《雷電放電最終》PPT課件

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1、第七章雷電放電及防雷保護(hù)裝置張寧?福州大學(xué)電力系?13400558745§7.1雷電放電和雷電過電壓雷電科學(xué)發(fā)展歷史雷電科學(xué)的建立著名的風(fēng)箏試驗(yàn)（17世紀(jì)，富蘭克林）：240米長的纏繞鋼絲的麻繩上產(chǎn)生20cm的電火花高速攝影、記錄示波器、雷電定向定位儀等現(xiàn)代化測量技術(shù)一雷電放電過程基本過程：先導(dǎo)放電階段；主放電階段1先導(dǎo)放電通道；2強(qiáng)游離區(qū)；3主放電通道30kV/cm分級先導(dǎo)：多次先導(dǎo)?主放電的重復(fù)過程，每次間歇時間為幾十毫秒，放電次數(shù)一般為2~3次，最多為４０次雷電放電由帶電荷的雷云引起大多數(shù)的放電發(fā)生在雷云

2、之間－不危險少數(shù)的放電發(fā)生在雷云和大地之間－危險對地放電的雷云大多數(shù)帶負(fù)電荷，實(shí)測75％～90％理解以下幾點(diǎn)：雷云對地放電的實(shí)質(zhì)是雷云電荷向大地的突然釋放從電源性質(zhì)看，相當(dāng)于一個電流源的作用過程人們能夠測知的電量，重要是流過被擊物體的電流二雷電參數(shù)雷電活動頻率－雷暴日及雷暴小時地面落雷密度雷道波阻抗雷電流幅值雷電流的計(jì)算波形三雷電放電的計(jì)算模型開關(guān)S閉合前后對應(yīng)不同的雷電放電階段（先導(dǎo)放電和主放電），A點(diǎn)電位發(fā)生變化，從零突升到u=iZ先導(dǎo)放電通道具有分布參數(shù)特征，稱為雷電通道，其波阻抗為Z(300?)主放電過

3、程，自雷云通過雷電通道向地面?zhèn)鞑サ碾姶挪ǎ╱0、i0）到達(dá)A點(diǎn)由c圖得出其彼德遜等值電路三雷電放電的計(jì)算模型能夠測知的電量，主要是流過被擊物的電流。跟據(jù)計(jì)算模型（電流源模型）推出雷電波的參數(shù)國際上定義雷擊小接地阻抗物體時，流過該物體的電流定義為雷電流2i0Z0ZA雷電流源被擊電路四感應(yīng)過電壓在雷電放電的先導(dǎo)階段（假設(shè)為負(fù)先導(dǎo)），線路處于雷云及先導(dǎo)通道與大地構(gòu)成的電場之中。由于靜電感應(yīng)，最靠近先導(dǎo)通道的一段導(dǎo)線上感應(yīng)形成形成束縛電荷主放電開始以后，先導(dǎo)通道中的負(fù)電荷自下而上被迅速中和。相應(yīng)電場迅速減弱，使導(dǎo)線上的

4、正束縛電荷迅速釋放，形成電壓波向兩側(cè)傳播由于主放電的平均速度很快，導(dǎo)線上的束縛電荷的釋放過程也很快，所以形成的電壓波u＝iZ幅值可能很高。這種過電壓就是感應(yīng)過電壓的靜電分量感應(yīng)雷電過電壓與相鄰導(dǎo)線間的過電壓的區(qū)別感應(yīng)雷電過電壓的極性與雷云的極性相反，相鄰導(dǎo)線間的感應(yīng)過電壓的極性與感應(yīng)源同極性感應(yīng)雷電過電壓發(fā)生在主放電階段，相鄰導(dǎo)線間的感應(yīng)過電壓與感應(yīng)源同時發(fā)生感應(yīng)雷電過電壓的波前平緩、波長較長感應(yīng)雷電過電壓在三相導(dǎo)線上同時發(fā)生，且數(shù)值相等§7.2防雷保護(hù)裝置一避雷針和避雷線基本原理保護(hù)范圍繞擊率一避雷針和避雷線

5、電力系統(tǒng)中需要安裝直接雷擊防護(hù)裝置，廣泛采用的即為避雷針和避雷線（又稱架空地線）。避雷針適宜用于變電所、發(fā)電廠這樣相對集中的保護(hù)對象；避雷線適宜用于象架空線路那樣伸展很廣的保護(hù)對象?；驹懋?dāng)雷云放電接近于地面時它使地面電場發(fā)生畸變，在避雷針（線）的頂端，形成局部電場強(qiáng)度集中的空間，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針（線）放電，再通過接地線和接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物體免遭雷擊保護(hù)范圍保護(hù)范圍：表示避雷裝置的保護(hù)效能，保護(hù)范圍是相對的，每一個保護(hù)范圍都有規(guī)定的繞擊（概）率，繞擊指的是雷

6、電繞過避雷裝置而擊中被保護(hù)物體的現(xiàn)象。我國有關(guān)規(guī)程所推薦的保護(hù)范圍對應(yīng)于0.1％的繞擊率。(一)單支避雷針h–避雷針高度P–高度修正系數(shù)當(dāng)h<30m時,P＝1當(dāng)30m

7、單根避雷線方法確定；兩線內(nèi)側(cè)的保護(hù)高度由兩線及保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)O的圓弧來確定。二避雷器的基本原理避雷器是用以限制由線路傳來的雷電過電壓或由操作引起的內(nèi)部過電壓的一種電氣設(shè)備避雷器的保護(hù)原理與避雷針不同。它實(shí)質(zhì)上是一種放電器，并聯(lián)連接在被保護(hù)設(shè)備附近，當(dāng)作用電壓超過避雷器的放電電壓時，避雷器即先放電，限制了過電壓的發(fā)展，從而保護(hù)了其他電氣設(shè)備免遭擊穿損壞1.保護(hù)間隙2.管式（排氣式）避雷器3.閥型避雷器4.氧化鋅避雷器避雷器有以下四種類型：1—保護(hù)間隙2—排氣式避雷器3—閥型避雷器4—氧化鋅避雷器5—被保護(hù)

8、電器設(shè)備避雷器保護(hù)作用原理示意具有良好的伏秒特性，以易于實(shí)現(xiàn)合理的絕緣配合應(yīng)有較強(qiáng)的絕緣強(qiáng)度自恢復(fù)能力，以利于快速切斷工頻續(xù)流，使系統(tǒng)得以繼續(xù)運(yùn)行避雷器的基本要求(a)(b)(c)1——電氣設(shè)備的伏秒特性，2——避雷器的伏秒特性避雷器與電氣設(shè)備的伏秒特性配合圖（一）保護(hù)間隙保護(hù)間隙與被保護(hù)絕緣并聯(lián)，它的擊穿電壓比后者低，使過電壓波被限制到保護(hù)間隙的擊穿電壓Ub。缺點(diǎn)：1）伏秒特性很陡；