雷电及防雷装置

1、1- -2 2- - -3 3- -感应雷过电压一般不会超过感应雷过电压一般不会超过 500kV500kV，故对，故对 35kV 35kV 及以下及以下电压等级的绝缘是有危险的，电压等级的绝缘是有危险的，而对而对 110kV 110kV 以上的设备，以上的设备，绝缘最小冲击耐压水平通常绝缘最小冲击耐压水平通常已高于此值，一般不会产生已高于此值，一般不会产生危害。危害。- -4 4- -水蒸汽水蒸汽水水太阳太阳水滴或冰晶水滴或冰晶上升冷却上升冷却- -5 5- -大气压下均匀空气间隙的击大气压下均匀空气间隙的击穿场强：穿场强： 30kV/cm- -6 6- -先导末跃主放电余辉放电- -7 7-

2、 - -8 8- -先导发展的模型- -9 9- -812 10 J=55kW h2WVQ50 6 1000300,000MWPUI - -1010- - -1111- -少雷区 15日40日90日多雷区多雷区雷电活动特殊强烈地区中雷区- -1212- -全国全国5353年（年（1954-20061954-2006）平均雷暴日数分布图）平均雷暴日数分布图- -1313- - -1414- - -1515- -lg108Ip p雷电流超过I的概率DL/T620-1997 交流电交流电气装置的过电压保护和气装置的过电压保护和绝缘配合绝缘配合lg88Ip 西北地区lg44Ip - -1616- -

3、-1717- -陡度陡度= =幅值幅值波头时间波头时间- -1818- -0()ttiI ee(1 cos)2Iit- -1919- -0()ttiI ee(1 cos)2Iit双指数波双指数波斜角平顶波斜角平顶波等效余弦波等效余弦波- -2020- - -2121- -接闪器（直径10-12 mm圆钢）引下线（直径6 mm圆钢）接地器（多跟角钢打入地下并联后与引下线相连)- -2222- - -2323- -xxh()rhhpxxh(1.52)rhhpx/2hhx/2hh30hm30120mhmh5.5/phph：高度修正系数h1p - -2424- -0hx0 x/71.5()hhDpbh

4、h两针间距离与针高之比 D / h 不宜大于5- -2525- - -2626- -xxh0.47()rhhpxxh(1.53)rhhpx/2hhx/2hh- -2727- -0h/4hhDp0 0 点的高度点的高度h h0 0： 0 0 点高度；点高度；h h： 避雷线的高度；避雷线的高度；D D： 两根避雷线间的水平距离；两根避雷线间的水平距离；P Ph h： 高度修正系数，含义同前。高度修正系数，含义同前。- -2828- -保护角保护角 - -2929- - -3030- - -3131- - -3232- -1主间隙； 2辅助间隙- -3333- - -3434- - -3535-

5、-单个火花间隙为均匀电场，其伏秒特性平单个火花间隙为均匀电场，其伏秒特性平坦坦( (冲击系数约等于冲击系数约等于1.11.1) )，保护性能好。，保护性能好。火火花花间间隙隙阀式避雷器的火花间隙由多个短间隙构成，由于工频电弧被分成很多短阀式避雷器的火花间隙由多个短间隙构成，由于工频电弧被分成很多短弧，易于熄灭弧，易于熄灭(80 A)(80 A)。通常单个间隙的工频放电电压有效值为。通常单个间隙的工频放电电压有效值为 2.7 2.7 3.0kV3.0kV。在过电压作用时，云母垫圈与电极间的空气隙中发生电晕，如同对间隙在过电压作用时，云母垫圈与电极间的空气隙中发生电晕，如同对间隙照射，缩短了间隙的

6、放电时间。照射，缩短了间隙的放电时间。切断比切断比= = 灭弧电压灭弧电压 间隙的工频耐压间隙的工频耐压 - -3636- - -3737- -冲击系数=长时间耐压 50%冲击击穿电压 对多个间隙的高压避雷器，其冲击系数kch 常小于1。(注意适用范围)- -3838- - -3939- -阀片的伏安特性伏安特性可表示为：kuC iCk：常数；：非线性系数，0 1，其值愈小愈好，一般取 0.2 。优点： 减小了截断波幅值； 限制了避雷器在流过大电流时的电压值 抑制了续流残压：避雷器流过一定幅值残压：避雷器流过一定幅值(普通阀式避雷器为普通阀式避雷器为 5 kA)、一定波形、一定波形(8/20

7、s)的冲击电流时，在阀片电阻上产生的最大压降，称为的冲击电流时，在阀片电阻上产生的最大压降，称为残压残压 ur 。残压与残压与灭弧电压之比叫做保护比灭弧电压之比叫做保护比，当然保护比的值越小越好。，当然保护比的值越小越好。- -4040- - -4141- - -4242- -金属氧化物阀片在正常工作电压下，通过的阻性电流很小，一般约为 10-15 A，接近绝缘状态。作用于阀片上的电压升高时，电流加大。把通过阀片的阻性电流为1mA 时，作用于避雷器上的电压 U1mA 为起始动作电压。由于氧化锌阀片有良好的非线性特性，在通过 10 kA 冲击电流时残压与U1mA 的比值一般不大于1.9，残压比(

8、简称压比)越小，其保护性能越好。- -4343- - -4444- - -4545- - -4646- - -4747- - -4848- - -4949- - -5050- - -5151- - -5252- - -5353- -接地装置接地装置接地体接地体接地线接地线- -5454- - -5555- -E00( ) ( )x rx rUxx dx接地电阻接地电阻/RU I- -5656- - -5757- -半球形接地体的接地电阻半球形接地体的接地电阻设金属半球的半径为r0 ，经它注入大地的电流为I，假定大地是电阻率（m）的均匀无限大半球体。距球心r处，厚度为dr的半球层的电阻dR应为：

9、2dd2rRr0020dd22rrrRRrr土壤总电阻- -5858- -4ln2lRld式中:土壤电阻率，m；l: 接地体长度，m；d: 接地体直径，m。(a) 单根； (b) 三根对扁钢d = b/2 ，b是扁钢宽度；对角钢d = 0.84b，b是角钢每边宽度。 可按并联计算，由于各接地体间流散电流互相屏蔽，需要可按并联计算，由于各接地体间流散电流互相屏蔽，需要引入一个利用系数引入一个利用系数，通常，通常 = 0.65 0.8。- -5959- -2(ln)2lRAldhl： 接地体的总长度，m；式中h：接地体埋设深度，m；A: 因屏蔽影响使接地电阻增加的系数d: 接地体直径，m。8.815.272.141.690.870.480.380A形状形状水平接地体的形状系数 A 值 - -6060- -0.440.5RlSS式中式中l ：接地体（包括水平与垂直）总长度，接地体（包括水平与垂直）总长度，m；S：接地网的总面积，接地网的总面积，m2。- -6161- - -6262- - -6363- - -6464- - -6565- - -6666- - -6767- - -6868- - -6969- - -7070- - -7171- - -7272- - -7373- - -7474- - -7575- - -7676- -/iiRR式中R：工频电流下电阻，；Ri：