高电压技术9
高电压技术第四版习题答案
第一章1‐1极化种类电子式极化离子式极化偶极子极化夹层极化产生场合所需时间能量损耗无几乎没有有有产生原因束缚电子运行轨道偏移离子的相对偏移偶极子的定向排列自由电荷的移动任何电介质-15 s 离子式结构电介质-13 s 极性电介质-10～10-2 s 多层介质的交界面-1 s～数小时1‐4金属导体气体，液体，固体电导形式（自由电子）电子电导电导率γ很大（自由电子、正离子、负离子、杂质电导、自身离解、杂质、离子）γ很小离子电导ρ很大金属导电的原因是自由电子移动；电介质通常不导电，是在特定情况下电离、化学分解或热离解出来的带电质点移动导致。
1‐6由于介质夹层极化，通常电气设备含多层介质，直流充电时由于空间电荷极化作用，电荷在介质夹层界面上堆积，初始状态时电容电荷与最终状态时不一致；接地放电时由于设备电容较大且设备的绝缘电阻也较大则放电时间常数较大（电容较大导致不同介质所带电荷量差别大，绝缘电阻大导致流过的电流小，界面上电荷的释放靠电流完成），放电速度较慢故放电时间要长达5～10min。
补充：图中C1 代表介质的无损极化（电子式和离子式极化），C2 —R2 代表各种有损极化，而R3则代表电导损耗。
图1－4－2中，Rlk为泄漏电阻；Ilk为泄漏电流；Cg为介质真空和无损极化所形成的电容；Ig为流过Cg的电流；Cp为无损极化所引起的电容；Rp为无损极化所形成的等效电阻；Ip为流过Rp－Cp支路的电流，可以分为有功分量Ipr和无功分量Ipc。
Jg为真空和无损极化所引起的电流密度，为纯容性的；Jlk为漏导引起的电流密度，为纯阻性的；Jp为有损极化所引起的电流密度，它由无功部分Jpc和有功部分Jpr组成。
容性电流Jc与总电容电流密度向量J 之间的夹角为δ，称为介质损耗角。
介质损耗角简称介损角δ，为电介质电流的相角领先电压相角的余角，功率因素角ϕ的余角，其正切t gδ称为介质损耗因素，常用％表示，为总的有功电流密度与总无功电流密度之比。
高电压技术9-10
North China Electric Power University第九章输电线路的防雷保护输电线路上出现的大气过电压有两种：¾一种是由于雷直击于线路引起的，称为直击雷过电压；包括雷击避雷线、杆塔和导线；¾另一种是雷击线路附近地面，由于电磁感应引起的，称为感应雷过电压。
反击或逆闪络：雷击线路接地部分（避雷线、杆塔等）导致其电位异常升高而引起绝缘子串闪络。
North China Electric Power University雷击输电线路：（1）雷直击导线（2）雷击杆塔或避雷线：强大的雷电流使杆塔电位升高，反过来对导线放电，即反击。
以上产生的过电压称为直击雷过电压。
（3）雷击输电线路附近大地产生感应雷过电压直击雷过电压和感应雷过电压产生的危害：（1）线路跳闸：绝缘子闪络未必导致跳闸，形成稳定电弧后，则跳闸，影响正常送电（2）雷电波侵入变电站第九章输电线路的防雷保护North China Electric Power University耐雷水平：雷击线路时绝缘不发生闪络的最大雷电流的幅值，以kA 为单位。
它是反映输电线路耐雷击能力的性能指标。
雷击跳闸率：40个雷暴日下每100 km 线路每年由雷击引起的跳闸次数称为“雷击跳闸率”，这是衡量线路防雷性能的综合指标。
工程上衡量输电线路防雷性能优劣的指标：第九章输电线路的防雷保护North China Electric Power University§9-1 输电线路上的感应雷过电压一、雷击线路附近大地时的线路上的感应雷过电压¾先导放电时导线上出现与雷电流极性相反的束缚电荷，主放电时束缚电荷突然释放形成感应雷过电压的静电分量¾主放电中雷电流的急剧变化产生很强的脉冲磁场，在线路导线上产生感应雷过电压的电磁分量极性与雷电流极性相反三相导线上同时出现不考虑避雷线的屏蔽效应时：Sh I U dL i 25×=I L 为雷电流幅值；h d 为导线平均高度；S 为雷击点离线路距离。
高电压技术-试题及答案
《高电压技术》二、填空(每题2分,共20分)1。
带电质点的复合2。
棒－板3. 1.24。
离子电导5. 低6. 降低7．反接法8. 工频高电压试验9. 巴申10．雷电冲击1. 带电质点消失的途径有带电质点受电场力的作用流入电极、带电质点的扩散和带电质点的复合____________。
2. 工程实际中,常用棒－棒或________________电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
3。
国际上大多数国家对于标准雷电波的波前时间规定为________________μs。
.4. 固体电介质的电导按载流子种类可分为电子电导和__________________。
5. 棒－板电极系统，棒为负极性时的电晕起始电压比棒为正极性的电晕起始电压低______。
6. 某220kV电气设备从平原地区移至高原地区，其工频耐压水平将_________________。
7．当电气设备的外壳接地时，采用西林电桥测量tanδ宜采用_________________.8. 电气绝缘的高电压试验包括_________________、直流高电压试验和冲击高压试验。
9.在实际应用中，采用压缩气体或高真空作为高压设备绝缘的理论依据是____________定律。
10．BIL是指电气设备的____________绝缘水平.三、单项选择题(每题2分，共32分)1．C 2。
D 3。
A 4. A 5. B 6。
A 7. D 8。
C9. C 10。
B 11.B 12。
C 13.A 14.C 15.B 16.A1．气体中带电质点产生的最重要方式是(）：A。
热电离 B. 光电离 C。
碰撞电离 D. 以上都不是2。
下列仪器中，不能用来测量直流高电压的是（）A．测量球隙 B．静电电压表 C．电阻分压器 D．电容分压器3. 下列说法中，（）是不正确的A．加在气隙上的电压达到最低静态击穿电压时，气隙即被击穿B．伏秒特性表示的是间隙上出现的电压最大值和间隙击穿时间的关系C．由于放电具有分散性，一般用50％击穿电压表示气隙的冲击击穿特性D．伏秒特性曲线是一个带状区域4. 关于操作冲击电压作用下极不均匀场的击穿电压，(）是不正确的A．操作冲击电压下气隙的击穿通常发生在波尾部分B．击穿电压与波前时间的关系曲线呈现“U”形C．气隙的操作冲击电压远低于雷电冲击电压，D．操作冲击击穿特性具有显著的饱和特征5. （ )不是提高沿面放电电压的措施A．采用屏障和屏蔽 B．降低表面憎水性C．减小绝缘体的表面电阻率 D．使沿面的电位分布均匀6. 工频耐压试验时,工频变压器的负载大都为（ )A. 电容性 B。
高电压技术总结
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篇一：高电压技术总结第一章1.极化：电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象。
类型：电子式极化、离子式极化、偶极子极化、夹层极化。
2.吸收现象：原因分界面上积聚起一批多余的空间电荷，这就是夹层极化引起的吸收电荷。
电荷积聚过程所形成的电流称为吸收电流。
3.介质损耗：定义：在电场作用下电介质中总有一定的能量损耗，包括由电导引起的损耗和某些有损极化（例如偶极子、夹层极化）引起的损耗。
组成：电导、有、无损极化。
影响因素：漏电、电压频率、温度、材料。
第二章1.气隙中带电质点的产生的方式：①气体分子本身发生游离②处于气体中的金属阴极表面发生游离。
消失方式：①与两电极的电量中和②扩散③复合2.击穿理论：①汤逊理论（电子的碰撞游离和正离子撞击阴极表面造成的表面游离所引起。
适用范围：低气压、短气隙。
）②流注理论[适用范围：高气压、短气隙。
流注通道：正负离子（浓度相等）、良导体、弱电场]。
3.电场：均匀、不均匀。
4.极性效应：对于电极形状不对称的不均匀电场气隙，极性不同时，间隙的气晕电压和击穿电压各不同。
极性效应是不对称的不均匀电场所具有的特性之一。
5.冲击电压标准波形击穿电压：指间隙上出现的最高电压。
放电时间的组成为：tb=t1+ts+tf。
6.提高气体间隙击穿场强的方法：①改善电场分布，使其尽可能均匀②改变气体的状态和种类。
7.沿面放电：定义：在大气中用绝缘子支撑或悬挂带电体，当绝缘子两级电压超过一定值时，绝缘子与空气交界面出现放电现象。
形式：干、湿、污闪。
污闪：沿着污染表面发展的闪络。
XX污闪过程：污闪层受潮→电导增大→泄漏电流增大→发热→形成干区→干区电阻大分压高场强高→放电形成→干区扩大→击穿。
污闪事故的对策：①调整爬距②定期或不定期的清扫③涂料④半导体釉绝缘子⑤新型合成绝缘子。
高电压技术课后习题答案
高电压技术课后习题答案【篇一：高电压技术课后复习思考题答案】ss=txt>仅供参考第一章1.1、气体放电的汤逊理论与流注理论的主要区别在哪里？他们各自的适用范围如何？答：区别：①汤逊理论没有考虑到正离子对空间电场的畸变作用和光游离的影响②放电时间不同③阴极材料的性质在放电过程中所起的作用不同④放电形式不同范围：1.3、在不均匀电场中气体间隙放电的极性效应是什么？答：带电体为正极性时，电晕放电形成的电场削弱了带电体附近的电场，而增强了带电体远处的电场使击穿电压减小而电晕电压增大；带电体为负极性时，与正极性的相反，正负极性的带电体不同叫极性效应。
1.4、什么是电晕放电？它有何效应？试例举工程上所采用的各种防晕措施答：（1）在极不均匀场中，随着间隙上所加电压的升高，在高场强电极附近很小范围的电场足以使空气发生游离，而间隙中大部分曲域电场仍然很小。
在高场强电极附近很薄的一层空气中将具有自持放电条件，而放电仅局限在高场强电极周围很小范围内，整个间隙尚未被击穿。
这种放电现象称为电晕放电。
（2）引起能量损耗电磁干扰，产生臭氧、氮氧化物对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或腐蚀（3）加大导线直径、使用分裂导线、光洁导线表面1.9、什么是气隙的伏秒特性？它是如何制作的？答：伏秒特性：工程上用气隙上出现的电压最大值与放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的击穿特性，称为气隙的伏秒特性。
制作方法：实验求得以间隙上曾经出现的电压峰值为纵坐标，以击穿时间为横坐标得伏秒特性上一点，升高电压击穿时间较少，电压甚高可以在波头击穿，此时又可记一点，当每级电压下只有一个击穿时间时，可绘出伏秒特性的一条曲线，但击穿时间具有分散性，所以得到的伏秒特性是以上下包络线为界的一个带状区域。
1.13、试小结各种提高气隙击穿电压的方法，并提出适用于何种条件？答：（1）改进电极形状，增大电极曲率半径，以改善电场分布，如变压器套管端部加球型屏蔽罩等；（2）空间电荷对原电场的畸变作用，可以利用放电本身所产生的空间电荷来调整和改善空间的电场分布；（3）极不均匀场中屏障的作用，在极不均匀的气隙中放入薄片固体绝缘材料；（4）提高气体压力可以大大减小电子的自由行程长度，从而削弱和抑制游离过程；（5）采用高真空可以减弱气隙中的碰撞游离过程；（6）高电气强度气体sf6的采用。
高电压技术复习资料要点
⾼电压技术复习资料要点第⼀章电介质的电⽓强度1.1⽓体放电的基本物理过程1.⾼压电⽓设备中的绝缘介质有⽓体、液体、固体以及其他复合介质。
2.⽓体放电是对⽓体中流通电流的各种形式统称。
3.电离：指电⼦脱离原⼦核的束缚⽽形成⾃由电⼦和正离⼦的过程。
4.带电质点的⽅式可分热电离、光电离、碰撞电离、分级电离。
5.带电质点的能量来源可分正离⼦撞击阴极表⾯、光电⼦发射、强场发射、热电⼦发射。
6.带电质点的消失可分带电质点受电场⼒的作⽤流⼊电极、带电质点的扩散、带电质点的复合。
7.附着：电⼦与⽓体分⼦碰撞时，不但有可能引起碰撞电离⽽产⽣出正离⼦和新电⼦，也可能发⽣电⼦附着过程⽽形成负离⼦。
8.复合：当⽓体中带异号电荷的粒⼦相遇时，有可能发⽣电荷的传递与中和，这种现象称为复合。
（1）复合可能发⽣在电⼦和正离⼦之间，称为电⼦复合，其结果是产⽣⼀个中性分⼦；（2）复合也可能发⽣在正离⼦和负离⼦之间，称为离⼦复合，其结果是产⽣两个中性分⼦。
9.1、放电的电⼦崩阶段（1）⾮⾃持放电和⾃持放电的不同特点宇宙射线和放射性物质的射线会使⽓体发⽣微弱的电离⽽产⽣少量带电质点；另⼀⽅⾯、负带电质点⼜在不断复合，使⽓体空间存在⼀定浓度的带电质点。
因此，在⽓隙的电极间施加电压时，可检测到微⼩的电流。
由图1-3可知：（1）在I-U 曲线的OA 段：⽓隙电流随外施电压的提⾼⽽增⼤，这是因为带电质点向电极运动的速度加快导致复合率减⼩。
当电压接近时，电流趋于饱和，因为此时由外电离因素产⽣的带电质点全部进⼊电极，所以电流值仅取决于外电离因素的强弱⽽与电压⽆关。
（2）在I-U 曲线的B 、C 点：电压升⾼⾄时，电流⼜开始增⼤，这是由于电⼦碰撞电离引起的，因为此时电⼦在电场作⽤下已积累起⾜以引起碰撞电离的动能。
电压继续升⾼⾄时，电流急剧上升，说明放电过程⼜进⼊了⼀个新的阶段。
此时⽓隙转⼊良好的导电状态，即⽓体发⽣了击穿。
（3）在I-U 曲线的BC 段：虽然电流增长很快，但电流值仍很⼩，⼀般在微安级，且此时⽓体中的电流仍要靠外电离因素来维持，⼀旦去除外电离因素，⽓隙电流将消失。
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6
第一篇 高电压绝缘及实验
第一章 第二章 第三章 第四章
电介质的极化、电导和损耗 气体放电的物理过程 气隙的电气强度 固体液体和组合绝缘的电气强度
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7
第一章 电介质的极化、电导和损耗
第一节 电介质的极化 第二节 电介质的介电常数 第三节 电介质的电导 第四节 电介质中的能量损耗
1.电气设备的绝缘：
①绝缘试验（固、液、气体） ——在电场作用下的电气物
理性能和击穿的理论、规律。 ②高压试验——判断、监视绝
缘质量的主要试验方法。
2.电力系统的过电压：
③过电压及其防护——过电压
的成因与限制措施。
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3
三．中国电力系统电压等级的划分0KV， 包括：10KV，35KV，110KV，220KV
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10
§1.1 电介质的极化
定义：电介质在电场作用下产生的束缚电荷的弹 性位移和偶极子的转向位移现象，称为电 介质的极化。
效果：消弱外电场，使电介质的等值电容增大。 物理量：介电常数 类型：电子位移极化； 离子位移极化；
转向极化； 空间电荷极化。
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11
一、 电子位移极化
E
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8
§1. 电介质的极化、电导和损耗
电介质有气体、固体、液体三种形态，电
介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的。一切电介质
在电场的作用下都会出现极化、电导和损耗等电气物理
现象。
电介质的电气特性分别用以下几个参数来
表示：即介电常数εr，电导率γ（或其倒数——电阻率
ρ），介质损耗角正切tgδ，击穿场强 E，它们分别反
映了电介质的极化、电导、损耗、抗电性能。
高电压技术重要知识点
高电压技术重要知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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。
高电压技术(详细版)
1. 气体中带点质点的产生，激发与游离2. 游。
离的方式有：碰撞游离、光游离、热游离和表面游离。
3. 由碰撞银翼的游离称为碰撞游离。
气体在热状态下引起的游离过程称为热游离。
电子从金属电极表面逸出来的过程称为表面游离4。
. 导致带点质点从游离区域消失或者削弱的过程称为去游离。
去游离的方式：带点质点的扩散，带点质点的复合以及电子的附着效应5。
. 汤逊放电理论认为放电起始于有效电子通过碰撞形成电子崩，通过正离子撞击阴极，不断从阴极金属表面溢出自由电子来弥补引起电子碰撞游离所需的有效电子。
适用于低气压、短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象6。
. 气体间隙的击穿电压 UF 是气体压力 P 和间隙距离S 乘积的函数 ,这一规律称为巴申定律7. 流注理论认为放电起始于有效电子通过碰撞形成电子崩，形成电子崩后，由于正负空间电荷对电场的畸变作用导致正负空间电荷的复合，复合过程中所释放的光能又引起光游离，光游离结果所得到的自由电子又引起新的碰撞游离，形成新的电子崩且汇合到最初电子崩中构成流注通道。
适用于大气压下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现. 电子崩一个电子在电场作用下由阴极向阳极运动时，将与气体原子(或分子)碰撞，如果电场很强、电子的能量足够大时 ,会发生碰撞电离，使原子分解为正离子和电子 ,此时空间出现两个电子。
这两个电子又分别与两个原子发生碰撞电离，出 4 个自由子。
如此进行下去 ,空间中的自由电子将迅速增加类似于电子雪崩，故名，电子崩9。
. 非自持放电：当外加电压较低时，只有由外界电离因素所造成的带电粒子在电场中运动而形成气体放电电流，一旦外界电离作用停止，气体放电现象即随之中断，这种放电称为非自持放1电0. U50%就是在该冲击电压作用下，放电的概率为50%。
其可用来反应绝缘耐受冲击电压的能力11. 。
同一波形。
不同幅值的冲击电压作用下，间隙上出现的电压最大值和放电时间的关系曲线称为间隙的伏秒特性曲线。
高电压技术的名词解释_技术内容_试验方法
高电压技术的名词解释_技术内容_试验方法高电压技术的名词解释高压电技术应用于电力传输中，采用高压电技术是因为在同输电功率的情况下，电压越高电流就越小，这样高压输电就能减少输电时的电流从而降低因电流产生的热损耗和降低远距离输电的材料成本。
研究电介质在各种作用电压下的绝缘特性、介电强度和放电机理，以便合理解决电工设备的绝缘结构问题是高电压技术的重要内容。
高电压技术的技术内容系统限制研究电力系统中各种过电压，以便合理确定其绝缘水平是高电压技术的重要内容。
电力系统的过电压包括雷电过电压(又称大气过电压、外部过电压)和内部过电压。
其中雷电过电压由雷云直接或间接对变电所或输电线路(避雷线、杆塔或导线)放电造成。
一般雷电过电压幅值较高，超过系统的额定工作电压，但作用时间较短，波头时间大多数为1.5～2微秒，平均波长时间为30微秒，大于50微秒的很少。
雷击除了会威胁输电线路和电工设备的绝缘外，还会危害高建筑物、通信线路、天线、飞机、船舶、油库等设备的安全。
因此，这些方面的防雷也属于高电压技术的研究对象。
电力系统内部过电压是因正常操作或故障等原因使电磁状态发生变化，引起电磁能量振荡而产生的。
其中衰减较快、持续时间较短的称为操作过电压;无阻尼或弱阻尼、持续时间长的称为暂态过电压。
对110～220千伏电力系统，内部过电压水平一般取3倍最大工作电压;对330～500千伏电力系统，需要采取一些限制措施，取2～2.5倍。
对特高压电力系统，进一步限制内部过电压具有巨大的经济价值，从前景来看限制到1.5～1.8倍最大工作电压是完全可能的。
特性研究雷电过电压和内部过电压对输电线路和电工设备的绝缘是个严重的威胁。
因此，研究各种气体、液体和固体绝缘材料在不同电压下的放电特性是高电压技术的重要课题。
其中气体包括大气条件下的空气、压缩空气、六氟化硫气体及高真空等常用作输电线路和电工设备绝缘及其他用途的材料。
因此，研究如何提高气体绝缘的放电电压，研究影响气体放电的各种因素，如间隙大小、电极形状、作用电压的极性和类型、气体的压力、温度、湿度和杂质等，对确保电工设备的经济合理和安全运行有重要意义。
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11
一、 单支避雷针
当 hx≥h/2 时： rx=(h-hx)P hx≤h/2 时： rx=(1.5h-2hx)P h—避雷器的高度（m）
ha h/2 hx 1.5h hx 水平面上保护 范围的截面
P—高度修正系数
当h ≤30m时 P=1 300m<h ≤120m时,
h
P
12
30 h
5.5 h
我国在防雷保护中采用的波形：2.6/50s
55%的落雷包含两次以上冲击，3~5次冲击占 25%，10次以上占4%，平均重复3次，最高纪 录可达42次
6
雷电流幅值的累积概率分布
现行标准：lg P I L / 88
陕南以外的西北地区及内蒙古：lg P I / 44
雷电流的平均陡度和幅值线性相关
()
接地网
R
39
2 S
( )
第九章 输电线路的防雷保护
40
雷击输电线路的方式
41
雷击输电线路的后果
发生短路接地故障
雷电波侵入变电所，破坏设备绝缘，造成 停电事故
42
输电线路的雷电过电压及防护
直击雷过电压：雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的 线路过电压 感应雷过电压：雷击线路附近大地，由电磁感应在导线上 产生的过电压（只对35kV以下线路有危险） 衡量线路防雷性能的优劣 耐雷水平：线路遭受雷击所能耐受不至于引起闪络的 最大雷电流（kA）
g为击杆率,
P1为雷电流幅值超过雷击杆塔的耐雷水
平的概率
绕击导线的跳闸率
n2 NP P 2
Pa为绕击率,
P2为雷电流幅值超过绕击耐雷水平的概
率 线路跳闸率：
54
n n1 n2
§9-4 输电线路的防雷措施
55
1、架设避雷线
防止雷击导线 减少经杆塔入地电流，降低塔顶电位
27
主要的缺陷：
3、带有串联放电间隙和SiC非线性电阻的 阀型避雷器 放电间隙的伏秒特性比较平坦 电阻非线性避免了动作时出现很陡的截 波 阀型避雷器的两种类型： 磁吹放电间隙，提高灭弧能力 复合式避雷器，降低冲击残压（雷电过 电压下一部分 SiC电阻被并联的间隙短接）
28
4、氧化锌避雷器
雷击跳闸率：每 100km 线路每年因雷击引起的跳闸次 数
43
§9-1 输电线路的感应雷过电压
44
一、雷击线路附近大地时线路上的感应雷过电压
h U i 25 I S
考虑避雷线的耦合影响时：
hb U i U i (1 k ) U i (1 k ) hd
'
45
二、雷击线路杆塔时导线上的感应雷过电压
23
避雷器与电气设备的伏秒特性配合
(a) (b) (c) 1——电气设备的伏秒特性； 2——避雷器的伏秒特性 24 3—— 电气设备上可能出现的最高工频电压
避雷器的分类
1. 保护间隙 2. 管式（排气式）避雷器 3. 阀型避雷器 4. 氧化锌避雷器
25
避雷器保护作用原理示意
1 — 保护间隙
26
二、 两支护范围简单相加而是 有所扩大。
R0
O
D/7P
O—O’截面 h0 O’ D bx 1.5h h/2
h
ha
hx
rx
h0 hx 1.5h0
bx
两支等高避雷针的联合保护范围
13
bx
两针之间的保护范围可利用下式求得
h0 h
D 7P
bx 1.5( h0 hx )
2 — 排气式避雷器
3 — 阀型避雷器
4 — 氧化锌避雷器
5 — 被保护电气设备
1. 保护间隙
2.管式避雷器
保护间隙没有专门的灭弧装置，可和自动重合闸配合使用 管型避雷器带有产气式灭弧管，可以熄灭更大的工频电弧 动作时产生很陡的截波，对如电机和变压器等高压设备的 纵绝缘造成严重危害 间隙放电的伏秒特性很陡，很难用来保护伏秒特性比较平 坦的设备绝缘（如SF6为绝缘介质的电气设备）
金属氧化物避雷器（Metal Oxide Surge Arresters，简写为MOA） MOA 的主要元件是金属氧化物非线性电阻片 （Metal Oxide Varistors—简写为MOV） MOV 的 主 要 成 份 是 氧 化 锌 （ ZnO）， 俗 称 MOV为氧化锌阀片，MOA为氧化锌避雷器
保护水平 压比：（例：U10kA/U1mA） 荷电率：最大持续运行电压峰值与参考电压之比 保护比：压比/荷电率
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避雷器应用 于室内变电 站入口处
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§ 8- 3
接地装置
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接地装置分类
工作接地
如：变压器中性点接地
保护接地
如：电气设备外壳接地
防雷接地
如：避雷针、避雷线接地
是一种放电限压器。
避雷器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，避雷器即先 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。
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避雷器的基本要求
具有良好的伏秒特性，以易于实现合理的绝缘
配合
应有较强的绝缘强度自恢复能力，以利于快速
切断工频续流，使系统得以继续运行
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三、雷电参数
雷暴日（雷暴小时）：一年中有雷电的日数 （小时数）。 不足15日为少雷区，超过40的为多雷区，超过 90的为强雷区。 地面落雷密度：每一雷暴日每平方千米地面遭 受雷击的次数。
Td：雷暴日数
我国取=0.07(40雷电日)，国外一般取0.1~0.2
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输电线路落雷次数：每100km输电线路每年 遭受雷击的次数。 b 4h N 100 Td [次/（100km•年）] 1000
•所谓保护角系指避雷线和边 相导线的连线与经过避雷线的 铅垂线之间的夹角，保护角越 小，避雷线对导线的屏蔽保护 作用越有效。
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线路的保护角
20~30o即可认为导线处 于避雷线的保护范围内 220~330kV：20o 500kV：<15o
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§ 8- 3
避雷器
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避雷器是用以限制由线路传来的雷电过电压 或由操作引起的内部过电压的一种电气设备。 避雷器的保护原理与避雷针不同。它实质上
降低感应过电压
110kV以上应全线架设避雷线 保护角：避雷线和外侧导线的连线与垂线之间的夹
角，保护角越小，对绕击雷的保护效果越好， 110kV保护角20～30º ，500kV负保护角
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2、降低杆塔接地电阻
土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋混
凝土杆的自然接地电阻 土壤电阻率高的地区，可采用多根放射形接地体 或连续伸长接地体以及垂直接地电极等措施
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ZnO阀片的非线性U—I 特性
根据作用电场强度的大小可分为三个区域
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氧化锌避雷器的基本工作原理
氧化锌避雷器（ MOA）是
将相应数量的氧化锌电阻 片（ MOV）密封在瓷套或其 他绝缘体内而组成
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ZnO和SiC非线性电阻片的U－I特性的比较
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氧化锌无间隙避雷器的优良性能
保护性能优越 无续流，结构简单，耐重复动作能力强 通流容量大，吸收过电压能量的能力强 性能稳定，抗老化能力强 适应多种特殊需要 适宜于大批量生产，造价低
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ZnO避雷器的主要技术参数
额定电压：允许施加的最大工频电压有效值 最大持续运行电压：允许长期连续施加的工频电压有效值 起始动作电压（参考电压）：U1mA 残压 通流容量
国际上定义雷击小接地阻抗物体时，流过该 物体的电流定义为雷电流。
i
Z0 i iL Z0 Z
Z0
A Z
Z0iL
雷电流源
Z0 300
被击电路
5
二、雷电流的波形
雷电流的波形和极性 90%左右为负极性 波形参数
波头时间：1~5s
波长时间：20~100s，平均50s，大于50s 的为18~30%
式中：h为避雷线的平均高度（m）；b为两避雷线 之间的距离（m）。
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§ 8- 2 避雷针避雷线的保护范围
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为了让电力设备的的绝缘能够承受高达数 十万伏、甚至数兆伏的过电压，通常装设 各种防雷保护装置。 在电力系统中实际采用的防雷保护装置主 要有：避雷针、避雷线、保护间隙、各种 避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、 消弧线圈、自动重合闸等等。
雷击塔顶时迅速向上发展的主放电引起周围空
间电磁场的突然变化，会在导线上感应出与雷 电流极性相反的电压，以静电感应分量为主
U i ahd
IL 为感应雷过电压系数， 2.6
有避雷线时，导线上的感应过电压
U i ' (1 k )U i
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§9-2 输电线路的直击雷过电压和耐雷水平
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三、绕击时的过电压及耐雷水平
绕击耐雷水平
U 50% I2 100
绕击线路的耐雷水平很低
500kV线路27.4kA 220kV—12kA 110kV—7kA 110kV以上线路要求全线架避雷线
绕击率： 平原线路：
51
lg P
h
86
3.9
山区线路：
lg P
h
86
3.35