防雷工程设计 第二章 高电压引入的途径及介质的击穿过程.ppt

第二章高电压引入的途径及介质的击穿过程1架空输电线路的雷电过电压根据过电压形成的物理过程,雷电过电压可以分为两种。一是直击雷过电压。它是雷电直接击中杆塔、避雷线或导线(图①、②或③)引起的线路过电压。二是感应雷过电压。它是在雷击线路附近大地(见图④),由于电磁感应在导线上产生的过电压。运行经验表明,直击雷过电压对电力系统的危害最大,感应雷过电压只对35kV及以下的线路有威胁。关于感应过电压的计算：（1）设地面雷击点距输电线路正下方的水平距离为S,一般当S超过65m时,规程规定,导线上感应过电压的幅值可按下式计算:其中,I为雷电流幅值,单位为kA;S为地面雷击点距线路的水平距离,单位为m;h为导线平均对地高度,单位为m。由于导线悬挂时不可避免的弧垂(亦称弛垂)f,导线悬挂点高度H与导线平均高度h的关系可近似为·（2）感应过电压的计算（前苏联的学者B.Ⅱ拉里昂诺夫著《高电压技术》）关于雷击铁塔的理论分析：

（1）利用传输线理论

（2）三个不同介质特性阻抗

（3）两个反射系数2.雷电高电压的抑制措施高电压引入是指雷电高电压通过金属线引导到其他地方和室内造成破坏的雷害现象。高电压引入的高电压源有三种：其一是直击雷直接击中金属导线，让高压雷电以波的形式沿着导线两边传播而引入室内；第二种是来自感应雷的高电压脉冲，即由于雷云对大地放电或雷云之间迅速放电形成的静电感应和电磁感应，它们在各种电线中感生几kV到几十kV的高电位，以波的形式沿着导线传播而引入室内的；第三种是由于直击雷在房子或房子附近入地，因其通过地网入地时，在地网上会发生数十kV至数百kV的高电位，这高电位通过电力系统的零线、保安接地线和通信系统的地线。雷电高电压的抑制措施：（1）相线与地线间并联电容器法V感=Q／CeV感=Q/(Ce+C)架空电线引入的地方装设保护电容器对感应雷有良好的保护效果，但对直击雷则无能为力，原因是直击雷能量太大，电容器承受不了。并联电容的作用：一是降低感应雷电过电压的值。二是减小雷电波电压的陡度。这个原理利用于多级保护的防雷箱中。（2）.变压器隔离法当强大的雷电波输入变压器时，由于雷电波电压比变压器正常的电压高很多倍，使得激励的磁感应强度远远大于铁芯允许通过的最大磁感应强度BM，因而变压器铁芯饱和，变压器的磁一电变换暂时失效，雷电高电压不能传输到变压器的副边，从而保护了用电设备。所以，凡是装了变压器的电子仪器比未装变压器的电子器被雪击损坏的概率小得多。3操作过电压及抑制措施在电力系统运行中由于运行状态的突然变化,例如正常操作或故障操作,会导致系统内电感和电容元件间电磁能的互相转换,引起振荡性的过渡过程,因而在某些设备或局部电网上会出现过电压,即操作过电压,也称内过电压,以别于由雷电引起的外过电压。目前采取的有效措施主要有:线路上装设并联电抗器,采用带有并联电阻的断路器以及磁吹阀型避雷器或金属氧物避雷器(MOA)等。4气体的放电基本物理过程(1)非自持放电和自持放电测定气体间隙的电压和电流气体放电的伏安特性(2)、汤逊理论20世纪初,汤逊从均匀电场、低气压短气隙(pd26.66kPa·cm)的气体放电实验出发,总结出较系统的气体放电理论。电子雪崩形成示意图(3)、巴申定律当气体成分和电极材料一定时,气体间隙击穿电压Ub是气压(p)和极间距离(d)乘积的函数。均匀场中几种气体的巴申曲线(4)、流注理论用来解释高气压、长气隙(pd26.66kPa.cm)中的放电现象.