第12章電力系統(tǒng)防雷保護(hù)(12-1)

1、112.12.電力系統(tǒng)防雷保護(hù)電力系統(tǒng)防雷保護(hù)212.1 12.1 雷電過電壓的成因及其特點(diǎn)雷電過電壓的成因及其特點(diǎn)雷云：雷云：一、雷電放電的三個(gè)階段一、雷電放電的三個(gè)階段帶電的云帶電的云( (是產(chǎn)生雷電放電的先決條件是產(chǎn)生雷電放電的先決條件) )34一、雷電放電的三個(gè)階段一、雷電放電的三個(gè)階段 先導(dǎo)放電：先導(dǎo)放電： E 30kV/cm E 30kV/cm 主放電主放電: :（約（約5050 100s 100s ）電流極大電流極大（ 數(shù)十上百千安）數(shù)十上百千安） 余輝放電余輝放電: :v特點(diǎn)：特點(diǎn)：電流不大電流不大（數(shù)百安）（數(shù)百安）持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)（ 0.030.03 0.15s0.

2、15s）v特點(diǎn)：特點(diǎn)：存在時(shí)間極短存在時(shí)間極短56二、雷電參數(shù)二、雷電參數(shù)l雷電流幅值雷電流幅值雷電流波形雷電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發(fā)生雷電放電的天數(shù)一年中發(fā)生雷電放電的天數(shù)規(guī)程規(guī)定：規(guī)程規(guī)定：T T151515 T15 T404040 T40 T909090 T90 T少雷區(qū)少雷區(qū) 中雷區(qū)中雷區(qū) 多雷多雷區(qū)區(qū) 強(qiáng)雷強(qiáng)雷區(qū)區(qū)( (衡量雷電活動(dòng)頻繁的程度衡量雷電活動(dòng)頻繁的程度) ) 標(biāo)準(zhǔn)雷暴日：標(biāo)準(zhǔn)雷暴日：4040雷電的極性雷電的極性72. 2. 雷電流幅值雷電流幅值44lgIP88lgPIT 20T 20日日 T

3、 T 20 20日日 83. 3. 雷電流的波形和最大陡度雷電流的波形和最大陡度t t: : 波頭時(shí)間（波前時(shí)間）波頭時(shí)間（波前時(shí)間）: : 波長(zhǎng)（半峰值時(shí)間）波長(zhǎng)（半峰值時(shí)間） 1 1 4 s 4 s 平均平均2.6 s2.6 s 2 02 0 100 s 100 s 多為多為40 s40 s 9 平頂斜角波平頂斜角波陡度陡度 a= I/a= I/t t= I/2.6 kA /s = I/2.6 kA /s 防雷設(shè)計(jì)中取防雷設(shè)計(jì)中取 Iittt / /2.6 / 40 s 2.6 / 40 s t104. 雷電的極性雷電的極性雷云下行到大地的電荷的極性雷云下行到大地的電荷的極性實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)：實(shí)測(cè)

4、統(tǒng)計(jì)：90%是負(fù)極性是負(fù)極性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數(shù)每雷暴日每平方公里地面落雷次數(shù) 實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)得實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)得:0.07 0.07 次次/ /平方公里平方公里雷暴日雷暴日6. 6. 線路每百公里每年的雷擊次數(shù)線路每百公里每年的雷擊次數(shù)N N T100 10004hwN4010007010004hw.)(.hw4280次次/100/100公里公里年年127 . 7 . 每個(gè)變電站每年的雷擊次數(shù)每個(gè)變電站每年的雷擊次數(shù)例例 某變電站的長(zhǎng)度、寬度和高度分別為某變電站的長(zhǎng)度、寬度和高度分別為 400m400m、500m500m和和25m25m，該地區(qū)

5、雷暴日為，該地區(qū)雷暴日為40 40 ，K=1, K=1, 求該變電站每年的雷擊次數(shù)求該變電站每年的雷擊次數(shù)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選擇性雷選擇性雷擊系數(shù)擊系數(shù)一般一般K=1131. 1. 雷直擊于架空輸電線的直擊雷過電壓雷直擊于架空輸電線的直擊雷過電壓422IZZIUAA A三、雷電過電壓的形成三、雷電過電壓的形成142.2.雷直擊于線路桿塔時(shí)的直擊雷過電壓雷直擊于線路桿塔時(shí)的直擊雷過電壓iotRIIhLU6 . 2iotRidtdihLu153 .3 .架空線路上的感應(yīng)雷過電壓架空線路上的感應(yīng)雷過電壓16v影響因素：影響因素： SEQ SEQg g I Q云云E Q束束

7、 hC hC1111v感應(yīng)過電壓的大小感應(yīng)過電壓的大小(kV)(kV)( (實(shí)測(cè)得實(shí)測(cè)得) )(kV(kV） 當(dāng)當(dāng)S65mS65mS65m時(shí)時(shí) ( (雷擊輸電線路附近地面雷擊輸電線路附近地面) )SIhUg256 . 2IhUgUgUg= Qg/C11Ug17v感應(yīng)雷過電壓的特感應(yīng)雷過電壓的特點(diǎn)點(diǎn)極性與雷電流的極性相反極性與雷電流的極性相反幅值不高幅值不高 一般不超過一般不超過 300300 400kV400kV不會(huì)引起相間絕緣閃絡(luò)不會(huì)引起相間絕緣閃絡(luò)184 . 4 . 流動(dòng)波過電壓流動(dòng)波過電壓 電纜電纜 Z 50 Z 50 ooCL 1 -波阻抗波阻抗 -波速波速 架空線架空線 Z 500Z

8、 50000CLZiu 300 m/s = C300 m/s = C 19 12.2 12.2 防雷保護(hù)裝置防雷保護(hù)裝置一一. .避雷針避雷針引 下 線6 m m接 地 體 接 閃 器 1 0 1 2 m m1.1.避雷針的結(jié)構(gòu)避雷針的結(jié)構(gòu)202122 避雷針的作用避雷針的作用: :引雷引雷 、泄雷、泄雷 23 避雷針的保護(hù)范圍避雷針的保護(hù)范圍: :v單支單支避雷針的保護(hù)范圍避雷針的保護(hù)范圍被保護(hù)物不遭雷擊的某個(gè)空間范圍被保護(hù)物不遭雷擊的某個(gè)空間范圍24在被保護(hù)物高度在被保護(hù)物高度h hx x的水平面上的保護(hù)半徑的水平面上的保護(hù)半徑r rx x當(dāng)當(dāng)h hx x h/2 h/2時(shí)時(shí) r rx x

9、(h- h(h- hx x )p=h )p=ha ap p當(dāng)當(dāng)h hx x 0 0時(shí)時(shí) r rx x1.5 hp1.5 hp當(dāng)當(dāng)h hx x h/2 h/2時(shí)時(shí) r rx x(1.5 h-2h(1.5 h-2hx x)p)p 避雷針的高度避雷針的高度系數(shù)系數(shù)hp5 . 525D7 hp 兩支等高避雷針聯(lián)合保護(hù)范圍兩支等高避雷針聯(lián)合保護(hù)范圍pDhh70026 與與 的關(guān)系的關(guān)系PhDa)(xb27phphhraxx47.0)(47.0phhrxx)53.1(2hhx2hhx時(shí)時(shí)時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng) 當(dāng)當(dāng)二、避雷線二、避雷線 單根避雷線單根避雷線 的保護(hù)范圍的保護(hù)范圍28PDhh40 兩根避雷線的保護(hù)范圍兩根

10、避雷線的保護(hù)范圍29 避雷線的保護(hù)角避雷線的保護(hù)角 30三三. .避雷針避雷針( (線線) )使用中的注意事項(xiàng)使用中的注意事項(xiàng)1.1.防止反擊防止反擊 5m 3maShRSia1 . 02 . 0aSieRS3 . 0eS312.跨步電勢(shì)與跨步電壓跨步電勢(shì)與跨步電壓22rTIEk2r26 6TIRRERRbbkbbku32v 跨步危險(xiǎn)跨步危險(xiǎn) 區(qū)半徑區(qū)半徑r:r:)6(22bbRrTII10)6(2bRTIr假設(shè)：假設(shè)： I Ib b= =10A10A, ,T=0.8mT=0.8m,R,Rb b= =15001500, , =100.m =100.m , , I=100kAI=100kA 則則

11、mr7 .710)10061500(28 .0100101003v 流過人體流過人體 的電流的電流I Ib b: :人體安全人體安全電流電流33 避雷針及其接地裝置與道路或出避雷針及其接地裝置與道路或出 入口的距離不宜小于入口的距離不宜小于3m3m 鋪碎石或?yàn)r青路面鋪碎石或?yàn)r青路面(5(5 8cm)8cm)34嚴(yán)禁在裝有避雷針嚴(yán)禁在裝有避雷針, ,避雷線的構(gòu)架物上架設(shè)避雷線的構(gòu)架物上架設(shè)未采取保護(hù)措施的通信線未采取保護(hù)措施的通信線, ,廣播線和低壓線廣播線和低壓線. .3. 3. 關(guān)于高電位引入問題關(guān)于高電位引入問題35 靜電感應(yīng)過電靜電感應(yīng)過電壓壓. .221212CCCuuNssu4. 關(guān)于感應(yīng)的問題關(guān)于感應(yīng)的問題36dtdiabaCdtdiM