雷电及防雷装置(II)

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1、第8章雷电及防雷装置8.1雷电参数8.2避雷针、避雷线的保护范围8.3避雷器8.4接地装置8.1雷电参数1、雷电放电的等值电路：先导通道波阻抗电荷线密度主放电发展速度先导通道对地电位雷电流2、雷电流波形：①雷电流参数：电流峰值、波前时间、半峰值时间。雷电流峰值：为峰值超过的概率②表示方法：电流峰值、波前时间/半峰值时间波前时间：半峰值时间：例如：3、雷暴日与雷暴小时：雷暴日：一年中有雷暴的日数。雷暴小时：一年中有雷电的小时数。强雷区多雷区少雷区雷暴日>90雷暴日>40雷暴日<154、地面落雷密度和输电线路落雷次数：地面落雷密度：每一雷暴日、每平方千米地面遭受雷击

2、的次数。输电线路落雷次数：每100km的输电线路每年遭受雷击的次数。8.2避雷针、避雷线的保护范围对直击雷的防护措施：通常是装设避雷针或避雷线。作用：避雷针（线）高于被保护的物体，其作用是吸引雷电击于自身，并将雷电流迅速注入大地，从而使避雷针（线）附近的物体得到保护。保护范围：指具有0.1%左右雷击概率的空间范围。绘制方法：折线法：简单易用；滚球法：国际电工委员会推荐的方法。1、单支避雷针的保护范围：当时：当时：俯视图：根据rx画圆。高度影响系数2、两支等高避雷针的保护范围：两针外侧：与单支避雷针的相同。两针之间：通过两针顶点及点3的圆弧来确定。俯视图：根据bx

3、作两圆的切线。3、两支不等高避雷针的保护范围：两针外侧：与单支避雷针的相同。两针之间：先按单针做出高针1的保护范围；经过较低针2的顶点做水平线与之交与3；假设3为避雷针顶点，做出2、3两针间的保护范围。4、多支等高避雷针的保护范围：①三支避雷针：三支避雷针1、2、3形成的三角形的外侧保护范围分别按两支等高针的方法。②多支避雷针：先将其分成两个或几个三角形，然后按确定三支等高避雷针的方法计算。5、单根避雷线的保护范围：当时：当时：6、两根等高避雷线的保护范围：避雷线一般用于输电线路的直击雷保护，常用保护角的大小来表示其导线的保护程度。保护角：避雷线和边相导线的连线

4、与经过避雷线的垂直线之间的夹角。通常在之间。8.3避雷器避雷器作用：限制过电压以保护电气设备。避雷器类型：保护间隙管型避雷器阀型避雷器氧化锌避雷器主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和进线段保护。常用于变电所、发电厂的保护。1、保护间隙：结构：保护间隙被保护设备工作母线入侵波主间隙辅助间隙接母线绝缘子保护间隙被保护设备工作原理：当雷电波入侵时：过电压消失后：间隙先击穿，工作母线接地，避免了被保护设备上的电压升高，从而保护了设备。间隙中仍有由工作电压产生的工频电弧电流（称为续流），此电流是间隙安装处的短路电流，因间隙灭弧能力差，将引起断路器的跳闸。缺点：

5、保护间隙限制了过电压，保护了设备，但将造成线路跳闸事故，故一般与自动重合闸配合使用。2、管型避雷器：实质：一种具有较高熄弧能力的保护间隙。结构：环形电极棒形电极工作母线产气管内间隙外间隙特点：短路时的工频续流电弧的高温会使管内的产气材料分解出大量气体，管内压力升高，气体在高压力作用下由环形电极的开口孔喷出，形成强烈的纵吹，从而使工频续流在第一次过零时被切断。工作原理：当雷电波入侵时：内外间隙均被击穿。过电压消失后：短路电流的工频续流电弧使管内产生大量气体，形成纵吹，实现熄弧。缺点：伏秒特性较陡且放电分散性较大，而一般被保护设备的伏秒特性较平，二者不能很好的配合。

6、管型避雷器动作后工作母线直接接地形成截波，对被保护设备的绝缘不利。3、阀型避雷器：结构：保护间隙被保护设备工作母线入侵波电阻阀片间隙：冲击放电电压低于被保护设备的耐压强度。电阻阀片：阀片的电阻值与流过的电流有关，具有非线性特性。I↑→R阀片↓工作原理：正常时：间隙将电阻阀片与工作母线隔离，以免烧坏阀片。当系统出现过电压且其峰值超过间隙的放电电压时，间隙击穿，经阀片流入大地，因阀片的非线性，在阀片上产生的压降（残压）将得到限制，使其低于被保护设备的冲击耐压，设备就得到保护。过电压消失后，间隙中的工频续流仍流过避雷器。由于工频续流远小于冲击电流，阀片的非线性使间隙在

7、工频续流第一次过零时将电弧切断。4、氧化锌避雷器：①氧化锌阀片的特点：具有很理想的非线性伏安特性。ZnO避雷器线性电阻SiC避雷器理想避雷器②伏安特性区域划分：A区称为小电流区；B区称为非线性区，C区称为饱和区。④工作原理：正常时：阀片相当于绝缘体。当过电压超过一定值时，阀片“导通”，将冲击电流通过阀片泄入大地，此时其残压不会超过被保护设备的耐压值，达到过电压保护的目的。过电压消失后：阀片自动终止“导通”状态，恢复绝缘状态。（不存在电弧的燃烧与熄灭问题）被保护设备工作母线入侵波电阻阀片③结构：⑤氧化锌避雷器的优点：无间隙：在工作电压下ZnO实际上相当于一绝缘体，

8、工作电压不会烧坏阀片，不