防雷装置的种类和作用

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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1．2．1雷电的形成 ◆后续冲击
同一雷云中可能同时存在几个电荷堆积中心，当第一个 电荷中心的放电完成后，可能引起第二个、第三个中心向第 一个通道放电，雷击总的持续时间一般不超过0.5s。
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1．2．2大气过电压的基本形式 直接雷过电压、感应雷过电压、侵入波过电压
多雷区……年平均雷暴日超过40日的地区
强雷区……年平均雷暴日超过90日的地区
我国年雷暴日分布规律为从可编南辑p到pt 北由强到弱。
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．１．2．3 雷电参数 (2)雷电流的幅值
◆特点：雷电流的幅值是一个随机变量，只有通过大量 实测才能正确估计其概率分布规律。
◆雷电流的幅值概率分布曲线
线路上的原束缚电荷骤然成为自由电荷，向导线的两侧
移动而形成强大的电流，在导线上形成的电压的幅值高达 300—500kV。
◆ 感应过电压对35kV及以下绝缘是危险的，应采取措施 加以防护。
◆感应过电压对110kV及以上的绝缘没有危险的，因为其
绝缘的冲击耐压水平高于500KV。
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3．１ 防雷装置的种类和作用
◆雷电流的幅值计算：
lgP I 108
式中 P－雷电流超过I（KA）的概率
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．１．2．3 雷电参数
(3) 雷电流的波形 雷电流的幅值随气象条件相差很大，但雷电流的波形却基
本一致。 雷电的极性有正右负，根据实测结果，负雷约占85％左右。
◆特点：
具有冲击特性
◆避雷针、线、网、带都只是接闪器。 除避雷器外，它们都是利用其高出被保护物的突出地位，
把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄人 大地，使被保护物免受雷击。
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1．3 常用防雷装置的种类和作用
◆(1)避雷针 利用尖端放电原理，使其保护范围内所有电气设备或建筑
第3章 防雷保护
3．１ 防雷装置的种类和作用 3．２ 电力设施和建筑物的防雷 3．３ 防雷装置的安装与维护
思考题
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1 防雷装置的种类与作用 3．1．1 过电压及其分类
在正常运行时，电力系统电气设备的绝缘处于额定电
压作用下。但是，由于雷击和操作等原因，电力系统中某 些部分的电压可能升高至大大超过正常状态下的数值。
物免遭直击雷的破坏。 ◆(2)避雷线（架空地线）
避雷线主要用来保护输电线路。 ◆(3)避雷器
(1)直接雷过电压 ◆概念：雷云直接击中房屋、杆塔、电力装置等物体时，强
大的雷电流流过该物体而泄入大地，在该物体上将产生很高 的电压降，称为直接雷过电压。
◆防护措施：避雷针、避雷线、避雷带或避雷网 (2)感应雷过电压
◆概念：当雷击设备或架空线路附近地面时，在设备或导线 上由于静电感应和电磁感应而产生的过电压，称为感应雷过 电压（图3-2）。
波长值大致在40μs左右
波头长度大致在l～4μs范围内
波头波形可取半余旋弦波形或可编斜辑p角pt 波形
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1．3 常用防雷装置的种类和作用
防雷工作： ◆电气设备防雷……发电厂、变配电所和架空电力线路的 防雷； ◆建筑物防雷……工业和民间
防雷装置的构成： 接闪器、引下线和接地装置。
3．1．2．2大气过电压的基本形式
(3)侵入波过电压
◆概念：指由于架空线路或架空金属管道上遭受直接雷
或感应雷而产生的高压冲击雷电荷，可能沿线路或管道侵
入室内。
3．１．2．3 雷电参数
Fra Baidu bibliotek
(1)雷暴日
◆雷暴日：在一天内只要听到雷声就算一个雷暴日，用
来统计雷电活动频繁度。
◆年雷暴日：全年雷暴日的总和
少雷区……年平均雷暴日不超过15日的地区
◆形成积云 大气中的水蒸气和地面的湿气受热上升，在空中不同冷、
热气团相遇，凝结成水滴或冰晶，形成积云。
◆形成雷云 积云运动，使电荷发生分离，亦即在上下气流的强烈摩
擦和撞击下，形成带正、负不同电荷的积云，也即雷云。
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1．2．1雷电的形成 ◆静电感应
由于静电感应，带电的雷云临近地面时，对大地或电气
3．1．1．2内部过电压 ◆概念：由于电力系统内部电磁能量的转换或传送引起的
过电压，称为内部过电压。
◆例如：断路器分与合、负荷剧变、线路断线、短路与 接地等故障引起的过电压。
◆特点：它与电力系统本身运行情况有关，幅值一般不 是很大。
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1．2 雷电特性 3．1．2．1雷电的形成
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1．2．2大气过电压的基本形式 (2)感应雷过电压
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1．2．2大气过电压的基本形式 (2)感应雷过电压
在主放电前，先导通道的密集电荷在线路上感应出大量 的、极性相反的束缚电荷。
主放电开始后，先导中的电荷被迅速中和。
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1．2．1雷电的形成
◆主放电 主放电的温度可达20000℃，使周围的空气猛烈膨胀，并 出现耀眼的光亮和巨响，称为雷电。主放电到达云端就已结 束。
◆余光放电 云中的残余电荷，经主放电通道下来与地上的电荷中和， 称为余光放电过程。
余光阶段的电流不大，但持续时间较长。
概念：对电气设备绝缘造成危险的电压升高，称为过 电压。
类型： ◆大气过电压 ◆内部过电压
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3．１ 防雷装置的种类和作用
3．1．1．1大气过电压（雷电过电压、外部过电压） ◆概念：由于雷云放电或雷电感应引起的过电压，称为大
气过电压,又称为雷电过电压。 ◆特点：它与电力系统本身运行情况无关，幅值很大。
设备将感应出与雷云极性相反的电荷，二者之间形成了一个 巨大的“电容器”。
◆先导放电
雷云中电荷积聚到足够数量时，电场强度达到25～ 30kV／cm时，就会使正、负雷云之间或雷云与大地之间的 空气绝缘击穿，而发出先导放电。
◆主放电
当先导放电到达另一雷云或大地时，就产生强烈的“中
和”作用，出现强大的电流，其值可达数十至数百千安。该 电流称为雷电流，这一过程称为主放电过程。