绝缘试验第3章绝缘的预防性试验1、绝缘电阻与吸收比的测量用兆欧表来测量电气设备的绝缘电阻吸收比K定义为加压60s时的绝缘电阻与15s时的绝缘电阻比值。
(完整版)高电压技术习题与答案.(DOC)
第一章 气体放电的基本物理过程一、选择题1) 流注理论未考虑 B 的现象。
A ．碰撞游离B ．表面游离C ．光游离D ．电荷畸变电场2) 先导通道的形成是以 C 的出现为特征。
A ．碰撞游离B ．表面游离C ．热游离D ．光游离3) 电晕放电是一种 A 。
A ．自持放电B ．非自持放电C ．电弧放电D ．均匀场中放电4) 气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为 C 。
A.碰撞游离B.光游离C.热游离D.表面游离5) ___ B ___型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A.电工陶瓷B.钢化玻璃C.硅橡胶D.乙丙橡胶6) 以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？DA.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨7) 污秽等级II 的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场3km~10km地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为 C 2/cm mg 。
A .≤0.03 B.>0.03~0.06 C.>0.06~0.10 D.>0.10~0.25 8) 以下哪种材料具有憎水性？AA . 硅橡胶 B.电瓷 C. 玻璃 D 金属二、填空题9)气体放电的主要形式：辉光放电、 电晕放电、 刷状放电、 火花放电、 电弧放电 。
10)根据巴申定律，在某一PS 值下，击穿电压存在 极小（最低） 值。
11)在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压 提高 。
12)流注理论认为，碰撞游离和 光电离 是形成自持放电的主要因素。
13)工程实际中，常用棒－板或 棒－棒 电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
14)气体中带电质子的消失有 扩散 、复合、附着效应等几种形式15)对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是 改善(电极附近)电场分布 。
16)沿面放电就是沿着 固体介质 表面气体中发生的放电。
17)标准参考大气条件为：温度C t 200 ，压力 0b 101.3 kPa ，绝对湿度30/11m g h18)越易吸湿的固体，沿面闪络电压就越__低____19)等值盐密法是把绝缘子表面的污秽密度按照其导电性转化为单位面积上____NaCl ______含量的一种方法20)常规的防污闪措施有： 增加 爬距，加强清扫，采用硅油、地蜡等涂料三、计算问答题21) 简要论述汤逊放电理论。
高电压技术复习大纲-2012 (1)
第四章 气体中沿固体绝缘表面的放电
• 第三节 极不均匀电场中的沿面放电 o 弱垂直电场分量情况下，提高沿面闪络电压的途径？具 体措施？ o 说明为什么加装均压环后绝缘子柱电压分布可以得到改 善 o 分析线路绝缘子串电压分布的等效电路？均压环如何改 善电压分布？
第四章 气体中沿固体绝缘表面的放电
• 第四节 受潮表面的沿面放电 o 名词解释：
• 第五节 脏污绝缘表面的沿面放电 o 名词解释：
o 污闪电压；污层等值附盐密度；单位爬电距离
o 干燥情况下绝缘子表面污层对闪络电压是否有影响？ o 什么情况下绝缘子表面污层对闪络电压有显著影响？为 什么？ o 为什么污闪事故对电力系统的危害特别大？ o 简单描述污闪的发展过程 o 污闪与其他沿面闪络过程的最大不同之处是？ o 污闪发展过程中，局部电弧能否发展成闪络取决于哪些 因素？ o 影响污闪电压的因素有哪些？ o 实验室进行人工污秽试验时，如何确定污闪电压？具体 步骤？对污闪试验所用电源的内阻抗有何要求？
o 湿闪络电压；
o 介质表面发生凝露时，沿面闪络电压降如何变化？是否 发生凝露与什么因素有关？ o 低温下为什么相对湿度增加不会显著降低闪络电压？ o 湿闪络电压与干闪络电压的关系？ o 提高绝缘子湿闪电压的措施？ o 为什么户外绝缘子都有伞裙？ o 为什么伞裙宽度进一步增大并不能提高湿闪电压？
第四章 气体中沿固体绝缘表面的放电
o GIS的母线筒和测量电压用的球间隙属于什么类型的电 场？高压输电线路？套管？ o 如何描述电场的不均匀性？以稍不均匀场和极不均匀场 为例予以说明 o 极不均匀场区别于均匀场的放电现象是？ o 同样间隙距离下，稍不均匀场间隙的击穿电压比均匀场 间隙的要高还是低？ o 电晕放电是自持还是非自持放电？ o 极不均匀场间隙中自持放电条件是？ o 电晕放电的危害、降低电晕放电的措施与电晕放电的有 利之处？
高电压技术(6~9章)PPT精讲课件
（2）四支及以上分解为三支针来求
▪ 二、避雷线的保护范围
▪
▪ （一）单根避雷线
▪ （1） 当hx ≥ h/2时
▪
rx=0.47(h-hx)p
▪ （2） 当hx<h/2
▪ rx=(1.5h-2hx)p
（二）两根等高避雷线 ho =h-D/4P
▪ 220~330kV保护角200 ▪ 500kV保护角不大于150 ▪ 1000kV 三根避雷线
心部分的则为负离子
▪ （2）水滴分裂起电 ▪ （3）5~10km高度主要是正电荷云层，1~5km主要是负电荷云层。
▪ 3.雷云对地放电 ▪ （1） 下行雷，上行雷 ▪ （2）雷云对地放电三个阶段 ▪ （3）闪电，雷声 ▪ 4.防雷知识（补充）
▪ 第二节 雷电放电的计算模型和雷电参数 ▪ 一、计算模型 ▪ 1.雷电流：定义 ▪ 2.等值电路
▪
输电线路防雷性能优劣主要用耐雷水平及雷击跳闸率来衡量。
▪ 第一节 输电线路的感应雷过电压
▪ 一、感应雷过电压的产生
▪ 当雷击线路附近大地时，由于雷电通道周围空间电磁场的急剧变化，会在线 路上产生感应雷过电压，它包括静电分量和电磁分量。
▪ 在先导放电阶段，正电荷将被吸引到最靠近先导通道的一段导线上， 称为束缚电荷，导线上的负电荷则被排斥而向两侧运动，经由线路泄 漏电导和系统中性点进入大地。
▪ 3．起始动作电压 ▪ 4．残压 ▪ 5．压比：残压与起始动作电压的比值。1.6~2.0 ▪ 6．荷电率：指持续运行电压幅值与起始动作电压的比值。阀片上电
压负荷程度的一个参数。45%~75%或更大。
第五节 接地装置
▪ 电气装置需要接地的部分与大地的连接是靠接地装置来实现的， 它由接地极和接地引下线组成。
高电压技术-6章
v朝着x的负方向运动的电压反行波。
电压波的符号只取决于它的极性,而与电 荷的运动方向无关；电流波不但与相应的电 荷符号有关，而且也与电荷的运动方向有关。
式中
v Z
' "
1 ； L0C0
L0 C0
；
u f1 ( x vt)； u f 2 ( x vt)； u i ； Z ' u " i 。 Z
0
以节点B上的电压为例，参照图6-22中的网格图， 以入射波U 0 到达A点的瞬间作为时间的起算点 （t=0），则节点B在不同时刻的电压为： 当0 t 时，uB 0
uB 1 2U 0 当 t 3 时，
u 当3 t 5 时，
B
1 2 (1 1 2 )U 0
0
f
一、折射系数和反射系数
' ' u i1 入射波 1，
' ' u i2 折射波 2 ，
" " i1 反射波 u1 ，
A点的折、反射电压如下
u
' 2
2Z 2 ' ' u1 u1 Z1 Z 2
Z 2 Z1 ' u1 Z1 Z 2
' u1
" u1
α－电压折射系数β－电压反射系数 二者之间有如下关系 1+β= α 随 Z1 与 z2 的数值而异，α和β之值在下面的范 围内变化
1 2 1 0
1
2 2
1
0
2 和反射系数 1 ， 2 的计算式如下 折射系数 1 ，
1
1
2Z 0 Z1 Z 0
2Z 0 ， 2 Z0 Z2
国家电网考试高电压技术6(国网考试)
①采用优质铁心材料
②采用较小的设计磁通密度
③选用适宜的调压供电装置
④在试验变压器的低压侧跨接若干滤波器。
㈡ 试验变压器串级装置
当所需的工频试验电压很高时，由于变压器的体 积和重量近似与其额定电压的三次方成正比，而其绝 缘难度和制造价格甚至增加的更多，因此再采用单台 变压器来产生就不恰当了。
表中序号6和7两项为破坏性试验，其它各项均属于非破坏性试验
离线监测的缺点
绝缘预防性试验是在电力设备处于离线情况下进行的。离 线监测的缺点是： ① 需停电进行，而不少重要的电力设备不能轻易地停止运行 ② 只能周期性进行而不能连续地随时监视，绝缘有可能在诊 断期间发生故障； ③ 停电后的设备状态，如作用电场及温升等和运行中不相符 合，影响诊断的正确性。譬如前述的绝缘tgδ检测，采用电 桥法时，由于标准电容器的额定电压的限制，一般只加到 10kV，这对于220kV～500kV的电力设备而言，电压是很低的 。
高压试验室中通常采用将工频高电压经高压 整流器而变换成直流高压，利用倍压整流原理制 成的直流高压串级装置来产生更高的直流试验电 压。
（一）半波整流回路
~
DR
T
C
RL
图6-4 半波整流回路
T-高压试验变压器 C-滤波电容器 RL-负载电阻
D-高压整流器 R-限流(保护)电阻
（二）几种倍压整流回路
T
第三节 冲击高压试验
1、雷电冲击高压试验
雷电冲击耐压考验电力设备承受雷电过电 压的能力。只在制造厂进行本项试验，因为试 验会造成绝缘的积累效应，所以在规定的试验 电压下只施加3次冲击。 国家标准规定额定电压≥220kV，容≥120MVA 的变压器出厂时应进行本项试验。
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u1 kutop
3、雷击塔顶而在导线上产生的感应雷击过电压
u
' i (c)
ui ( c ) (1
hg hc
k0 )
ui ( c ) - 无避雷线时的感应雷击过电压 k0 - 导、地线间的几何耦合系数
4、线路本身的工频电压u2
作用在绝缘子串上的合成电压 uli ua u1 ui' (c) u2
为了防止避雷针对构架发生 反击，其空气间距S1应满足 下式要求 S U
A 1
E1
为了防止避雷针接地装置与 变电所接地网之间因土壤击 穿而连在一起，地下距离S2 亦应满足下式要求 S U
B 2
E2
E1、E2 分别为空气间隙平均冲击击穿场强和土壤平均冲
击击穿场强。
用下面两个公式校核独立避雷针的空气间距和地中 距离 s2 0.3Ri s1 0.2Ri 0.1h
(四)变压器中性点的保护
110kV及以上的中性点有效接地系统 1、中性点为全绝缘时，一般不需采用专门的保护。 但在变电所只有一台变压器且为单路进线的情况下， 仍需在中性点加装一台与绕组首端同样电压等级的避 雷器。 2、当中性点为降级绝缘时，则必须选用与中性点绝 缘等级相当的避雷器加以保护，同时注意校核避雷器 的灭弧电压 35kV及一下的中性点非有效接地系统 变压器的中性点都采用全绝缘，一般不设保护装置。
小 结
通常采用耐雷水平和雷击跳闸率来表示一条线路的耐 雷性能和所采用防雷措施的效果。 输电线路常采用避雷线、降低杆塔接地电阻、加强线 路绝缘等措施来进行防雷。 可按雷击点的不同把线路的落雷分为三种情况：绕击 导线、雷击档距中央的避雷线和雷击杆塔。
第二节 变电所的防雷保护
变电所的直击雷保护 阀式避雷器保护作用的分析 变电所的进线段保护 变电所防雷的几个具体问题
(1)在同一电压等级的电气设备中，以旋转电机的冲 击电气强度为最低，这是因为：
1）电机具有高速旋转的转子，因此电机只能采用固体介 质，而不能象变压器那样可以采用固体—液体介质组合 绝缘。电机的额定电压、绝缘水平都不可能太高； 2）在制造过程中，电机绝缘容易受到损伤，绝缘内 易出现空洞或缝隙，在运行过程中容易发生局部放电， 导致绝缘劣化； 3）电机绝缘的运行条件最为残酷，要受到热、机械 振动、空气中的潮气、污秽、电气应力等因素的联合 作用，老化较快； 4）电机绝缘结构的电场比较均匀，其冲击系数接近 于1，因而在雷电过电压下的电气强度是最薄弱的一 环。
(五)气体绝缘变电所防雷保护的特点
全封闭SF6气体绝缘变电所(GIS)的特点： • 1)GIS绝缘的伏秒特性很平坦，其绝缘水平主要取决 于雷电冲击水平。采用氧化锌避雷器； • 2)GIS结构紧凑，被保护设备与避雷器相距较近，比 常规变电所有利； • 3)GIS的同轴母线筒的波阻抗小，过电压幅值和陡度 都显著变小，对变电所的进行波防护有利； • 4)GIS内绝缘电场结构不均匀，易击穿，要求防雷保 护措施更加可靠、在绝缘配合中留有足够的裕度。
2、雷击跳闸率（ n ）
雷击跳闸率是指在雷暴日数Td＝40的情况下、100km的 线路每年因雷击而引起的跳闸次数，其单位为“次 /(100km· 40雷暴日)”．实际线路长度L不是100km，雷 暴日数也不正好是40时必须换算到某一相同的条件下 (100km，40雷暴日)，才能进行比较。 但是雷电流超过了线路耐雷水平，只会引起冲击闪络， 只有在冲击闪络之后还建立工频电弧，才会引起线路 跳闸。 由冲击闪络转变成稳定工频电弧的概率为建弧率 ( ),它与沿绝缘子串或空气间隙的平均运动电压 梯度有关。可由下式求得 (4.5E 0.75 14) 102
线路的雷害事故往往只导致电网工况的短时恶化； 变电所的雷害事故就要严重得多，往往导致大面 积停电。变电设备得内绝缘水平往往低于线路绝 缘，而且不具有自恢复功能，一旦发生击穿，后 果十分严重。变电所的防雷保护与输电线路相比， 要求更严格、措施更严密、可靠。
变电所中出现的雷电过电压的两个来源： • 1)雷电直击变电所； • 2)沿输电线入侵的雷电过电压波。
三、变电所的进线段保护
保证在靠近变电所的一段不长(一般为l～2km)的线路 上不出现绕击或反击。对于那些未沿全线架设避雷线 的35kV及以下的线路来说，首先在靠近变电所(l~2km) 的线段上加装避雷线，使之成为进线段；对于全线有 避雷线的110km及以上的线路，将靠近变电所的一段 长2km的线路划为进线段。在进线段上, 加强防雷措 施、提高耐雷水平。 进线段的作用： 1）雷电过电压波在流过进线段时因冲击电晕而发生 衰减和变形，降低了波前陡度和幅值； 2）限制流过避雷器的冲击电流幅值
三、线路耐雷性能的分析计算
(一)绕击导线 雷闪绕过避雷线直接击中导线 的概率，称为绕击率Pα 。Pα之 值与避雷线对边相导线的保护角 α、杆塔高度ht及线路通过地区 的地形地貌等因素有关。
平原线路
ht
86
ht
86
3.9
3.35
•
• 绕击跳闸次数 n2 N P P2 • （次/年） • N – 年落雷总数 • P – 绕击率 • P – 超过绕击耐压水平I 2 的雷电流 2 • – 建弧率
绝缘冲击耐压水平应满足： U w(i ) Uis U
阀式避雷器的保护距离：
lmax K
U w( i ) U is 2a '
K为变电所出线修正系数 避雷器具体安装点选择原则：“确保重点、兼顾一 般”。在诸多的变电设备中，需要确保的重点无疑 是主变压器，应尽可能把阀式避雷器装得离主变压 器近一些。
小 结
变电所的直击雷防护设计内容主要是选择避雷针的支数、 高度、装设位置、验算它们的保护范围、防雷接地装置设 计等。对于独立避雷针，则还有一个验算它对相邻配电装 置构架及其接地装置的空气间距及地下距离的问题。 装设阀式避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护 的主要措施，但是还需要有“进线段保护”与之配合。 进线段的作用：1）雷电过电压波在流过进线段时因冲 击电晕而发生衰减和变形，降低了波前陡度和幅值；2） 限制流过避雷器的冲击电流幅值
• （二）降低杆塔接地电阻 • 提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施。 杆塔的工频接地电阻一般为10～30Ω。 • （三）加强线路绝缘 • 增加绝缘子串中的片数、改用大爬距悬式绝缘子、 增大塔头空气间距等等，但有相当大的局限性。一 般优先采用降低杆塔接地电阻的办法来提高线路耐 雷水平。 • （四）耦合地线 • 作为一种补救措施，具有一定的分流作用和增大 导地线之间的耦合系数，因而能提高线路的耐雷水 平和降低雷击跳闸率。
• 被保护绝缘与避雷器 之间的电压差 U ， 可以利用图8-7中的 接线图来确定。
被保护绝缘与避雷器间的电气距离 l 越大、进波陡度 a或a′越大，电压差值 U 也就越大。
阀式避雷器动作以后有一个不大的电压降，然后保持 残压水平，由于被保护设备与避雷器间有距离，致使 电压波产生振荡，接近冲击截波，因此对于变压器类 电力设备来说，往往采用2us截波冲击耐压值作为他们 的绝缘冲击耐压水平。
四、变电所防雷的几个具体问题
(一)变电所防雷接线
进线段提高耐雷性能的保护措施： 1)在进线保护段内，避雷线的保护角不宜超过20°。 2)采取措施以保证进线段的耐雷水平。
(二)三相绕组变压器的防雷保护 高压侧有雷电过电压波时，通过绕组间的静电耦合 和电磁耦合，低压侧出现一定过电压。在任一相低 压绕组加装阀式避雷器。
• (五)消弧线圈 • 能使雷电过电压所引起来的一相对地冲击闪络不 转变成稳定的工频电弧，即大大减小建弧率和断路 器的跳闸次数。 • (六)管式避雷器 • 仅用作线路上雷电过电压特别大或绝缘薄弱点的 防雷保护。它能免除线路绝缘的冲击闪络，并使建 弧率降为零。 • (七)不平衡绝缘 • 一回路的三相绝缘子片数少于另一路的三相。 • (八)自动重合闸 • 线路绝缘不会发生永久性的损坏或劣化。
变电所防雷的具体问题包括：变电所防雷接线、三绕 组变压器的防雷保护、自耦变压器的防雷保护、变压器 中性点的保护等。
第三节 旋转电机的防雷保护
旋转电机防雷保护的特点 旋转电机防雷保护措施及接线
一、旋转电机防雷保护的特点
• 旋转电机的防雷保护比变压器困难得多，其雷害 事故率也往往大于变压器，这是由它的绝缘结构、 运行条件等方面的特殊性所造成的。
二、阀式避雷器保护作用的分析
装设阀式避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防 护的主要措施，它的保护作用主要是限制过电压波的 幅值。但是还需要有“进线段保护”与之配合。 阀式避雷器的保护作用基于三个前提： 1)它的伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的 配合 2)它的伏安特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲 击电气强度 3)被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。
i it ig
i it 为流经杆塔的电流，g 为流经避雷线的电流。
线路绝缘子串上所受到的雷电过电压包括四个分量：
1、杆塔电流it在横担以下的塔身电感La和杆塔冲击 接地电阻Ri上造成压降，使横担具有一定的对地电位
ua di ( Ri i La ) dt
线路杆塔分流系数
2、塔顶电压utop沿着避雷线传播而在导线上感应出 来的电压u1。与上一分量ua相似，杆塔电流it造成的 塔顶电位
(二)雷击档距中央的避雷线
雷击避雷线最严重的情况是雷击点处于档距中央时。 真正击中档距中央避雷线的概率只有10%左右。
雷击点电压最大值
U A Z g l a / 4v
可见UA仅仅取决于它的波前陡度a，而与雷电流无关。
(三)雷击杆塔
击杆率：雷击杆塔次数与落雷总数的比值。
注入线路的总电流即为雷电流
(一)从限制进波陡度的要求来确定应有的进线段长度
所需的进线段长度
lp U 0.008 U a ( 0 .5 ) hc