【正文】 位 d/a 。 先導(dǎo)放電階段 主放電階段 余輝放電階段 雷電放電過程 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 圖 81 負(fù)雷云下行雷的過程 (a)負(fù)下行雷的光學(xué)照片描繪圖 (b)放電過程中雷電流的變化過程 返回 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 有關(guān)的雷電參數(shù) 雷電放電受氣象條件、地形和地質(zhì)等許多自然因素影響，帶有很大的隨機性，因而表征雷電特性的各種參數(shù)也就具有統(tǒng)計的性質(zhì)。 返回 視頻鏈接 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 作用于電力系統(tǒng)的雷電過電壓最常見的（ 約 90%） 是由帶負(fù)電的雷云對地放電引起 ， 稱為負(fù)下行雷 ， 下面以負(fù)下行雷為例分析雷電放電過程 。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 。 水在結(jié)冰時，冰粒會帶正電，沒有結(jié)結(jié)冰的被風(fēng)吹走小水珠將帶負(fù)電，這是 水滴結(jié)冰效應(yīng) 。 雷云的形成 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 雷云的形成過程是綜合性的。太陽的熱輻射使地面部分水分化為蒸汽，含水蒸汽的空氣受到熾熱的地面烘烤而上升，會產(chǎn)生向上的熱氣流。 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 。黎赫曼（ Phxmah）等，如著名的富蘭克林風(fēng)箏實驗，第一次向人們揭示了雷電只不過是一種 火花放電 的秘密，他們通過大量實驗取得卓越成就，建立了現(xiàn)代雷電學(xué)說，認(rèn)為雷擊是云層中大量陰電荷和陽電荷迅速中和而產(chǎn)生的現(xiàn)象。羅蒙諾索夫（ Jiomohocob）、L ” 人們對雷電現(xiàn)象的科學(xué)認(rèn)識始于 18世紀(jì)中葉，著名科學(xué)家有富蘭克林（ Franklin）、 M ? 有必要對輸電線路 、 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 研究雷電過電壓的必要性： 雷電現(xiàn)象極為頻繁 ， 產(chǎn)生的雷電過電壓可達(dá)數(shù)千 kV，足以使電氣設(shè)備絕緣發(fā)生閃絡(luò)和損壞 ， 引起停電事故 。 ? 有必要理解雷電產(chǎn)生的原因 、 過程及參數(shù) ， 以理解 防雷原理 及設(shè)計 防雷設(shè)備 。 第 8章 雷電過電壓及其防護(hù) NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY ? 雷電放電和雷電過電壓 ? 防雷保護(hù)設(shè)備 ? 電力系統(tǒng)防雷保護(hù) ? 接地的基本概念及原理 ? 習(xí)題與思考題 本章內(nèi)容 返回 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 雷電放電和雷電過電壓 雷電是一種可怖而又壯觀的自然現(xiàn)象，我國東周時 《 莊子 》上有記述： “ 陰陽分爭故為電，陽陰交爭故為雷，陰陽錯行，天地大駭，于是有雷、有霆。BB特別是利用高速攝影、自動錄波、雷電定向定位等現(xiàn)代測量技術(shù)對雷電進(jìn)行的觀測研究，大大豐富了人們對雷電的認(rèn)識。 雷云的形成 主要是含水汽的空氣的熱對流效應(yīng)。熱氣流每上升 10km，溫度下降約 10℃ ，熱氣流與高空冷空氣相遇形成雨滴、冰雹等水成物，水成物在地球靜電場的作用下被極化，形成 熱雷云 。 強氣流將云中的水滴吹裂時，較大的殘滴帶正電，較小的水珠帶負(fù)電，小水珠被氣流帶走，于是云的各部分帶帶有不同的電荷，這是 水滴破裂效應(yīng) 。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 最后形成帶正電的云粒子在云的上部，而負(fù)電的水成物在云的下部，或者帶負(fù)電的水成物以雨或雹的形式下降到地面。 由此可見，雷電的成因源于 大氣的運動 。 負(fù)下行雷通常包括若干次重復(fù)的放電過程 ， 而每次可以分為 先導(dǎo)放電 、 主放電 和 余輝放電 三個階段 。 主要的雷電參數(shù)有： 雷暴日及雷暴小時、地面落雷密度、主放電通道波阻抗、雷電流極性、雷電流幅值、雷電流等值波形、雷電流陡度等。 雷暴小時 Th 雷暴小時是指平均一年內(nèi)的有雷電的小時數(shù)，單位 h/a。 地面落雷密度和雷暴日的關(guān)系式為： ?0 . 3 T??DL/T 620— 1997標(biāo)準(zhǔn)取 為基準(zhǔn)，則 40?dT ??（ 81） NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 從工程實用的角度和地面感受的實際效果出發(fā) ，先導(dǎo)放電通道可近似為由電感和電容組成的均勻分布參數(shù)的導(dǎo)電通道 ， 其波阻抗為： 為通道單位長度的電感量 ， 為通道單位長度的電容量 。 000LZC?0L 0C（ 82） NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 當(dāng)雷云電荷為負(fù)時，所發(fā)生的雷云放電為負(fù)極性放電，雷電流極性為負(fù)；反之，雷電流極性為正。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 按 DL/T 620— 1997標(biāo)準(zhǔn)，一般我國雷暴日超過20的地區(qū)雷電流的概率分布為 或 88logIP ??8810IP ?? （ 83） NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 雷電流的幅值隨各國自然條件的不同而差別較大 ， 而測得的雷電流 波形 卻 基本一致 。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 放電之后 ， 約有一半存在連續(xù)的 后續(xù)電流 ， 至少持續(xù) 40ms， 電流從數(shù)十至 500kA， 平均約 100kA。 s?s? s?s?s? s?s?NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 雷電沖擊試驗和防雷設(shè)計中常用的雷電流等值波形有 雙指數(shù)波 、 斜角波 和 半余弦波 三種。 雷電流陡度越大 ， 對電氣設(shè)備造成的危害也越大 。 DL/T 620— 1997標(biāo)準(zhǔn)取波頭形狀為斜角波 ， 波頭按 考慮 ， 雷電流陡度 。 圖 83 雷擊大地時的計算模型 (a)模擬先導(dǎo)放電 (b)模擬主放電 (c)主放電通道電路 (d)等值電路 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 由于雷云對地放電過程中，放電通道周圍空間電磁場的 急劇變化 ，會在附近線路的導(dǎo)線上產(chǎn)生 過電壓 。 圖 85 感應(yīng)雷過電壓的形成 (a)先導(dǎo)放電階段 （ b）主放電階段 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 小結(jié) ?雷云的形成主要是含水汽的空氣的 熱對流效應(yīng) 。 ?雷電的放電過程： 先導(dǎo)放電階段 主放電階段 余輝放電階段 ?主要的雷電參數(shù)有： 雷暴日及雷暴小時、地面落雷密度、主放電通道波阻抗、雷電流極性、雷電流幅值、雷電流等值波形、雷電流陡度等。 目前人們主要是設(shè)法去躲避和限制雷電的破壞性，基本措施就是加裝避雷針、避雷線、避雷器、防雷接地、電抗線圈、電容器組、消弧線圈、自動重合閘等防雷保護(hù)裝置。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本節(jié)內(nèi)容： ? 避雷針防雷原理及保護(hù)范圍 ? 避雷線防雷原理及保護(hù)范圍 ? 避雷器工作原理及常用種類 返回 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 避雷針防雷原理及保護(hù)范圍 避雷針是明顯高出被保護(hù)物體的金屬支柱，其針頭采用圓鋼或鋼管制成，其作用是 吸引 雷電擊于自身，并將雷電流迅速泄入大地，從而使被保護(hù)物體免遭直接雷擊。 NANCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2. 避雷針的保護(hù)范圍 表示避雷針的保護(hù)效能 ， 通常采用保護(hù)范圍的概念 ， 只具有 相對意義 。 我國使用的避雷針的保護(hù)范圍的計算方法 ， 是