【正文】 氣開始游離，形成導電性的通道，通道從云中帶電中心向地面發(fā)展。但當距離地面達某一高度時，先導通道的頭部至地面某一感應電荷的電場強度超過了其它方向，先導通道大致沿其頭部至感應電荷的集中點的方向連續(xù)發(fā)展，至此放電發(fā)展才有方向。 帶有負電荷的雷云接近輸電線路時，強大的電場在導線上產(chǎn)生靜電感應。當雷云對導線附近地面物體放電后，雷云電荷被中和而失去對導線上電荷的束縛作用，電荷便向?qū)Ь€兩側流動，由此而產(chǎn)生的過電壓稱為感應過電壓，其能量很大，對供電設備的危害也很大。目前采用的參數(shù)是建立在現(xiàn)有雷電觀測數(shù)據(jù)的基礎上的，這些參數(shù)是： 雷電日 為了統(tǒng)計雷電的活動頻繁度，采用雷電日 為單位。每年的雪電日數(shù)相差較大，故采用的是多年平均值。 我國各地雷電日的多少和該地的緯度及距海洋的遠近有關。西北多數(shù)地區(qū)在 24以下。在 防雷設計中，要根據(jù)雷電日的多少因地制宜。許多雷電流波形都是在峰值附近出現(xiàn)明顯的雙峰，波尾部分也有不太大的隆起。因此電氣設備的防雷保護和絕緣配合通常都是取負極性的雷電沖擊波進行研究分析。這三個參數(shù)為 :幅值、波頭和波長。波頭是指電流上升到幅值的時間 。 幅值和波頭又決定了雷電流隨時間上升的變化率，稱為雷電流的陡度。 （ 1）雷電流幅值的概率分布 我國現(xiàn)行標準推薦按下式計算 Lg P= I/88 (21) 式中： I 是雷電流幅值， kA； P 是 幅值等于 大于 I 的雷電流概率。 上述雷電流幅值累積概率計算公式適用于我國大部分地區(qū)。雷電流幅值概率可按以下公式求得： Lg P= I/40 (22) （ 2）雷電流的波頭和波長 雖然雷電流幅值隨各國的自然條件不同而差別很大，但是各國側得的雷電流波形卻基本一致。s～ 5181。s～ 。 至于雷電流的波長，實測表明在 20181。s 范圍之內(nèi)，平均約為 50181。s 的僅 ? 10 ? 占 18%～ 30%。 (3)雷電流陡度 由于雷電流的波頭長度變化范圍不大，所以雷電流的陡度和幅值必然密切相關。 雷電流的各項主要參數(shù) 幅值、波頭、波長和陡度的實測數(shù)據(jù)具有很大的分散性。其原因一方面在于雷電放電本身的隨機性受到自然條件多種因素的影響 。我國幅員遼闊，各地自然條件千差萬別 。 雷電流極性及波形 國內(nèi)外實測結果表明， 75%～ 90%的雷電流是負極性，加之負極性的沖擊過電壓波沿線路傳播衰減，因此電氣設備的防雷保護中一般按負極性進行分析研究。 圖 21(a)標準波形，它是由雙指數(shù)公式所表示的波形 )(0t teeIi （ 24） 這種表示是與實際雷電流波形最為接近的等值波形，但比較繁瑣。雙指數(shù)波形也取作沖擊絕緣強度試驗電壓的波形，對它定出標準波前和波長為。斜角波的數(shù)學表達式最簡單，便于分析與雷電流波前有關的波程，并且斜角平頂波用于分析發(fā)生在 10181。 圖 221（ c）為等值半余弦波，雷電流波形的波前部分，接近半余弦波，可 用下式表達： )cos1(2tIim （ 25） 這種波形多用于分析雷電流波前的作用，因為用余弦函數(shù)波前計算雷電流通過電感支路所引起壓降比較方便。 雷電波阻抗 (Z0) 雷電通道在主放電時如同導體，使雷電流在其中流動同普通分布參數(shù)導線一樣，具有某一等值波阻抗，稱為雷電波阻抗 (Z0)。若設這個電流入射波為 I0，則對應的電壓入射波 000ZIu 根據(jù)理論研究和實測分析，我國有關規(guī)程建議 Z0 取 300Ω左右。一般， dT 大的地 關于地面落雷密度與雷電日數(shù)的關系，我國標準推薦采用國際大電網(wǎng)會議推薦標準 : 3 . （ 26） 式中， Ng 為每年每平方公里地面落雷數(shù)； Td 雷電日數(shù)；由此可得： 3 . （ 27） 對 40 dT 的地區(qū)，按我國標準取值 雷擊過電壓產(chǎn)生的機理 云對地放電的實質(zhì)是雷云電荷向大地的突然釋放。所以，從電源的性質(zhì)看，這相當于一個電流源的作用過程。 在雷電放電過程中，人們能夠測知的電量，主要是雷擊地而時流過被擊物體的電流 i，然后再根據(jù)計算模型反推出雷電波的參數(shù)。當 Z=Z0 時，恰好 i=i0，這種巧合實際上是不可能的；當 Z=0 時， i=2i0，事 實上 Z 又不可能為零；但若 ZZ0，仍可測得 02ii能滿足條件 ZZ0，例如， Z0 估計為 300Ω ,30 ZΩ即可。 )物體時，流過該物體的電流定義為雷電流。因而在防雷保護計算的彼德遜等值電路中，如圖 213 所示，等值雷電流源通常就直接用雷電流來表示。它的作用是將雷電 吸引到自身并泄放入地中，從而保護其附近的建筑物、構筑物和電氣設備等免遭雷擊。 （ 1）接閃器 是避雷針頂端 1～ 2m長的一段鍍鋅圓鋼或焊接鋼管。通過接閃器和雷云發(fā)生閃絡放電。 （ 3）引下線 采用經(jīng)過防腐處理的圓鋼或扁鋼。引下線應沿支持構架及建筑物外墻以最短路徑入地，以便盡可能減小雷電流通過時在引下線上產(chǎn)生的電感下降。入 L50 50 5，長 4mm 25mm 的扁鋼。 避雷針的保護原理是：當 雷云中的先導放電向地面發(fā)展，距離地面一定高度時，避雷針能使先導通道所產(chǎn)生的電場發(fā)生畸變，此時，最大電場強度的方向?qū)⒊霈F(xiàn)在從雷電先導到避雷針頂端（接閃器）的連線上，致使雷云中的電荷被吸引到避雷針，并安全泄放入地。圖中曲線就是避雷針保護范圍的邊界，保護范圍是一個對稱的錐體。 大都用于建筑，變壓器電線竿，機房，發(fā)射架等。接復層金屬包基體金屬的不同分為：鉛包鋼、鉛包銅、 銅包鋼 、鉛包鋼避雷線。 避雷器 避雷器是用來限制沿線路侵入的雷電壓（或因操作引起的內(nèi)過電壓）的一種保護設備。避雷器的類型主要有 保護間隙 、 閥型避雷器 和 氧化鋅避 ? 13 ? 雷器 。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護，在 500KV 及以下系統(tǒng)主 要用于限制大氣過電壓，在 超高壓 系統(tǒng)中還將用來限制內(nèi)過電壓或作內(nèi)過電壓的后備保護。當沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時，避雷器首先放電，并將雷電流經(jīng)過良導體安全的引入大地，利用 接地裝置 使雷電壓幅值限制在被保護設備雷電沖擊水平以下，使電氣設備受到保護。 第 3 章 變電站直擊雷的防護 變電站直擊雷防護概述 裝設避雷針是直擊雷防護的主要措施 , 避雷針是保護電氣設備、建筑物不受直接雷擊的雷電接受器。變電站裝設避雷針時 , 應該使站內(nèi)設備都處于避雷針保護范圍之內(nèi)。 建筑物年預計年雷擊次數(shù) 年預計雷擊次數(shù)計算公式 建筑物年預計雷擊次數(shù) N計算如下式 e （ 31） ? 14 ? 其中 ，當 H100m 時 6 10*)]200()200()(2[ HHHHWLLWAe （ 32） 當 H 100m 時 6 210*])(2[ HWLHLWAe （ 33） 式中， eA 為與建筑物接收相同雷擊次數(shù)的等效面積， km2； dT 為當?shù)啬昶骄纂娙諗?shù)； g N為建筑物所在地區(qū)雷擊大地年平均密度，單位次 /(km)2 35KV 變電站年預計雷擊次數(shù) N 由于 35KV 變電站，占地面積長 50m，寬 40m,變電站的最高點高度為 20m,當?shù)啬昶骄纂娙諡?40，故有： 據(jù) e 6 10*)]200()200()(2[ HHHHWLLWAe 610)]20200()20200(20)4050(24050[ = k=1； Td =40； == 故 N= 1 = 次 /a 由于 286 ? 15 ? . /次，即該變電站可能平均運行 14 年就要遭受一次雷 擊。如果避雷針（線）與附近的金屬物體的空間距離，或者其接地裝置與其他接地裝置之間的地中距離不符合要求，將會發(fā)生放電現(xiàn)象，成為反擊或為逆閃絡。 裝設避雷針的構架應埋設輔助集中接地裝置。 特別指出，變壓器的進線門型構不允許裝設避雷針，因為變壓器是變電站的重要電氣設備，其絕緣較弱，萬一發(fā)生反擊，必將造成嚴重后