第12章电力系统防雷保护(12-1)

1、112.12.电力系统防雷保护电力系统防雷保护212.1 12.1 雷电过电压的成因及其特点雷电过电压的成因及其特点雷云：雷云：一、雷电放电的三个阶段一、雷电放电的三个阶段带电的云带电的云( (是产生雷电放电的先决条件是产生雷电放电的先决条件) )34一、雷电放电的三个阶段一、雷电放电的三个阶段 先导放电：先导放电： E 30kV/cm E 30kV/cm 主放电主放电: :（约（约5050 100s 100s ）电流极大电流极大（ 数十上百千安）数十上百千安） 余辉放电余辉放电: :v特点：特点：电流不大电流不大（数百安）（数百安）持续时间较长持续时间较长（ 0.030.03 0.15s0.

2、15s）v特点：特点：存在时间极短存在时间极短56二、雷电参数二、雷电参数l雷电流幅值雷电流幅值雷电流波形雷电流波形地面落雷密度地面落雷密度最大陡度最大陡度1.1.雷暴日（雷暴日（T T）: : 雷暴日雷暴日一年中发生雷电放电的天数一年中发生雷电放电的天数规程规定：规程规定：T T151515 T15 T404040 T40 T909090 T90 T少雷区少雷区 中雷区中雷区 多雷多雷区区 强雷强雷区区( (衡量雷电活动频繁的程度衡量雷电活动频繁的程度) ) 标准雷暴日：标准雷暴日：4040雷电的极性雷电的极性72. 2. 雷电流幅值雷电流幅值44lgIP88lgPIT 20T 20日日 T

3、 T 20 20日日 83. 3. 雷电流的波形和最大陡度雷电流的波形和最大陡度t t: : 波头时间（波前时间）波头时间（波前时间）: : 波长（半峰值时间）波长（半峰值时间） 1 1 4 s 4 s 平均平均2.6 s2.6 s 2 02 0 100 s 100 s 多为多为40 s40 s 9 平顶斜角波平顶斜角波陡度陡度 a= I/a= I/t t= I/2.6 kA /s = I/2.6 kA /s 防雷设计中取防雷设计中取 Iittt / /2.6 / 40 s 2.6 / 40 s t104. 雷电的极性雷电的极性雷云下行到大地的电荷的极性雷云下行到大地的电荷的极性实测统计：实测

4、统计：90%是负极性是负极性115 . 5 . 地面落雷密度地面落雷密度: : 每雷暴日每平方公里地面落雷次数每雷暴日每平方公里地面落雷次数 实测统计得实测统计得:0.07 0.07 次次/ /平方公里平方公里雷暴日雷暴日6. 6. 线路每百公里每年的雷击次数线路每百公里每年的雷击次数N N T100 10004hwN4010007010004hw.)(.hw4280次次/100/100公里公里年年127 . 7 . 每个变电站每年的雷击次数每个变电站每年的雷击次数例例 某变电站的长度、宽度和高度分别为某变电站的长度、宽度和高度分别为 400m400m、500m500m和和25m25m，该地区

5、雷暴日为，该地区雷暴日为40 40 ，K=1, K=1, 求该变电站每年的雷击次数求该变电站每年的雷击次数N.N.解：解： 次次/ /每所每所年年KKKK6 66 66 61 10 04 4h h) )4 4h h) )( (b b( (a a0 0. .2 28 81 10 04 4h h) )4 4h h) )( (b b( (a a4 40 00 0. .0 07 71 10 04 4h h) )4 4h h) )( (b b( (a aT TS ST TN N0 0. .0 08 84 41 10 02 25 5) )4 42 25 5) )( (5 50 00 04 4( (4 40

6、 00 00 0. .2 28 81 10 04 4h h) )4 4h h) )( (b b( (a a0 0. .2 28 8N N6 66 61K选择性雷选择性雷击系数击系数一般一般K=1131. 1. 雷直击于架空输电线的直击雷过电压雷直击于架空输电线的直击雷过电压422IZZIUAA A三、雷电过电压的形成三、雷电过电压的形成142.2.雷直击于线路杆塔时的直击雷过电压雷直击于线路杆塔时的直击雷过电压iotRIIhLU6 . 2iotRidtdihLu153 .3 .架空线路上的感应雷过电压架空线路上的感应雷过电压16v影响因素：影响因素： SEQ SEQg g I Q云云E Q束束

7、 hC hC1111v感应过电压的大小感应过电压的大小(kV)(kV)( (实测得实测得) )(kV(kV） 当当S65mS65mS65m时时 ( (雷击输电线路附近地面雷击输电线路附近地面) )SIhUg256 . 2IhUgUgUg= Qg/C11Ug17v感应雷过电压的特感应雷过电压的特点点极性与雷电流的极性相反极性与雷电流的极性相反幅值不高幅值不高 一般不超过一般不超过 300300 400kV400kV不会引起相间绝缘闪络不会引起相间绝缘闪络184 . 4 . 流动波过电压流动波过电压 电缆电缆 Z 50 Z 50 ooCL 1 -波阻抗波阻抗 -波速波速 架空线架空线 Z 500Z

8、 50000CLZiu 300 m/s = C300 m/s = C 19 12.2 12.2 防雷保护装置防雷保护装置一一. .避雷针避雷针引 下 线6 m m接 地 体 接 闪 器 1 0 1 2 m m1.1.避雷针的结构避雷针的结构202122 避雷针的作用避雷针的作用: :引雷引雷 、泄雷、泄雷 23 避雷针的保护范围避雷针的保护范围: :v单支单支避雷针的保护范围避雷针的保护范围被保护物不遭雷击的某个空间范围被保护物不遭雷击的某个空间范围24在被保护物高度在被保护物高度h hx x的水平面上的保护半径的水平面上的保护半径r rx x当当h hx x h/2 h/2时时 r rx x

9、(h- h(h- hx x )p=h )p=ha ap p当当h hx x 0 0时时 r rx x1.5 hp1.5 hp当当h hx x h/2 h/2时时 r rx x(1.5 h-2h(1.5 h-2hx x)p)p 避雷针的高度避雷针的高度系数系数hp5 . 525D7 hp 两支等高避雷针联合保护范围两支等高避雷针联合保护范围pDhh70026 与与 的关系的关系PhDa)(xb27phphhraxx47.0)(47.0phhrxx)53.1(2hhx2hhx时时时时当当 当当二、避雷线二、避雷线 单根避雷线单根避雷线 的保护范围的保护范围28PDhh40 两根避雷线的保护范围两根

10、避雷线的保护范围29 避雷线的保护角避雷线的保护角 30三三. .避雷针避雷针( (线线) )使用中的注意事项使用中的注意事项1.1.防止反击防止反击 5m 3maShRSia1 . 02 . 0aSieRS3 . 0eS312.跨步电势与跨步电压跨步电势与跨步电压22rTIEk2r26 6TIRRERRbbkbbku32v 跨步危险跨步危险 区半径区半径r:r:)6(22bbRrTII10)6(2bRTIr假设：假设： I Ib b= =10A10A, ,T=0.8mT=0.8m,R,Rb b= =15001500, , =100.m =100.m , , I=100kAI=100kA 则则

11、mr7 .710)10061500(28 .0100101003v 流过人体流过人体 的电流的电流I Ib b: :人体安全人体安全电流电流33 避雷针及其接地装置与道路或出避雷针及其接地装置与道路或出 入口的距离不宜小于入口的距离不宜小于3m3m 铺碎石或沥青路面铺碎石或沥青路面(5(5 8cm)8cm)34严禁在装有避雷针严禁在装有避雷针, ,避雷线的构架物上架设避雷线的构架物上架设未采取保护措施的通信线未采取保护措施的通信线, ,广播线和低压线广播线和低压线. .3. 3. 关于高电位引入问题关于高电位引入问题35 静电感应过电静电感应过电压压. .221212CCCuuNssu4. 关于感应的问题关于感应的问题36dtdiabaCdtdiM