防雷装置的种类和作用.ppt

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第第33章防雷保护章防雷保护33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用33电力设施和建筑物的防雷电力设施和建筑物的防雷33防雷装置的安装与维护防雷装置的安装与维护思考题思考题33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用3311防雷装置的种类与作用防雷装置的种类与作用331111过电压及其分类过电压及其分类在正常运行时，电力系统电气设备的绝缘处于额定电在正常运行时，电力系统电气设备的绝缘处于额定电压作用下。

但是，由于压作用下。

但是，由于雷击和操作雷击和操作等原因，电力系统中某等原因，电力系统中某些部分的电压可能升高至大大超过正常状态下的数值。

些部分的电压可能升高至大大超过正常状态下的数值。

概念：

概念：

对电气设备绝缘造成危险的电压升高，称为过对电气设备绝缘造成危险的电压升高，称为过电压。

电压。

类型：

类型：

大气过电压大气过电压内部过电压内部过电压33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用33111111大气过电压（大气过电压（雷电过电压、外部过电压）雷电过电压、外部过电压）概念：

由于雷云放电或雷电感应引起的过电压，称为概念：

由于雷云放电或雷电感应引起的过电压，称为大气过电压大气过电压,又称为雷电过电压。

又称为雷电过电压。

特点：

它与电力系统本身运行情况无关，幅值很大。

特点：

它与电力系统本身运行情况无关，幅值很大。

33111122内部过电压内部过电压概念：

由于电力系统内部电磁能量的转换或传送引起概念：

由于电力系统内部电磁能量的转换或传送引起的过电压，称为内部过电压。

的过电压，称为内部过电压。

例如：

断路器分与合、负荷剧变、线路断线、短路与例如：

断路器分与合、负荷剧变、线路断线、短路与接地等故障引起的过电压。

接地等故障引起的过电压。

特点：

它与电力系统本身运行情况有关，幅值一般不特点：

它与电力系统本身运行情况有关，幅值一般不是很大。

是很大。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用331122雷电特性雷电特性33112211雷电的形成雷电的形成形成积云形成积云大气中的水蒸气和地面的湿气受热上升，在空中不同冷、大气中的水蒸气和地面的湿气受热上升，在空中不同冷、热气团相遇，凝结成水滴或冰晶，形成积云。

热气团相遇，凝结成水滴或冰晶，形成积云。

形成形成雷云雷云积云运动，使电荷发生分离，亦即在上下气流的强烈摩积云运动，使电荷发生分离，亦即在上下气流的强烈摩擦和撞击下，形成带正、负不同电荷的积云，也即雷云。

擦和撞击下，形成带正、负不同电荷的积云，也即雷云。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用33112211雷电的形成雷电的形成静电感应静电感应由于由于静电感应静电感应，带电的雷云临近地面时，对大地或电气，带电的雷云临近地面时，对大地或电气设备将感应出与雷云极性相反的电荷，二者之间形成了一个设备将感应出与雷云极性相反的电荷，二者之间形成了一个巨大的巨大的“电容器电容器”。

先导放电先导放电雷云中电荷积聚到足够数量时，电场强度达到雷云中电荷积聚到足够数量时，电场强度达到252530kV30kVcmcm时，就会使正、负雷云之间或雷云与大地之间的空气绝时，就会使正、负雷云之间或雷云与大地之间的空气绝缘击穿，而发出先导放电。

缘击穿，而发出先导放电。

主放电主放电当先导放电到达另一雷云或大地时，就产生强烈的当先导放电到达另一雷云或大地时，就产生强烈的“中中和和”作用，出现强大的电流，其值可达数十至数百千安。

该作用，出现强大的电流，其值可达数十至数百千安。

该电流称为雷电流，这一过程称为主放电过程。

电流称为雷电流，这一过程称为主放电过程。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用33112211雷电的形成雷电的形成主放电主放电主放电的温度可达主放电的温度可达2000020000，使周围的空气猛烈膨胀，并出，使周围的空气猛烈膨胀，并出现耀眼的光亮和巨响，称为现耀眼的光亮和巨响，称为雷电。

雷电。

主放电到达云端就已结束。

主放电到达云端就已结束。

余光放电余光放电云中的残余电荷，经主放电通道下来与地上的电荷中和，云中的残余电荷，经主放电通道下来与地上的电荷中和，称为余光放电过程。

称为余光放电过程。

余光阶段的电流不大，但持续时间较长。

余光阶段的电流不大，但持续时间较长。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用33112211雷电的形成雷电的形成后续冲击后续冲击同一雷云中可能同时存在几个电荷堆积中心，当第一个电同一雷云中可能同时存在几个电荷堆积中心，当第一个电荷中心的放电完成后，可能引起第二个、第三个中心向第一个荷中心的放电完成后，可能引起第二个、第三个中心向第一个通道放电，雷击总的持续时间一般不超过通道放电，雷击总的持续时间一般不超过0.5s0.5s。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用3122大气过电压的基本形式大气过电压的基本形式直接雷过电压、感应雷过电压、侵入波过电压直接雷过电压、感应雷过电压、侵入波过电压

（1）

（1）直接雷过电压直接雷过电压概念：

雷云直接击中房屋、杆塔、电力装置等物体时，概念：

雷云直接击中房屋、杆塔、电力装置等物体时，强大的雷电流流过该物体而泄入大地，在该物体上将产生很高强大的雷电流流过该物体而泄入大地，在该物体上将产生很高的电压降，称为直接雷过电压。

的电压降，称为直接雷过电压。

防护措施：

避雷针、避雷线、避雷带或避雷网防护措施：

避雷针、避雷线、避雷带或避雷网

（2）

（2）感应雷过电压感应雷过电压概念：

当雷击设备或架空线路附近地面时，在设备或导概念：

当雷击设备或架空线路附近地面时，在设备或导线上由于静电感应和电磁感应而产生的过电压，称为感应雷过线上由于静电感应和电磁感应而产生的过电压，称为感应雷过电压（电压（图图3-23-2）。

）。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用3122大气过电压的基本形式大气过电压的基本形式

（2）

（2）感应雷过电压感应雷过电压33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用3122大气过电压的基本形式大气过电压的基本形式

（2）

（2）感应雷过电压感应雷过电压在主放电前，先导通道的密集电荷在线路上感应出大在主放电前，先导通道的密集电荷在线路上感应出大量的、极性相反的量的、极性相反的束缚电荷束缚电荷。

主放电开始后，先导中的电荷被迅速主放电开始后，先导中的电荷被迅速中和中和。

线路上的原束缚电荷骤然成为线路上的原束缚电荷骤然成为自由电荷自由电荷，向导线的两侧，向导线的两侧移动而形成强大的电流，在导线上形成的电压的幅值高达移动而形成强大的电流，在导线上形成的电压的幅值高达300500kV300500kV。

感应过电压对感应过电压对35kV35kV及以下及以下绝缘是危险的，应采取措施绝缘是危险的，应采取措施加以防护。

加以防护。

感应过电压对感应过电压对110kV110kV及以上的及以上的绝缘没有危险的，因为其绝缘没有危险的，因为其绝缘的冲击耐压水平高于绝缘的冲击耐压水平高于500KV500KV。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用33112222大气过电压的基本形式大气过电压的基本形式（3）（3）侵入波过电压侵入波过电压概念：

指由于架空线路或架空金属管道上遭受直接雷概念：

指由于架空线路或架空金属管道上遭受直接雷或感应雷而产生的高压冲击雷电荷，可能沿线路或管道侵或感应雷而产生的高压冲击雷电荷，可能沿线路或管道侵入室内。

入室内。

332233雷电参数雷电参数

（1）

（1）雷暴日雷暴日雷暴日：

在一天内只要听到雷声就算一个雷暴日，用雷暴日：

在一天内只要听到雷声就算一个雷暴日，用来统计雷电活动频繁度。

来统计雷电活动频繁度。

年雷暴日：

全年雷暴日的总和年雷暴日：

全年雷暴日的总和少雷区少雷区年平均雷暴日不超过年平均雷暴日不超过1515日的地区日的地区多雷区多雷区年平均雷暴日超过年平均雷暴日超过4040日的地区日的地区强雷区强雷区年平均雷暴日超过年平均雷暴日超过9090日的地区日的地区我国年雷暴日分布规律为从南到北由强到弱。

我国年雷暴日分布规律为从南到北由强到弱。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用332233雷电参数雷电参数

（2）

（2）雷电流的幅值雷电流的幅值特点：

雷电流的幅值是一个随机变量，只有通过大量特点：

雷电流的幅值是一个随机变量，只有通过大量实测才能正确估计其概率分布规律。

实测才能正确估计其概率分布规律。

雷电流的幅值概率分布曲线雷电流的幅值概率分布曲线雷电流的幅值计算：

雷电流的幅值计算：

式中式中PP雷电流超过雷电流超过II（KAKA）的概率）的概率33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用332233雷电参数雷电参数（3）（3）雷电流的波形雷电流的波形雷雷电电流流的的幅幅值值随随气气象象条条件件相相差差很很大大，但但雷雷电电流流的的波波形形却却基基本一致。

本一致。

雷电的极性有正右负，根据实测结果，负雷约占雷电的极性有正右负，根据实测结果，负雷约占8585左右。

左右。

特点：

特点：

具有冲击特性具有冲击特性波长值大致在波长值大致在4040ss左右左右波头长度大致在波头长度大致在ll44ss范围内范围内波头波形可取半余旋弦波形或斜角波形波头波形可取半余旋弦波形或斜角波形33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用331133常用防雷装置的种类和作用常用防雷装置的种类和作用防雷工作：

防雷工作：

电气设备防雷电气设备防雷发电厂、变配电所和架空电力线路的发电厂、变配电所和架空电力线路的防雷；防雷；建筑物防雷建筑物防雷工业和民间工业和民间防雷装置的构成：

防雷装置的构成：

接闪器、引下线和接地装置。

接闪器、引下线和接地装置。

避雷避雷针、线、网、带都只是接闪器。

针、线、网、带都只是接闪器。

除避雷器外，它们都是利用其高出被保护物的突出地位，除避雷器外，它们都是利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄人把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄人大地，使被保护物免受雷击。

大地，使被保护物免受雷击。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用331133常用防雷装置的种类和作用常用防雷装置的种类和作用

（1）

（1）避雷针避雷针利用尖端放电原理，使其保护范围内所有电气设备或建利用尖端放电原理，使其保护范围内所有电气设备或建筑物免遭筑物免遭直击雷直击雷的破坏。

的破坏。

（2）

（2）避雷线（架空地线）避雷线（架空地线）避雷线主要用来保护输电线路。

避雷线主要用来保护输电线路。

（3）（3）避雷器避雷器用来纺织防止沿线侵入变电所用来纺织防止沿线侵入变电所（或发电厂或发电厂）的雷电侵入波的雷电侵入波对电气设备的破坏，把雷电侵入波限制在避雷器对电气设备的破坏，把雷电侵入波限制在避雷器残压值残压值范围范围内，从而使变压器及其他电气设备可免受过电压的危害。

内，从而使变压器及其他电气设备可免受过电压的危害。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用331133常用防雷装置的种类和作用常用防雷装置的种类和作用（4）（4）避雷带避雷带接闪器接闪器沿建筑物屋顶四周易受雷击部位明设的作为沿建筑物屋顶四周易受雷击部位明设的作为防雷保护用的金属带防雷保护用的金属带引下线引下线沿外墙作引下线沿外墙作引下线接地装置接地装置接地网接地网多用在民用建筑特别是山区。

多用在民用建筑特别是山区。

使用避雷带使用避雷带（网网）的保护性能比避雷针的要好。

的保护性能比避雷针的要好。

33防雷装置的种类和作用防雷装置的种类和作用331133常用防雷装置的种类和作用常用防雷装置的种类和作用（5）（5）避雷网避雷网明装避雷网明装避雷网沿建筑物屋顶上部明装金属网格作为接沿建筑物屋顶上部明装金属网格作为接闪器，沿外墙装引下线接到接地装置上。

闪器，沿外墙装引下线接到接地装置上。

一般建筑物中常采用这种方法。

一般建筑物中常采用这种方法。

笼式避雷网笼式避雷网把整个建筑物中的钢筋结构连成一体，构把整个建筑物中的钢筋结构连成一体，构成一个大