【正文】 落過程中繼續(xù)發(fā)生碰撞，帶負電荷。 當電場擊穿空氣時，就產(chǎn)生了雷電。 雷云剛開始放電時，線狀雷電自雷云邊緣以每級 10~200m 的長度逐級朝地面伸展，速率大約為107m/s，級與級的間隙時間在 10~100181。s，而速度則能達到 2107~108m/s 。福建農(nóng)林大學金山學院本 科畢業(yè)設計說明書 3 時間雷云大地20, 000 μ s 1000 μ s 1000 μ s分級先導第一次主放電箭狀先導 箭狀先導第三次主放電100 μ s 100 μ s 100 μ s0. 03s 0. 03stt第二次主放電先導電流主放電電流 圖 21 負雷云對地放電的過程和電流波形 雷暴日和雷暴小時 在雷電產(chǎn)生頻率的統(tǒng)計中，常將聽到雷聲的日子定義為雷暴日，并對一年當中雷暴日進行統(tǒng)計。在防雷設計中，雷暴日也是一個重要的考慮因素，應據(jù)此因地制宜。 我國有制定明文的標準，在年平均雷暴日 40 天的地區(qū)，γ = 次 /（平方公里 福建農(nóng)林大學金山學院本 科畢業(yè)設計說明書 5 3 雷電過電壓分類及其原理 一般電力系統(tǒng)和建筑物的防雷措施主要有防直擊雷、防雷電感應、防雷電波入侵和電流引發(fā)高壓反擊等幾種。 圖 31 為 感應雷過電壓的形成 過程 示意圖，圖中設輸電線路上空出現(xiàn)帶負電荷的雷云。 導線dh x?? ??? ?? ?? ?? ??? ?? ? ??導線x?? ??? ?? ?? ?? ???? ?? ?? ??ExES雷云S雷云主放電前主放電后)( a )( bdh導線高度 雷擊點與導線間的距離Sdh 圖 31 感應雷過電壓的形成過程 雷擊線路附近大地時線路上的感應過電壓 根據(jù)我國相關規(guī)定，在雷擊位置距電線超過 65m 的情況時，電線所 產(chǎn)生的感應過電壓峰值 Ug 計算方法如下： 福建農(nóng)林大學金山學院本 科畢業(yè)設計說明書 6 ）（ VIU L ksh25 dg ? （ 31) 其中， IL為雷電流幅值， kA； hd為導線高度， m； s為雷擊點離導線的距離， m。設輸電線離地高度平均值 hd，避 雷線離地高度平均值 hb，在避雷線不接地的情況下可根據(jù)（ 31）式分別計算得出輸電線與避雷線各自的感應過電壓 Ugd、 Ugb： sh25 dgd LIU ? （ 32） sh25 bgb LIU ? （ 33） 在實際情況中，避雷線需經(jīng)過桿塔接入地面，因此其電位為 0。通過下式進行不超過 40m 高度的避雷線缺省線路中輸電線感應過電壓峰值計算： dgd ah?U （ 35） 上式中， a 是感應過電壓系數(shù)，單位： kV/m， a≈ IL/。為了使電力設備、建筑物及其內(nèi)部設施減小或避免受到雷擊的傷害，必須采取一定的防護措施。 chRchRgtLgtigtibL2bL22bi2biLiLibLbigtL 圖 32 雷擊塔頂雷電流的等值電路 由于避雷線的分流作用， igt小于 iL，則 Liigt ?? （ 37） 其中，β為塔桿的分流系數(shù)。則輸電線總電位值計算如下： ）（ k1ahk dtdd UU ? （ 39） 塔頂電位和導線電位之差即是線路絕緣子上兩端電壓，取 LI? ， 代入（ 38）則線路絕緣子上的電壓值 Uj的計算如下： ））（（ dgtchj ??? LRIU L ??（ 310） 低于 220kV 的電路中，工作電壓在總電壓中比例較小，影響也較小，可直接忽略，因此 計算當中忽略輸電線的工作電壓。 則可知為確保間隙不被擊穿，空氣間距 s 需滿足下列條件： ）（ ??S （ 313） 雷繞擊導線 輸電線路中避雷線的安裝并不能百分百的避免輸電線直接遭受雷擊事故的發(fā)生，繞擊將有較低的幾率發(fā)生 ，具有較大的危害性。取式（ 3－ 10）中 Uj的值為 U50%時，雷擊桿塔時的耐雷水平 I1便可計算得到： ））（（ dgtch%501??? ??? LRUI （ 41） 根據(jù)（ 41）可得出 k 越小越容易出現(xiàn)反擊，因而計算對象需選擇距離避雷線較遠的輸電線。而降低桿塔接地阻 Rch 亦可以對一般高度桿塔的輸電線路的耐雷水平有較大的提高。 忽略避雷線和輸電線間發(fā)生的耦合與桿塔接地的影響，可認為當繞擊發(fā)生時，雷電流波取值 i/2，通過波阻抗為 Z0 的主放電通道傳到點 A。 Ai210ZdZ dZi0Z2dZAuAi)( a )( b 圖 4－ 1 繞擊導線的等值電路 流經(jīng)雷擊點 A的電流 iA為 2/ii d00ZZ ZA ?? (44) 導線上的電壓 uA為 福建農(nóng)林大學金山學院本 科畢業(yè)設計說明書 12 d0d0d 2i2iu ZZ ZZZAA ??? （ 45） 其幅值 UA為 d0d02 ZZ ZZIU LA ?? （ 46） 由式（ 46）可得出，繞擊時雷電流同輸電線上的電壓之間成正比例關系，兩者將同時增大。 建弧率 建弧率η是沖擊閃絡成功轉變成穩(wěn)定工頻電弧的幾率。 （ 1）雷擊桿塔時的跳閘率 每百公里線路年均（ 40個雷電日為一周期）所受的雷擊次數(shù) N為 年）（）次（）（ ?????? km1 0 0/ 0 01 0 0 0h4b ?TN （ 412） 其中，γ＝ 次 /（平方公里 （ 3）線路跳閘率 由以上分析可得知，若線路總跳閘率為 n，則線路的總跳閘率計算結果為： ?? ）（ 2121 gnnn PPPN ????? （ 415） 福建農(nóng)林大學金山學院本 科畢業(yè)設計說明書 15 5 常見防雷措施 為了保證輸電過程的安全有效，避免雷電災害對輸電的影響，針對雷害產(chǎn)生的各個因素所采取的相應措施即輸電線路的防雷措施。 雷電放電避雷線雷電過電壓提高耐雷水平措施線路絕緣沖擊閃絡降低建弧率的措施工頻電弧斷路器跳閘自動重合閘供電中斷 圖 51 線路雷害事故的發(fā)展過程及防護措施 （ 1）架設避雷線 架設避雷線是當今主要防雷措施中最基本的方法之一，采用避雷線的引流和分流，保護輸電線免于受到直接雷擊，減少進入桿塔的雷擊電流，并使塔頂電位下降，減小絕緣子上的過電壓，是較為有效的一種手段，已經(jīng)受到了廣泛的使用。 m的地區(qū)，所以需要另外添加人工接地裝置。這種情況下，僅需保證一條回路不發(fā)生跳閘，于是便出現(xiàn)了不平衡絕緣的措施，即使其中一條回路的三相絕緣子片數(shù)較少。這不僅是因為線路絕緣具有自恢復功能，同時，線路絕緣也不會發(fā)生永久性的損壞或者老化。該方法多用于單相線路，而多相線路中，由于單相導線的閃絡并不能引起線路跳 閘，而閃絡的輸電線亦可作為地線提升未閃絡線路的耐雷水平。 （ 8）安裝線路避雷器 線路避雷器常用于雷電過電壓極大或線路絕緣極弱的線路中。 福建農(nóng)林大學金山學院本 科畢業(yè)設計說明書 17 6 針對 220kV 輸電線路選擇的防雷措施 根據(jù)傳統(tǒng)的運行經(jīng)驗，雷擊跳閘事故占到架空輸電線路所發(fā)生的跳閘事故總數(shù)的十分之一到五分之一。避雷線在每基桿處接地，架設雙根避雷線，將避雷線經(jīng)過一個小間隙與桿塔絕緣起來，當雷擊過電壓過高時就可擊穿間隙，起到降壓的作用。圖 61所示為等高避雷線的保護范圍和保護角。棒類復合絕