雷电及防雷过电压-雷电的形成过程及危害(高电压技术)

过电压及防雷保护感应雷过电压危害感应雷过电压感应雷过电压是雷击线路附近大地，由于雷电通道周围空间电磁场的急剧变化，在导线上产生的过电压。过电压有两个分量，一个是电磁耦合分量，一个是静电感应分量感应雷过电压模型先导放电阶段在雷云放电的先导阶段，先导通道中充满了电荷，如左图。这些电荷对导线产生静电感应，在负先导附近的导线上积累了异号的正束缚电荷，而导线上的负电荷则被排斥到导线的远端感应雷过电压模型主放电阶段当先导到达附近地面时，主放电开始，先导通道中的电荷被中和，与之相应的导线上的束缚电荷得到释放，以波的形式向导线两侧运动，如左图所示感应雷过电压模型

感应雷过电压特点

感应雷过电压危害与直击雷过电压相比，感应雷过电压的波形较平缓，波头时间在几μs到几十μs，波长较长，对电力系统危害相对较小，但频次较高。由于感应雷过电压一般不超过400kV，感应雷对110kV及以上电压等级线路绝缘闪络影响不大，但仍能使35kV及以下电压等级线路绝缘闪络

通过本知识点的学习，使学生掌握感应雷电过电压的概念、模型及其危害，为后续输电线路防雷保护课程打好理论基础。过电压及防雷保护雷电参数雷电参数

雷电参数

雷电参数

雷电参数雷电流极性据统计，负极性雷占总数75-90%负极性的冲击过电压线路传播时衰减少，对设备危害大，计算时，一般按负极性雷来考虑为什么负极性雷占多数？雷电参数

雷电参数

雷电参数

雷电流的等值波形(a)双指数波；(b)斜角波；(c)半余弦波雷电参数

通过本知识点的学习，使学生掌握雷电的一些基本参数，理解各参数的意义和用途，为今后的课程学习打好基础。过电压及防雷保护雷电放电过程雷电雷电（lightning）雷电是自然界的一种常见现象，它由带电荷的雷云引起。在带有大量不同极性或不同数量的电荷的雷云之间、雷云和大地之间形成很强的电场，其电位差可达数十至数百兆伏。本质上属于长间隙放电的一种形式雷云带电云的形成水水蒸气水滴或冰晶云雷云带电强气流使云中水滴吹裂，较大的水滴带正电，较小的水滴带负电，小水滴同时被气流带走，使云中各部分带不同的电荷水在结冰时，冰粒会带正电，被吹走的水带负电带电过程也可能和他们吸收离子、碰撞或融合有关蒸发上升冷却聚集雷云带电雷云中的电荷分布一般不均匀，形成若干个电荷密集中心，每个电荷中心的电荷约为0.1-10C平均电场强度：1.5kV/cm实测雷云放电前的最大场强：3.4kV/cm大气压下均匀空气间隙的击穿场强：30kV/cm雷云放电过程先导主放电余辉放电雷云放电过程

雷云放电过程主放电迎面先导与下行先导相遇，发生强烈的中和过程，形成极大的电流，称为主放电，放电电流大，时间短余辉放电主放电结束后，雷云中剩余的电荷沿主放电通道下移，称为余辉放电。放电电流小，时间长雷云放电过程雷电是自然界的一种常见现象，本质上是长间隙放电。本节主要介绍雷电、雷云带电及雷云放电过程，让学生进一步认识雷电。过电压及防雷保护直击雷过电压危害直击雷过电压雷电放电作为一种强大的自然力的爆发是难以制止的，产生的雷电过电压可高达数百至数千kV，雷电过电压可分为直击雷过电压和感应雷过电压两种。直击雷过电压是由于雷电放电，强大的雷电流直接流经被击物产生的过电压特征流过被击物的电流大负极性雷过电压居多形成的过电压高常见形式雷击输电导线雷击线路档距中央雷击杆塔塔顶直击雷过电压模型

先导放电模型直击雷过电压模型彼得逊等效电路

直击雷过电压模型

直击雷过电压模型

直击雷过电压危害电效应破坏电性质的破坏作用，表现在雷击形成的数十万乃至数百万伏的冲击电压，畸变线路电压、电流；巨大的雷电流流入地下，会在雷击点接地周围的5~10m范围内形成极高的电压，可直接导致接地电压和跨步电压的触电事故。如雷击输电线路时，线路电压畸变严重直击雷过电压危害

直击雷过电压危害机械效应破坏机械性质的破坏作用，表现为被击物直接遭到破坏，甚至爆裂成碎片，这是由于巨大的雷电流通过被击物时，使被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分也急剧蒸发为大量气体，致使被击物破坏或爆炸。此外，同性电荷之间的斥力、电流拐弯处的