【正文】 冷空氣相遇形成雨滴、冰雹等水成物，水成物在地球靜電場(chǎng)的作用下被極化，形成 熱雷云 。B ? 有必要對(duì)輸電線路 、 發(fā)電廠和變電所的電氣裝置的采取防雷保護(hù) 措施 。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本節(jié)內(nèi)容： ? 雷云的形成 ? 雷電放電過程 ? 有關(guān)的雷電參數(shù) ? 雷電過電壓的形成 返回 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 能產(chǎn)生雷電的帶電云層稱為 雷云 。當(dāng)上面所講的帶電云層一經(jīng)形成，就形成 雷云空間電場(chǎng) 。 雷暴日與該地區(qū)所在緯度、當(dāng)?shù)貧庀髼l件、地形地貌有關(guān) Td 15，少雷區(qū)； 40，多雷區(qū)； 90，強(qiáng)雷區(qū) NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2. 地面落雷密度 表征雷云對(duì)地放電的頻繁程度以地面落雷 密度（ ） 來表示 ， 是指每一雷暴日每平方公里地面遭受雷擊的次數(shù) 。據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 雷電流的 波頭 在 1～ 5 的范圍內(nèi) ， 多為～ ； 波長(zhǎng) 多在 20～ 100 的范圍內(nèi) ， 平均約為 50 ；按 DL/T 620— 1997標(biāo)準(zhǔn) ， 取 ， 為50 ， 記為 。在雷云放電的先導(dǎo)階段，先導(dǎo)通道中充滿了電荷，如圖 85（ a）所示當(dāng)先導(dǎo)到達(dá)附近地面時(shí)，主放電開始，先導(dǎo)通道中的電荷被中和，與之相應(yīng)的導(dǎo)線上的束縛電荷得到解放，以波的形式向?qū)Ь€兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，如圖 85（ b）所示。避雷針需有 足夠截面 的接地引下線和良好的 接地裝置 ，以便將雷電流安全可靠地引入大地。當(dāng) bx＞ rx時(shí)，取 bx＝ rx，求得 bx后，可按圖 87繪出兩針間的保護(hù)范圍。避雷線的防雷原理與避雷針相同，主要用于 輸電線路 的保護(hù)，也可用來保護(hù)發(fā)電廠和變電所，近年來許多國(guó)家采用避雷線保護(hù)500kV大型超高壓變電所。保護(hù)角是指避雷線和外側(cè)導(dǎo)線的連線與避雷線的垂線之間的夾角。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 避雷器 1 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 避雷器 2 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 保護(hù)間隙是一種簡(jiǎn)單的避雷器，按其形狀可分為：角型、棒形、環(huán)形和球型等，常用角形保護(hù)間隙如圖814所示 。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 圖 818 磁吹式火花間隙 2— 滅弧盒 3— 并聯(lián)電阻 4— 滅弧柵 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 多個(gè)間隙串聯(lián)電路中 ， 由于寄生電容存在 ， 滅弧過程工頻電壓在各個(gè)間隙上的分布是 不均勻 的 ， 將影響每個(gè)間隙作用的充分發(fā)揮 ，減弱了滅弧能力 。主要用于 輸電線路 的保護(hù)，也可用來保護(hù)發(fā)電廠和變電所。 實(shí)測(cè)證明 ， 感應(yīng)過電壓一般不超過300400kV， 對(duì) 35kV及以下水泥桿線路會(huì)引起一定的閃絡(luò)事故；對(duì) 110kV及以上的線路 ， 由于絕緣水平較高 ， 所以一般不會(huì)引起閃絡(luò)事故 。 雷電繞擊線路的電氣幾何模型如圖 824所示 。a)； — 建弧率； g — 擊桿率； — 超過雷擊桿塔頂部時(shí)耐雷水平的雷電流概率； — 超過雷繞擊導(dǎo)線時(shí)耐雷水平的雷電流概率； — 繞擊率 (包括平原和山區(qū) )。 圖 827雷擊獨(dú)立避雷針 1— 母線 2— 變壓器 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 雷電流經(jīng)避雷針及其接地裝置在避雷針 h高度處和避雷針的接地裝置上將出現(xiàn)高電位 UA(kV)和 UG(kV)。 圖 832 35kV～ 110kV變電所 進(jìn)線保護(hù)接線 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 4. 變壓器防雷保護(hù)的幾個(gè)具體問題 （ 1） 變壓器中性點(diǎn)防雷保護(hù) 。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 配電變壓器的防雷保護(hù)接線如圖 836所示，其 3～ 10kV側(cè)應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器 FS3～ 10或保護(hù)間隙來保護(hù)，構(gòu)成變壓器高壓側(cè) FS的接地端點(diǎn)、低壓繞組的中性點(diǎn)和變壓器金屬外殼三點(diǎn) 聯(lián)合接地 。 2) 采用進(jìn)線段保護(hù) ， 一般采用電纜段與排氣式避雷器配合的典型進(jìn)線段保護(hù) 。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2) 66kV及以上進(jìn)線有電纜段的 GIS變電所 66kV及以上進(jìn)線有電纜段的 GIS變電所，在電纜與架空線路的連接處應(yīng)裝設(shè)金屬氧化物避雷器 (FMO1)，其接地端應(yīng)與電纜的金屬外皮連接。 接地極和接地線合稱 接地裝置 。 本書還分別介紹了幾種典型接地極的接地電阻計(jì)算，請(qǐng)讀者仔細(xì)研讀。m； —— 考慮土壤干燥所取的季節(jié)系數(shù) ?NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ?接地按用途可分為： 工作接地、保護(hù)接地、防雷接地、靜電接地 ?大地具有一定的電阻率，電流以電流場(chǎng)的形式向大地作半球形擴(kuò)散，將沿大地產(chǎn)生 電壓降。 一般的作法是：除利用自然接地極以外 ， 根據(jù)保護(hù)接地和工作接地要求敷設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的接地網(wǎng) ， 然后再在避雷針和避雷器安裝處增加 3～ 5根集中接地極以滿足防雷接地的要求 。 設(shè)土壤電阻率為 ,大地內(nèi)的電流密度為 ,則大地中電場(chǎng)強(qiáng)度為 在靠近接地極處 ， 電流密度 和電場(chǎng)強(qiáng)度 最大 ， 離電流注入點(diǎn)愈遠(yuǎn) ， 地中電流密度和電場(chǎng)強(qiáng)度就愈小 ， 因此可以認(rèn)為在相當(dāng)遠(yuǎn) （ 約 20～ 40m） 處 ， 為零電位 。 對(duì) GIS常用的保護(hù)措施 : NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 小 結(jié) ?通常采用 耐雷水平和雷擊跳閘率 來表示一條線路的耐雷性能和所采用防雷措施的效果。 4) 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)有引出線時(shí) ， 中性點(diǎn)應(yīng)加裝避雷器保護(hù) ， 如電機(jī)繞組中性點(diǎn)并未引出 ， 則每相母線并聯(lián)電容應(yīng)增至 ～ 。 （ 1）旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)特點(diǎn) 1) 在相同電壓等級(jí)的電氣設(shè)備中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的絕緣水平是最低的。 （ 2） 三繞組變壓器的防雷保護(hù) 。 H?NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 為了防止避雷針與被保護(hù)的配電構(gòu)架或設(shè)備之間的空氣間隙 Sa被擊穿而造成反擊事故 ， 必須要求 Sa大于一定距離 ， 取空氣的平均耐壓強(qiáng)度為 500kV／ m；為了防止避雷針接地裝置和被保護(hù)設(shè)備接地裝置之間在土壤中的間隙 Se被擊穿 ， 必須要求 Se大于一定距離 ， 取土壤的平均耐電強(qiáng)度為 300kV／ m， Sa和 Se應(yīng)滿足下式要求 : Sa≥＋ Se≥ NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2. 侵入波過電壓的防護(hù) 變電所中限制雷電侵入波過電壓的主要措施是 裝設(shè)避雷器 。 確定輸電線路防雷方式時(shí) ， 還應(yīng)全面考慮線路綜合因素 ， 因地制宜地采取合理的保護(hù)措施 。 這時(shí) ， 雷電流沿閃絡(luò)通道入地 ， 但持續(xù)時(shí)間只有幾十 ， 線路斷路器來不及動(dòng)作 。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 設(shè)避雷線和導(dǎo)線懸掛的對(duì)地平均高度分別為 hg和 hc,若避雷線不接地 ， 則根據(jù)教材公式 (818)可求得避雷線和導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓分別為 和 。 ?保護(hù)間隙 ?排氣式避雷器 ?閥式避雷器 ?金屬氧化物避雷器 小結(jié) 返回 （本節(jié)完） NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)防雷保護(hù) 電力系統(tǒng)的防雷保護(hù)包括了線路、變電所、發(fā)電廠等各個(gè)環(huán)節(jié)。 圖 819 在間隙上并聯(lián)分路電阻 (a)標(biāo)準(zhǔn)火花間隙組（普通閥式避雷器） (b)原理圖 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 4. 金屬氧化物避雷