過電壓及防雷保護(hù)變電所的進(jìn)線段保護(hù)進(jìn)線段保護(hù)在變電所1-2km的一段線上加強(qiáng)防雷保護(hù)措施作用：降低通過避雷器的雷電流

減小侵入波的陡度進(jìn)線段保護(hù)要求未沿全線架設(shè)避雷線的35kV～110kV架空送電線路避雷線保護(hù)角宜不超過20°，最大不應(yīng)超過30°35kV～110kV變電所的進(jìn)線段保護(hù)接線進(jìn)線段保護(hù)要求110kV及以上有避雷線架空送電線路進(jìn)線段為2km耐雷水平應(yīng)達(dá)到規(guī)程要求的最大值來波陡度a不超過允許值進(jìn)線段保護(hù)計(jì)算

進(jìn)線段外落雷時(shí)各級變電所流經(jīng)避雷器的雷電流最大計(jì)算值額定電壓（kV）避雷器型號殘壓Ur最大值（kV）線路絕緣的U50%（kV）IF最大值（kA）35Y5W-41/1301303501.43110Y5W-100/2602607002.85220Y5W-200/520Y10W-200/496520496（10kA）1200~14104.7~5.754.76~5.81330Y10W5-300/693693（10kA）16456.49500Y10W5-444/995995（10kA）2060~23107.81~9.06進(jìn)入變電所雷電流波陡度的計(jì)算

空間陡度

35kV小容量變電所的簡化進(jìn)線保護(hù)35kV小容量變電所的簡化進(jìn)線保護(hù)通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握不同電壓等級變電所的進(jìn)線段保護(hù)，會計(jì)算最不利情況下雷電流及其陡度。過電壓及防雷保護(hù)變電所如何架設(shè)避雷針避雷針避雷針獨(dú)立避雷針構(gòu)架避雷針獨(dú)立避雷針

獨(dú)立避雷針

獨(dú)立避雷針

獨(dú)立避雷針

構(gòu)架避雷針應(yīng)用范圍：110kV及以上變電所要求：構(gòu)架附近埋設(shè)輔助集中接地裝置，與重要又絕緣較弱的設(shè)備接地點(diǎn)沿接地體的距離不少于15m構(gòu)架避雷針變壓器的門型框架不允許裝設(shè)避雷針（線）110kV及以上的配電裝置可以將線路避雷線引至出線門則架上；但在土壤電阻率大于1000Ω·m的地區(qū)，應(yīng)加設(shè)集中接地裝置發(fā)電廠廠房一般不裝避雷針通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握避雷針的裝設(shè)原理，會計(jì)算避雷針與被保護(hù)設(shè)備之間的最小距離。過電壓及防雷保護(hù)侵入波過電壓的防護(hù)侵入波過電壓的防護(hù)雷擊輸電線路后產(chǎn)生雷電波侵入發(fā)電廠、變電所侵入波過電壓的防護(hù)措施：安裝避雷器裝設(shè)可靠的進(jìn)線段保護(hù)安裝避雷器避雷器與被保護(hù)設(shè)備連接在一起由避雷器的沖擊放電電壓和殘壓來決定避雷器上的電壓，即作用在被保護(hù)設(shè)備上的電壓避雷器與被保護(hù)設(shè)備之間有一定的距離被保護(hù)設(shè)備上的電壓與避雷器的殘壓存在差別，安裝避雷器

避雷器上的電壓

避雷器上的電壓

變壓器上的電壓

變壓器上的電壓

電壓波形(a)避雷器上的電壓

(b)變壓器上的電壓

變壓器上實(shí)際所受電壓的典型波形變壓器上實(shí)際所受電壓的典型波形最大允許電氣距離

最大允許電氣距離系統(tǒng)標(biāo)稱電壓（kV）進(jìn)線長度（km）進(jìn)

線

路

數(shù)123≥411011.525590125851201701051452051151652302202

125195235265330290140170190注：本表也適用于電站碳化硅磁吹避雷器(FM)的情況。

金屬氧化物避雷器至主變壓器間的最大允許電氣距離（單位：m）降低被保護(hù)設(shè)備上過電壓的措施降低避雷器的殘壓限制雷電波陡度減少避雷器和被保護(hù)設(shè)備的電氣距離通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握發(fā)電廠、變電所侵入波過電壓的防護(hù)措施及其原理，會計(jì)算避雷器和被保護(hù)設(shè)備最大允許電氣距離。過電壓及防雷保護(hù)直擊雷過電壓的防護(hù)直擊雷過電壓的防護(hù)目的：避免雷擊導(dǎo)致發(fā)電廠、變電所的重要電氣設(shè)備損壞，造成大面積停電，嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活來源：一是雷直擊于發(fā)電廠、變電所；二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿該導(dǎo)線侵入發(fā)電廠、變電所直擊雷過電壓的防護(hù)避雷針避雷線良好的接地網(wǎng)避雷針（線）的裝設(shè)原則所有設(shè)備均在保護(hù)范圍內(nèi)雷擊避雷針（線）后，避雷針（線）不對被保護(hù)設(shè)備放電雷擊避雷針（線）后，避雷針（線）接地裝置不與被保護(hù)設(shè)備的接地裝置放電避雷針避雷針獨(dú)立避雷針構(gòu)架避雷針獨(dú)立避雷針35kV及以下電壓等級的變電所和構(gòu)架附近和土壤電阻率較大的地區(qū)（

大于2000Ω·m）特點(diǎn)：避雷針接地轉(zhuǎn)置與主接地網(wǎng)有足夠距離架空避雷線避雷線兩端接地避雷線一端經(jīng)配電裝置構(gòu)架接地，一端絕緣通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握直擊雷保護(hù)措施，避雷針或避雷線裝設(shè)方式、原則和應(yīng)用范圍，為后續(xù)課程打基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)普通三繞組變壓器的防雷保護(hù)問題三/雙繞組變壓器運(yùn)行情況雙繞組變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，高、低壓側(cè)斷路器都是閉合的，兩側(cè)都有避雷器保護(hù)。三繞組變壓器正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)高、中壓繞組工作而低壓繞組開路的情況三繞組變壓器運(yùn)行情況在低壓側(cè)開路，高壓或中壓側(cè)有雷電侵入波作用，由于低壓繞組對地電容較小，開路的低壓繞組上的靜電感應(yīng)分量可達(dá)很高的數(shù)值，將危及絕緣為了限制這種過電壓，在低壓繞組直接出口處對地處加裝避雷器即可，當(dāng)?shù)蛪豪@組接有25m以上金屬外皮電纜時(shí)，因?qū)Φ仉娙菰龃?，可不必再裝避雷器通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解普通三繞組變壓器的防雷保護(hù)及避雷器裝設(shè)在低壓繞組出口處的原因。過電壓及防雷保護(hù)氣體絕緣變電所的防雷保護(hù)氣體絕緣變電所氣體絕緣變電所(GIS)是將除變壓器以外變電所內(nèi)的高壓電器設(shè)備及母線封閉在一個(gè)接地的金屬殼內(nèi)，殼內(nèi)充以3~4個(gè)大氣壓的SF6氣體作為相間及相對地的絕緣。氣體絕緣變電所優(yōu)點(diǎn)：體積小，占地面積小，維護(hù)工作量小，不受周圍環(huán)境條件影響，對環(huán)境無電磁干擾，運(yùn)行性能可靠GIS變電所防雷保護(hù)特點(diǎn)GIS絕緣具有比較平坦的伏秒特性其沖擊系數(shù)約為1.2~1.3，其雷電沖擊絕緣水平與操作沖擊絕緣水平比較接近，而且負(fù)極性擊穿電壓比正極性擊穿電壓低，因此，GIS變電所的絕緣水平主要決定于雷電沖擊水平，需采用性能優(yōu)異的金屬氧化物避雷器加以保護(hù)GIS變電所防雷保護(hù)特點(diǎn)GIS變電所的波阻抗小GIS變電所的波阻抗一般在60~100Ω，約為架空線路的1/5，雷電侵入波從架空線路傳入GIS，折射系數(shù)較小，折射電壓也就較小GIS變電所防雷保護(hù)特點(diǎn)GIS變電所結(jié)構(gòu)緊湊，各電氣設(shè)備之間的距離較小，避雷器離被保護(hù)設(shè)備較近，因此可使雷電過電壓限制在更低的水平GIS變電所防雷保護(hù)特點(diǎn)

絕緣配合上留有足夠的裕度GIS絕緣中完全不允許產(chǎn)生電暈，因?yàn)橐坏┊a(chǎn)生電暈，絕緣會立即發(fā)生擊穿，這樣將會導(dǎo)致整個(gè)GIS變電所絕緣的破壞。GIS變電所防雷保護(hù)特點(diǎn)受外界環(huán)境影響小，對導(dǎo)體和內(nèi)壁要求高由于GIS變電所的封閉性，所以電氣設(shè)備不會因受大氣污穢、降水等的影響而降低絕緣強(qiáng)度。GIS變電所防雷接線無電纜段進(jìn)線的GIS保護(hù)接線GIS變電所防雷接線三芯電纜段進(jìn)線的GIS變電所保護(hù)接線GIS變電所防雷接線單芯電纜段進(jìn)線的GIS變電所保護(hù)接線通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解氣體絕緣變電所及其防雷保護(hù)，了解有電纜進(jìn)線段和無電纜進(jìn)線段的GIS變電所保護(hù)接線。過電壓及防雷保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)問題旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、大型電動(dòng)機(jī)等，是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，要求具有十分可靠的防雷保護(hù)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)特點(diǎn)絕緣水平低由于結(jié)構(gòu)和工藝上的特點(diǎn)，在相同電壓等級的電氣設(shè)備中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的絕緣水平是最低的，它只能依靠固體介質(zhì)絕緣，不能像變壓器那樣放在絕緣油中旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)特點(diǎn)絕緣容易老化電機(jī)在運(yùn)行中受到發(fā)熱、機(jī)械振動(dòng)、臭氧、潮濕等因素的作用使絕緣容易老化。特別在槽口部分，電場極不均勻，在過電壓作用下容易受傷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)特點(diǎn)電機(jī)沖擊耐壓與避雷器的特性比較電機(jī)額定電壓（kV）電機(jī)出廠工頻試驗(yàn)電壓（有效值，kV）電機(jī)出廠沖擊耐壓估計(jì)值（幅值，kV）同級變壓器出廠沖擊耐壓估計(jì)值（幅值，kV）運(yùn)行中交流耐壓2.5Ue（幅值，kV）運(yùn)行中直流耐壓2.5Ue（kV）相應(yīng)的磁吹避雷器3kA殘壓（幅值，kV）相應(yīng)的金屬氧化鋅避雷器3kA殘壓（幅值，kV）3.152Ue+110.343.56.77.99.57.86.32Ue+119.26013.415.81915.610.52Ue+334.08022.326.3312613.82Ue+343.310829.334.54034.215.752Ue+348.810833.439.44539旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)特點(diǎn)絕緣配合裕度小保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)用的磁吹避雷器(FCD型)的保護(hù)性能與電機(jī)絕緣水平的配合裕度很小，電機(jī)出廠沖擊耐壓值與磁吹避雷器殘壓勉強(qiáng)相配合，金屬氧化鋅避雷器殘壓則勉強(qiáng)能與運(yùn)行中的直流耐壓值相配合旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)特點(diǎn)必須將侵入波陡度限制在5kV/μs以下由于電機(jī)繞組的匝間電容K很小，所以當(dāng)沖擊波作用時(shí)，匝間所受電壓為

，要使該電壓低于電機(jī)繞組的匝間耐壓，必須把來波陡度a限制得很低，試驗(yàn)結(jié)果表明，為了保護(hù)匝間絕緣必須將侵入波陡度限制在5kV/μs以下旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)特點(diǎn)中性點(diǎn)一般不接地電機(jī)繞組中性點(diǎn)一般是不接地的，三相進(jìn)波時(shí)在直角波頭情況下，中性點(diǎn)電壓可達(dá)進(jìn)波電壓的兩倍，因此必須對中性點(diǎn)采取保護(hù)措施直配電機(jī)和非直配電機(jī)電機(jī)不經(jīng)變壓器直接與架空配電線連接的稱為直配電機(jī)，經(jīng)過變壓器后再與架空線路連接的稱為非直配電機(jī)。直配電機(jī)直接受雷電侵入波的作用，可靠性比非直配電機(jī)差，故我國規(guī)定，單機(jī)容量為60MW以上的電機(jī)不允許采取直配方式。直配電機(jī)防雷保護(hù)直配電機(jī)防雷保護(hù)主絕緣匝間絕緣中性點(diǎn)絕緣直配電機(jī)防雷保護(hù)直配電機(jī)防雷保護(hù)避雷器保護(hù)電容器保護(hù)進(jìn)線段保護(hù)電抗器保護(hù)通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握旋轉(zhuǎn)電機(jī)的防雷保護(hù)，了解直配電機(jī)和非直配電機(jī)及其防雷保護(hù)方法。過電壓及防雷保護(hù)自耦變壓器的防雷保護(hù)問題自耦變壓器

自耦變壓器的防雷保護(hù)高、低壓繞組運(yùn)行，中壓開路中、低壓繞組運(yùn)行，高壓開路自耦變壓器的防雷保護(hù)接線自耦變壓器的防雷保護(hù)接線高壓側(cè)和中壓側(cè)各裝設(shè)一組避雷器，保護(hù)中壓和高壓繞組絕緣通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握自耦變壓器的防雷保護(hù)，理解避雷器裝設(shè)在中壓側(cè)和高壓側(cè)的原因。過電壓及防雷保護(hù)避雷器的常用種類避雷器的常用種類避雷器保護(hù)間隙排氣式避雷器閥式避雷器金屬氧化物避雷器保護(hù)間隙工作原理：保護(hù)間隙與被保護(hù)設(shè)備的并聯(lián)連接，當(dāng)雷電波侵入時(shí)，間隙先擊穿，線路接地，從而保護(hù)了電氣設(shè)備常見種類：角型、棒形、環(huán)形和球型優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜缺點(diǎn)：伏秒特性曲線較陡，放電分散性大保護(hù)間隙角型保護(hù)間隙1—主間隙2—輔助間隙排氣式避雷器實(shí)質(zhì)上是一種具有較高熄弧能力的保護(hù)間隙工作原理：當(dāng)雷電波侵入時(shí)，內(nèi)外間隙同時(shí)擊穿，雷電流經(jīng)間隙泄入大地，從而保護(hù)了電氣設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：熄弧能力提高缺點(diǎn)：伏秒特性曲線較陡，放電分散性大排氣式避雷器排氣式避雷器1—產(chǎn)氣管；2—膠木管套；3—棒電極4—環(huán)形電極；5—貯氣室；6—?jiǎng)幼髦甘酒鏖y式避雷器閥式避雷器是由裝在密封瓷套中的多組火花間隙和多組非線性電阻閥片串聯(lián)組成單個(gè)火花間隙結(jié)構(gòu)1—黃銅電極；2—云母墊圈閥式避雷器工作原理：正常工作時(shí)，串聯(lián)間隙將電阻閥片與工作母線隔離，承擔(dān)了全部電壓，閥片中無電流流過。出現(xiàn)過電壓且其幅值超過間隙放電電壓時(shí)，間隙擊穿，沖擊電流通過閥片流人大地，使其低于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐壓閥式避雷器種類閥式避雷器普通型FZFS磁吹型FCDFCZ金屬氧化物避雷器氧化鋅閥片的伏安特性金屬氧化物避雷器的優(yōu)點(diǎn)保護(hù)性能好通流容量大運(yùn)行安全可靠無續(xù)流體積小重量輕維護(hù)方便

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握避雷器的各種類型、工作原理及其優(yōu)缺點(diǎn)，為學(xué)生從事避雷器相關(guān)工作提供理論指導(dǎo)。過電壓及防雷保護(hù)避雷器工作原理避雷器防止過電壓損壞設(shè)備的一種保護(hù)裝置實(shí)質(zhì)是一種限壓器避雷器工作原理電路正常工作時(shí)，流過避雷器的電流很小電路中出現(xiàn)過電壓時(shí)，避雷器放電。避雷器的基本要求雷擊輸電線路時(shí)，過電壓波沿著導(dǎo)線入侵發(fā)電廠或變電所在危及被保護(hù)絕緣時(shí)，要能瞬時(shí)動(dòng)作要迅速截?cái)喙ゎl續(xù)流，恢復(fù)絕緣強(qiáng)度的能力避雷器的基本要求要有平直的伏秒特性曲線具有一定通流容量

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握避雷器的工作原理、了解避雷器的要求、使用和選擇。過電壓及防雷保護(hù)避雷針防雷原理避雷針的構(gòu)成避雷針接閃器引雷引下線引流接地體泄流接閃器主要作用：引雷材料：一般為具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、直徑10-12mm的圓鋼避雷針防雷原理防雷原理：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)物體免遭直接雷擊高于被保護(hù)的設(shè)備，且頭部尖銳，針尖電荷最先游離，從而吸引下行先導(dǎo)向其發(fā)展、放電，避免雷擊設(shè)備避雷針避雷針一般用于保護(hù)發(fā)電廠和變電站，可根據(jù)不同情況裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨(dú)立架設(shè)避雷針

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握避雷針的防雷原理、了解避雷針的構(gòu)成，為后續(xù)避雷針保護(hù)范圍課程打好理論基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)單支避雷針的保護(hù)范圍避雷針的保護(hù)范圍定義：在此空間范圍內(nèi)，被保護(hù)物體遭受直接雷擊的概率小于等于0.1%。依據(jù)：小電流雷電沖擊模擬試驗(yàn)確定方法：折線法折線法

單支避雷針的保護(hù)范圍折線法

避雷針的保護(hù)范圍特點(diǎn)

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握單只避雷針的保護(hù)范圍及其算法，會依據(jù)給定的條件選擇避雷針的高度。過電壓及防雷保護(hù)發(fā)電廠、變電所的接地發(fā)電廠、變電所一般接地方法根據(jù)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接地極。接地網(wǎng)接地網(wǎng)以水平接地極為主有長孔接地網(wǎng)和方孔接地網(wǎng)接地網(wǎng)的外緣應(yīng)圍繞設(shè)備區(qū)域連成閉合環(huán)形接地網(wǎng)

接地網(wǎng)人工接地網(wǎng)配電系統(tǒng)接地形式保護(hù)接地：設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的保護(hù)線（PE線）接地保護(hù)接零：設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共的PE線或保護(hù)中性線（PEN線）接地配電系統(tǒng)接地形式TN—S系統(tǒng)：PE和N導(dǎo)體在整個(gè)系統(tǒng)中是分開的配電系統(tǒng)接地形式TN—C—S系統(tǒng)：系統(tǒng)中一部分PE和N導(dǎo)體合一配電系統(tǒng)接地形式TN—C系統(tǒng)：PE和N導(dǎo)體在整個(gè)系統(tǒng)中是合一的配電系統(tǒng)接地形式TT系統(tǒng)：電力系統(tǒng)有一個(gè)直接接地點(diǎn)，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分接到在電氣上與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)無關(guān)的獨(dú)立的接地極上配電系統(tǒng)接地形式IT系統(tǒng)：電力系統(tǒng)可接地點(diǎn)不接地或通過阻抗（電阻期貨電抗器）接地，電氣裝置外露可導(dǎo)電部分單獨(dú)直接接地配電系統(tǒng)接地形式電力系統(tǒng)可接地點(diǎn)不接地或通過阻抗（電阻期貨電抗器）接地，電氣裝置外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)導(dǎo)體接到電力系統(tǒng)的接地極上通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握發(fā)電廠、變電所的接地的一般方法，理解配電系統(tǒng)保護(hù)接地形式，了解接地網(wǎng)。過電壓及防雷保護(hù)接地的分類接地的分類接地目的工作接地保護(hù)接地靜電接地防雷接地工作接地定義：電力系統(tǒng)電氣裝置中，為運(yùn)行需要所設(shè)的接地目的：穩(wěn)定地電位和繼電保護(hù)的需要工作接地又稱為系統(tǒng)接地中性點(diǎn)的直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈、電阻接地保護(hù)接地定義：為防止其危及人身和設(shè)備的安全而設(shè)的接地目的：保護(hù)接觸人員人身安全和設(shè)備安全電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔的接地靜電接地定義：將帶靜電的物體或可能產(chǎn)生靜電的物體通過導(dǎo)體與大地構(gòu)成回路的接地目的：除靜電易燃油、天然氣貯罐、氫氣貯罐和管道的接地防雷接地定義：為雷電保護(hù)裝置向大地泄放雷電流而設(shè)的接地防雷接地也稱為雷電保護(hù)接地避雷針、避雷線和避雷器的接地本知識點(diǎn)主要介紹了接地的種類，各類接地的定義、目的以及常用場合，使學(xué)生進(jìn)一步了解接地。過電壓及防雷保護(hù)接地的概念接地接地：指將電力系統(tǒng)中電氣裝置和設(shè)施的某些導(dǎo)電部分，經(jīng)接地線連接至接地極（體）接地的相關(guān)概念接地極：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體自然接地極：兼作接地極用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬井管、鋼筋混凝土建筑物的基礎(chǔ)、金屬管道和設(shè)備等接地的相關(guān)概念接地線：電氣裝置、設(shè)施的接地端子與接地極連接用的金屬導(dǎo)線接地極（體）和接地線合稱接地裝置接地裝置的分類接地裝置自然接地裝置人工接地裝置水平接地垂直接地復(fù)合接地垂直接地裝置

水平接地裝置

形狀系數(shù)序號123456接地體形式形狀系數(shù)A00.380.480.871.692.14接地裝置的沖擊系數(shù)定義：沖擊接地電阻與公平接地電阻的比值沖擊接地電阻

復(fù)合接地體的電阻

復(fù)合接地體的電阻

過電壓及防雷保護(hù)感應(yīng)雷過電壓危害感應(yīng)雷過電壓感應(yīng)雷過電壓是雷擊線路附近大地，由于雷電通道周圍空間電磁場的急劇變化，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的過電壓。過電壓有兩個(gè)分量，一個(gè)是電磁耦合分量，一個(gè)是靜電感應(yīng)分量感應(yīng)雷過電壓模型先導(dǎo)放電階段在雷云放電的先導(dǎo)階段，先導(dǎo)通道中充滿了電荷，如左圖。這些電荷對導(dǎo)線產(chǎn)生靜電感應(yīng)，在負(fù)先導(dǎo)附近的導(dǎo)線上積累了異號的正束縛電荷，而導(dǎo)線上的負(fù)電荷則被排斥到導(dǎo)線的遠(yuǎn)端感應(yīng)雷過電壓模型主放電階段當(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釋放，以波的形式向?qū)Ь€兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，如左圖所示感應(yīng)雷過電壓模型

感應(yīng)雷過電壓特點(diǎn)

感應(yīng)雷過電壓危害與直擊雷過電壓相比，感應(yīng)雷過電壓的波形較平緩，波頭時(shí)間在幾μs到幾十μs，波長較長，對電力系統(tǒng)危害相對較小，但頻次較高。由于感應(yīng)雷過電壓一般不超過400kV，感應(yīng)雷對110kV及以上電壓等級線路絕緣閃絡(luò)影響不大，但仍能使35kV及以下電壓等級線路絕緣閃絡(luò)

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握感應(yīng)雷電過電壓的概念、模型及其危害，為后續(xù)輸電線路防雷保護(hù)課程打好理論基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)雷電參數(shù)雷電參數(shù)

雷電參數(shù)

雷電參數(shù)

雷電參數(shù)雷電流極性據(jù)統(tǒng)計(jì)，負(fù)極性雷占總數(shù)75-90%負(fù)極性的沖擊過電壓線路傳播時(shí)衰減少，對設(shè)備危害大，計(jì)算時(shí)，一般按負(fù)極性雷來考慮為什么負(fù)極性雷占多數(shù)？雷電參數(shù)

雷電參數(shù)

雷電參數(shù)

雷電流的等值波形(a)雙指數(shù)波；(b)斜角波；(c)半余弦波雷電參數(shù)

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握雷電的一些基本參數(shù)，理解各參數(shù)的意義和用途，為今后的課程學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)雷電放電過程雷電雷電（lightning）雷電是自然界的一種常見現(xiàn)象，它由帶電荷的雷云引起。在帶有大量不同極性或不同數(shù)量的電荷的雷云之間、雷云和大地之間形成很強(qiáng)的電場，其電位差可達(dá)數(shù)十至數(shù)百兆伏。本質(zhì)上屬于長間隙放電的一種形式雷云帶電云的形成水水蒸氣水滴或冰晶云雷云帶電強(qiáng)氣流使云中水滴吹裂，較大的水滴帶正電，較小的水滴帶負(fù)電，小水滴同時(shí)被氣流帶走，使云中各部分帶不同的電荷水在結(jié)冰時(shí)，冰粒會帶正電，被吹走的水帶負(fù)電帶電過程也可能和他們吸收離子、碰撞或融合有關(guān)蒸發(fā)上升冷卻聚集雷云帶電雷云中的電荷分布一般不均勻，形成若干個(gè)電荷密集中心，每個(gè)電荷中心的電荷約為0.1-10C平均電場強(qiáng)度：1.5kV/cm實(shí)測雷云放電前的最大場強(qiáng)：3.4kV/cm大氣壓下均勻空氣間隙的擊穿場強(qiáng)：30kV/cm雷云放電過程先導(dǎo)主放電余輝放電雷云放電過程

雷云放電過程主放電迎面先導(dǎo)與下行先導(dǎo)相遇，發(fā)生強(qiáng)烈的中和過程，形成極大的電流，稱為主放電，放電電流大，時(shí)間短余輝放電主放電結(jié)束后，雷云中剩余的電荷沿主放電通道下移，稱為余輝放電。放電電流小，時(shí)間長雷云放電過程雷電是自然界的一種常見現(xiàn)象，本質(zhì)上是長間隙放電。本節(jié)主要介紹雷電、雷云帶電及雷云放電過程，讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識雷電。過電壓及防雷保護(hù)直擊雷過電壓危害直擊雷過電壓雷電放電作為一種強(qiáng)大的自然力的爆發(fā)是難以制止的，產(chǎn)生的雷電過電壓可高達(dá)數(shù)百至數(shù)千kV，雷電過電壓可分為直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓兩種。直擊雷過電壓是由于雷電放電，強(qiáng)大的雷電流直接流經(jīng)被擊物產(chǎn)生的過電壓特征流過被擊物的電流大負(fù)極性雷過電壓居多形成的過電壓高常見形式雷擊輸電導(dǎo)線雷擊線路檔距中央雷擊桿塔塔頂直擊雷過電壓模型

先導(dǎo)放電模型直擊雷過電壓模型彼得遜等效電路

直擊雷過電壓模型

直擊雷過電壓模型

直擊雷過電壓危害電效應(yīng)破壞電性質(zhì)的破壞作用，表現(xiàn)在雷擊形成的數(shù)十萬乃至數(shù)百萬伏的沖擊電壓，畸變線路電壓、電流；巨大的雷電流流入地下，會在雷擊點(diǎn)接地周圍的5~10m范圍內(nèi)形成極高的電壓，可直接導(dǎo)致接地電壓和跨步電壓的觸電事故。如雷擊輸電線路時(shí)，線路電壓畸變嚴(yán)重直擊雷過電壓危害

直擊雷過電壓危害機(jī)械效應(yīng)破壞機(jī)械性質(zhì)的破壞作用，表現(xiàn)為被擊物直接遭到破壞，甚至爆裂成碎片，這是由于巨大的雷電流通過被擊物時(shí)，使被擊物縫隙中的氣體劇烈膨脹，縫隙中的水分也急劇蒸發(fā)為大量氣體，致使被擊物破壞或爆炸。此外，同性電荷之間的斥力、電流拐彎處的電磁推力、發(fā)生雷擊時(shí)的氣浪都有較強(qiáng)的破壞作用如線路被擊中后，絕緣子直擊爆炸

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握直擊雷電過電壓的概念、模型及其危害，為后續(xù)輸電線路防雷保護(hù)課程打好理論基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)工頻過電壓的分類工頻過電壓定義：在正?；蚬收蠒r(shí)，電力系統(tǒng)所出現(xiàn)的幅值超過最大工作相電壓、頻率為工頻（50HZ）的過電壓工頻過電壓空載線路電容效應(yīng)不對稱短路甩負(fù)荷工頻過電壓工頻過電壓對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響工頻電壓升高的大小直接影響操作過電壓的實(shí)際值工頻電壓升高的大小影響保護(hù)電器的工作條件和保護(hù)效果工頻電壓升高持續(xù)時(shí)間長影響設(shè)備絕緣和運(yùn)行性能工頻過電壓空載線路電容效應(yīng)引起的工頻過電壓定義：空載線路末端電壓較線路首端電壓有較大的升高根本原因：線路中容性電流在感抗上的壓降使得電容上的電壓高壓電源電壓一條空載線路的總?cè)菘挂话氵h(yuǎn)大于導(dǎo)線的感抗，因此線路各點(diǎn)的電壓均高于線路首端電壓，而且愈往線路末端電壓愈高工頻過電壓

工頻過電壓空載線路電容效應(yīng)引起的工頻過電壓限制方法末端、首端或中部并聯(lián)電抗器工頻過電壓不對稱短路引起的工頻過電壓系統(tǒng)通常以單相接地短路引起的工頻過電壓值作為確定避雷器額定電壓、滅弧電壓的依據(jù)對中性點(diǎn)絕緣的3-10kV系統(tǒng)，單相接地時(shí)，健全相的工頻過電壓可達(dá)最高運(yùn)行線電壓Um的1.1倍工頻過電壓甩負(fù)荷引起的工頻過電壓當(dāng)系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，輸電線路傳送功率最大，此時(shí)由于某種原因，斷路器跳閘，電源突然甩負(fù)荷后引起的過電壓通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握工頻過電壓及其分類，理解三類工頻過電壓產(chǎn)生的原因，了解過電壓的限制措施。過電壓及防雷保護(hù)工頻過電壓對電力系統(tǒng)的影響工頻過電壓常見的工頻過電壓空載線路電容效應(yīng)引起的工頻過電壓不對稱短路引起的工頻過電壓甩負(fù)荷引起的工頻過電壓工頻過電壓的影響一般而言，工頻過電壓對220kV電壓等級以下、線路不太長的系統(tǒng)的正常絕緣的電氣設(shè)備是沒有危險(xiǎn)的，但對超高壓、遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)絕緣水平的確定卻起著決定性的作用。工頻過電壓的影響工頻過電壓對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響工頻電壓升高的大小直接影響操作過電壓的實(shí)際值工頻電壓升高的大小影響保護(hù)電器的工作條件和保護(hù)效果工頻電壓升高持續(xù)時(shí)間長影響設(shè)備絕緣和運(yùn)行性能工頻過電壓的影響工頻電壓升高的大小直接影響操作過電壓的實(shí)際值工頻電壓升高時(shí)，同時(shí)出現(xiàn)操作過電壓，操作過電壓幅值就會達(dá)到很高的倍數(shù)工頻過電壓的影響工頻電壓升高的大小影響保護(hù)電器的工作條件和保護(hù)效果避雷器最大允許工作電壓是由工頻電壓升高決定的，如要求避雷器最大允許工作電壓較高，則其沖擊放電電壓和殘壓也將提高，相應(yīng)地，被保護(hù)設(shè)備的絕緣強(qiáng)度亦應(yīng)隨之提高。工頻過電壓的影響工頻電壓升高持續(xù)時(shí)間長影響設(shè)備絕緣和運(yùn)行性能工頻過電壓會使油紙絕緣內(nèi)部游離、污穢絕緣子閃絡(luò)、鐵心過熱、電暈及其干擾加劇等

工頻過電壓存在于各個(gè)電壓等級，影響各不相同。通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握工頻過電壓對電力系統(tǒng)的影響及具體體現(xiàn)形式。過電壓及防雷保護(hù)內(nèi)部過電壓的分類內(nèi)部過電壓定義：由于電力系統(tǒng)中某些內(nèi)部的原因引起的過電壓內(nèi)部原因：系統(tǒng)中斷路器的操作、系統(tǒng)中故障以及系統(tǒng)中電感、電容在特定情況下的配合不當(dāng)內(nèi)部過電壓操作過電壓暫時(shí)過電壓操作過電壓定義：由電網(wǎng)參數(shù)突變（如倒閘操作或故障）引起的過電壓主要類型：斷續(xù)電弧接地過電壓（非直接接地系統(tǒng)）切除空載線路過電壓空載線路合閘過電壓切除空載變壓器過電壓操作過電壓特點(diǎn)（相對于暫時(shí)過電壓）過電壓幅值高存在振蕩強(qiáng)阻尼持續(xù)時(shí)間短暫時(shí)過電壓暫時(shí)過電壓包括工頻過電壓和諧振過電壓工頻過電壓：在正?；蚬收蠒r(shí)，電力系統(tǒng)所出現(xiàn)的幅值超過最大工作相電壓、頻率為工頻（50HZ）的過電壓工頻過電壓空載線路電容效應(yīng)不對稱短路甩負(fù)荷暫時(shí)過電壓諧振過電壓：當(dāng)系進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí)，振蕩回路與外加電源發(fā)生諧振現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)中某些部分（或設(shè)備）上出現(xiàn)的過電壓。諧振過電壓線性諧振鐵磁諧振參數(shù)諧振通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握內(nèi)部過電壓的概念、特點(diǎn)及分類，為后續(xù)內(nèi)部過電壓的進(jìn)一步分析打基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)感應(yīng)雷過電壓的產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓的產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓是雷擊線路附近大地，由于雷電通道周圍空間電磁場的急劇變化，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的過電壓。過電壓有兩個(gè)分量，一個(gè)是電磁分量，一個(gè)是靜電感應(yīng)分量感應(yīng)雷過電壓的產(chǎn)生先導(dǎo)放電階段在雷云放電的先導(dǎo)階段，先導(dǎo)通道中充滿了電荷，如左圖。這些電荷對導(dǎo)線產(chǎn)生靜電感應(yīng)，在負(fù)先導(dǎo)附近的導(dǎo)線上積累了異號的正束縛電荷，而導(dǎo)線上的負(fù)電荷則被排斥到導(dǎo)線的遠(yuǎn)端感應(yīng)雷過電壓的產(chǎn)生主放電階段當(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釋放，以波的形式向?qū)Ь€兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，如左圖所示感應(yīng)雷過電壓的產(chǎn)生由于先導(dǎo)通道中電荷所產(chǎn)生的靜電場突然消失而引起的感應(yīng)電壓為感應(yīng)過電壓的靜電分量感應(yīng)雷過電壓的產(chǎn)生雷電流在通道周圍建立了強(qiáng)大的變化的磁場，一部分磁力線穿過導(dǎo)線與大地形成回路，產(chǎn)生的高電壓為感應(yīng)過電壓的電磁分量通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握感應(yīng)雷過電壓產(chǎn)生，理解感應(yīng)雷過電壓的兩個(gè)分量，為感應(yīng)雷過電壓計(jì)算打基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)感應(yīng)雷過電壓的計(jì)算感應(yīng)雷過電壓的計(jì)算感應(yīng)雷過電壓的計(jì)算雷擊線路附近大地?zé)o避雷線有避雷線雷擊線路桿塔無避雷線的感應(yīng)雷過電壓計(jì)算

無避雷線的感應(yīng)雷過電壓特點(diǎn)

無避雷線的感應(yīng)雷過電壓特點(diǎn)雷電流幅值一般不超過100kA感應(yīng)過電壓一般不超過300—400kV對35kV及以下電壓等級線路絕緣有危險(xiǎn)一般為對地閃絡(luò)有避雷線的感應(yīng)雷過電壓計(jì)算

有避雷線的感應(yīng)雷過電壓計(jì)算

有避雷線的感應(yīng)雷過電壓計(jì)算

雷擊桿塔時(shí)感應(yīng)過電壓的計(jì)算

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握輸電線路感應(yīng)雷過電壓的計(jì)算，了解各因素對輸電線路感應(yīng)過電壓的影響。過電壓及防雷保護(hù)建弧率建弧率

建弧率

建弧率

建弧率

建弧率

降低建弧率可采取的措施適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)，減少絕緣子串上工頻電場強(qiáng)度采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，防止建立穩(wěn)定的工頻電弧通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握建弧率的概念、影響因素及計(jì)算方法，為后續(xù)雷擊跳閘率的計(jì)算打基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)采用不平衡絕緣方式不平衡絕緣方式同一桿塔上，不同回路的絕緣水平不一樣例如在220kV同塔雙回線路上一回采用13片絕緣，一回采用15片絕緣子不平衡絕緣方式防雷原理雷擊時(shí)絕緣子串片數(shù)少的回路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線，增加了對另一回路導(dǎo)線的耦合作用，提高了線路的耐雷水平使之不發(fā)生閃絡(luò)，保障了另一回路的連續(xù)供電不平衡絕緣方式一般認(rèn)為雙回路絕緣水平的差異宜為相電壓峰值的

倍，差異過大將使線路的總跳閘率增加在輸電線路兩側(cè)環(huán)境不同時(shí)，雷擊概率較大的一側(cè)增強(qiáng)絕緣通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握采用不平衡絕緣方式這一防雷措施的防雷原理和采用這一防雷措施的慣例。過電壓及防雷保護(hù)架設(shè)耦合地線耦合地線一般應(yīng)用于雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地方或經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和線段一般架設(shè)在導(dǎo)線下方耦合地線耦合地線可起兩個(gè)作用一是降低接地電阻，連續(xù)伸長接地線是沿線路在地中埋設(shè)1～2根接地線，并可與下一基塔的桿塔接地裝置相連二是起一部分架空地線的作用，既有避雷線的分流作用，又有避雷線的耦合作用耦合地線是降低高土壤電阻率地區(qū)桿塔接地電阻的有效措施之一。通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握耦合地線架設(shè)原則和作用。過電壓及防雷保護(hù)耦合地線耦合地線架空線路導(dǎo)線下面增設(shè)的架空地線主要作用：降低接地電阻分流作用耦合作用耦合地線降低接地電阻國內(nèi)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，它是降低高土壤電阻率地區(qū)桿塔接地電阻的有效措施之一分流作用兼做避雷線，對雷電流分流耦合作用與避雷線、導(dǎo)線耦合，使耦合系數(shù)增大通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識耦合地線這一防雷措施、理解架設(shè)耦合地線的三種作用和防雷原理。過電壓及防雷保護(hù)如何架設(shè)避雷線避雷線避雷線，通常又稱架空地線，簡稱地線。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)電廠和變電所避雷線架設(shè)避雷線是高壓和超高壓輸電線線路最基本的防雷措施，其主要目的是防止雷直擊于導(dǎo)線，同時(shí)還有分流作用以減小流經(jīng)桿塔入地電流，從而降低塔頂電位；通過對導(dǎo)線耦合作用可以減小線路絕緣承受的電壓；對導(dǎo)線還有屏蔽作用，可以降低感應(yīng)過電壓。避雷線

避雷線工程中采用保護(hù)角α來表示避雷線對導(dǎo)線的保護(hù)程度保護(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。保護(hù)角愈小，避雷線就愈可靠地保護(hù)導(dǎo)線免遭雷擊。避雷線為了提高避雷線對導(dǎo)線的屏蔽效果，減小繞擊率，ll0kV及以上電壓等級的輸電線路都應(yīng)全線架設(shè)避雷線。平原上的220kV及l(fā)l0kV線路可用單根避雷線，保護(hù)角為

；山區(qū)220kV線路也要采用雙避雷線，保護(hù)角在

以下。避雷線300～500kV及以上的超高壓、特高壓線路都架設(shè)雙避雷線，保護(hù)角在

左右。35kV及以下的線路絕緣水平很低，全線架設(shè)避雷線依然有可能造成閃絡(luò)，故一般不沿全線架設(shè)避雷線，可采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或不接地

架設(shè)避雷線是高壓和超高壓輸電線線路最基本的防雷措施。通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握避雷線防雷原理、保護(hù)范圍和架設(shè)方法。過電壓及防雷保護(hù)輸電線路防雷原則輸電線路防雷目的：提高線路的耐雷性能，降低線路的雷擊跳閘率原則：采用技術(shù)與經(jīng)濟(jì)合理的措施，使系統(tǒng)雷害事故降低到運(yùn)行部門可以接受的程度，保證系統(tǒng)安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。輸電線路防雷在確定輸電線路的防雷方式時(shí)，應(yīng)全面考慮線路的重要程度、系統(tǒng)運(yùn)行方式、線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌的特點(diǎn)、土壤電阻率的高低等條件，結(jié)合當(dāng)?shù)卦芯€路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果，因地制宜，采取合理的保護(hù)措施輸電線路防雷四道防線：防止雷電直擊輸電線路防止輸電線路雷擊后絕緣閃絡(luò)防止雷擊閃絡(luò)后建立穩(wěn)定的工頻電弧防止工頻電弧引起電力供應(yīng)中斷輸電線路防雷防止雷電直擊輸電線路架設(shè)避雷線、裝設(shè)避雷針、桿塔側(cè)針等防止輸電線路雷擊后絕緣閃絡(luò)增強(qiáng)線路絕緣降低桿塔接地電阻、架設(shè)耦合地線防止雷擊閃絡(luò)后建立穩(wěn)定的工頻電弧采用中性點(diǎn)非有效接地方式增強(qiáng)絕緣防止工頻電弧引起電力供應(yīng)中斷裝設(shè)避雷器裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握輸電線路防雷原則、了解輸電線路防雷的四道防線和一些常用的防雷措施。過電壓及防雷保護(hù)雷擊避雷線檔距中央雷擊避雷線檔距中央根據(jù)模擬試驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，雷擊避雷線檔距中央約有10％的概率雷擊避雷線檔距中央雷擊避雷線檔距中央雷擊避雷線檔距中央等值電路

雷擊避雷線檔距中央

雷擊避雷線檔距中央

雷擊避雷線檔距中央

雷擊避雷線檔距中央

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握雷擊避雷線檔距中央過電壓的相關(guān)計(jì)算。為后續(xù)輸電線路防雷保護(hù)課程打好基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)雷擊桿塔塔頂?shù)倪^電壓和耐雷水平輸電線路直擊雷過電壓直擊雷過電壓雷擊桿塔塔頂雷擊避雷線或檔距中央雷擊導(dǎo)線或繞擊導(dǎo)線雷擊桿塔塔頂以有避雷線的線路為例，作用在線路絕緣子串上的電壓由3個(gè)分量組成電流在桿塔電感和接她電阻上形成的壓降避雷線和導(dǎo)線間的耦合作用而在導(dǎo)線上具有的電位雷電流產(chǎn)生的迅速變化的電磁場在導(dǎo)線上感應(yīng)的電位雷擊桿塔塔頂雷電流分布及等值電路

分布圖等值電路雷擊桿塔塔頂

雷擊桿塔塔頂

雷擊桿塔塔頂

雷擊桿塔塔頂

耐雷水平

耐雷水平

耐雷水平反擊現(xiàn)象原來被認(rèn)為接地的桿塔卻帶上了高電位，對輸電線路放電的現(xiàn)象通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握雷擊桿塔塔頂各部分電位的計(jì)算、理解耐雷水平和反擊的概念，會采取有關(guān)措施提高耐雷水平。過電壓及防雷保護(hù)繞擊時(shí)過電壓雷擊導(dǎo)線等值電路(不考慮導(dǎo)線工作電壓)雷擊導(dǎo)線或雷電繞過避雷線繞擊導(dǎo)線等值電路雷擊點(diǎn)電壓(不考慮導(dǎo)線工作電壓)

雷擊點(diǎn)電壓(不考慮導(dǎo)線工作電壓)

雷擊點(diǎn)電壓(不考慮導(dǎo)線工作電壓)導(dǎo)線上的電壓即為雷擊點(diǎn)的電壓，隨雷電流的增大而增大若導(dǎo)線上的電壓幅值超過線路絕緣子串的沖擊閃絡(luò)電壓，則絕緣將發(fā)生閃絡(luò)雷擊點(diǎn)電壓(考慮導(dǎo)線工作電壓)

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握雷電繞擊時(shí)過電壓的相關(guān)計(jì)算，了解計(jì)算的一般模型和參數(shù)的一般取值。過電壓及防雷保護(hù)繞擊時(shí)耐雷水平耐雷水平定義：雷擊線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值耐雷水平反擊耐雷水平繞擊耐雷水平耐雷水平

耐雷水平

耐雷水平110、220、330kV線路的繞擊耐雷水平分別為7、12和16kA。110、220kV線路的反擊耐雷水平為40—85、80—120kA耐雷水平額定電壓（kV）356011022033050020-3030-6045-8580-12014015068-5353-2842-1618-7.854通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握直擊雷保護(hù)措施，避雷針或避雷線裝設(shè)方式、原則和應(yīng)用范圍，為后續(xù)課程打基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)彼得遜等值法則的應(yīng)用某一變電所上接有N條出線，每條線路的波阻抗均為Z。如有一條線路上落雷，有一幅值為u(t)的直角波沿線路襲來，求母線上的電壓和各線路電壓幅值及電壓折射系數(shù)。應(yīng)用彼得遜法則，將上圖化簡為下圖的等值計(jì)算電路，母線上的電壓計(jì)算如下：各出線承受的電壓就是母線電壓為,電壓折射系數(shù)為

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握靈活應(yīng)用彼得遜等值法則，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)波的折射和反射現(xiàn)象一、節(jié)點(diǎn)在實(shí)際工程中分析過電壓保護(hù)問題時(shí)，經(jīng)常會遇到---分布參數(shù)的長導(dǎo)線或與集中阻抗（如接地電阻R）相連接的情況，不同波阻抗導(dǎo)線之間的連接點(diǎn)稱之為節(jié)點(diǎn)。二、波的折射和反射

若有一行波來到節(jié)點(diǎn)時(shí)，由于波要在節(jié)點(diǎn)前后保持單位長度導(dǎo)線的電場能和磁場能總和相等的規(guī)律，這就意味著波傳播到節(jié)點(diǎn)處必然要發(fā)生能量重新分配的過程，即會在節(jié)點(diǎn)處發(fā)生行波的折射和反射。

當(dāng)一行波我們稱為入射波，當(dāng)入射波到達(dá)節(jié)點(diǎn)A時(shí)，由于連接節(jié)點(diǎn)兩端的導(dǎo)線波阻抗，入射波在節(jié)點(diǎn)A處要發(fā)生電磁能量的重新分配，也就是在節(jié)點(diǎn)A處電壓、電流重新調(diào)整分配的過程。這就是波的折射和反射現(xiàn)象。

一部分能量通過節(jié)點(diǎn)A并沿繼續(xù)前行，稱折射波，一部分能量未能通過結(jié)點(diǎn)Ａ將沿導(dǎo)線返回，稱反射波。

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握折射波和反射波的基本過程，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)分析線路末端電壓波形一、直流電源在t=0時(shí)合閘于長度為L的空載線路，如圖所示，求線路末端點(diǎn)的電壓波形。

解：設(shè)τ為電磁波通過長度為L的線路時(shí)所需的時(shí)間。當(dāng)0＜t＜τ時(shí)，由線路首端發(fā)生的第一次電壓入射波u1q=E尚未到達(dá)線路末端，B點(diǎn)電壓為零。當(dāng)τ≤t＜2τ時(shí)，由于線路末端開路，在末端發(fā)生正電壓全反射，產(chǎn)生第一次反射波u1f=E，UB=2E。當(dāng)2τ≤t＜3τ時(shí)，到達(dá)線路首端，由于首端電源內(nèi)阻為零，對波的傳輸來說，相當(dāng)于發(fā)生末端對地短路的情況，從而在首端發(fā)生負(fù)電壓全反射，產(chǎn)生u2q=-E的第二次電壓入射波。但此時(shí)尚未到達(dá)B點(diǎn)，因而仍有UB=2E。當(dāng)3τ≤t＜5τ時(shí)，u2q已到B點(diǎn)，并產(chǎn)生第二次反射波u2f=-E，UB=u1q+u1f+u2q+u2f=0。當(dāng)5τ≤t＜7τ時(shí)，u2f=-E到達(dá)首端，產(chǎn)生的第三次入射波u3q=E到達(dá)B點(diǎn)，故在此時(shí)間內(nèi)UB=2E。如此反復(fù)下去得到周期為4τ，振幅為2E的振蕩方波。

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握分析線路末端電壓波形的方法，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)計(jì)算折射波的等值電路在圖中有一前行波沿波阻抗為的線路傳到波阻抗為的線路時(shí)，在節(jié)點(diǎn)A所引起的折射和反射，是用集中參數(shù)的等值電路來求解的問題。節(jié)點(diǎn)A的邊界條件把i1q=u1q/z、i1f=-u1f/z代入上式中的電流方程中，與電壓方程聯(lián)立求解得到：可以看出，要計(jì)算分布參數(shù)上節(jié)點(diǎn)A的電壓u2q，可以應(yīng)用下圖的集中參數(shù)等值電路。彼得遜法則：①線路波阻抗用數(shù)值相等的集中參數(shù)電阻代替；②把線路上的入射電壓波的兩倍2u1q作為等值電壓源。彼得遜法則使用條件：①入射波必須是沿分布參數(shù)線路傳來的；②節(jié)點(diǎn)A后面的線路中沒有反行波或反行波尚未到達(dá)節(jié)點(diǎn)A。

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握折射波如何計(jì)算，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)線路末端短路的折射、反射波一、線路末端短路相當(dāng)于故有入射波u1q到達(dá)末端后，發(fā)生了負(fù)的全反射，負(fù)反射的結(jié)果是使線路末端電壓下降為零，并逐步向首端發(fā)展。電流波i1q發(fā)生了正的全反射，線路末端的電流i2q=2i1q，即電流上升到原來的2倍，且逐步向首端發(fā)展。二、線路末端短路參數(shù)變化

從能量守恒的角度來看，這是由于末端短路接地，末端電壓為零，入射波的全部電場能量轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿芰恐省?/p>

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握線路末端短路時(shí)波發(fā)生折射和反射時(shí)各物理量的變化，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)末端接負(fù)載電阻的折射、反射波一、線路末端接負(fù)載相當(dāng)于故有

入射波到達(dá)與線路波阻抗相同的負(fù)載時(shí)，沒有反射現(xiàn)象，既沒有電壓反射波，也沒有電流反射波，由Z1傳過來的能量全部消耗在R中。線路上的電壓電流波形保持不變。相當(dāng)于線路末端接于另一波阻抗相同的線路（Z2=Z1），也是均勻線路的延伸。這種情況我們又稱之為阻抗匹配。二、線路末端短路參數(shù)變化

從能量角度看兩者是有本質(zhì)的區(qū)別的，前者是把能量全部消耗在負(fù)載中，后者是把能量儲存在線路中并向前傳播。阻抗匹配在實(shí)際中的應(yīng)用：在高壓測量中，我們常在電纜末端接上和電纜波阻相等的匹配電阻來消除在電纜末端折、反射所引起的測量誤差。

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握線路末端接負(fù)載時(shí)波發(fā)生折射和反射時(shí)各物理量的變化，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)線路末端開路的折射、反射波一、線路末端開路相當(dāng)于故有

電壓入射波u1q到達(dá)開路的末端時(shí)發(fā)生了正的全反射,結(jié)果是使線路末端的電壓上升到入射波的兩倍。隨著電壓反射波的逆向傳播,其所到之處均加倍達(dá)2u1q。電流反射波i1f=-u1f/z1=-u1q/z1=-i1q，可見電流發(fā)生了負(fù)的全反射,隨著電流反射波的逆向傳播,其所到之處電流全部降為零。二、線路末端開路參數(shù)變化

從能量守恒的角度來看，這是由于末端開路時(shí)，末端電流為零，入射波的全部磁場能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿芰恐?。?yīng)用：過電壓波在開路末端的加倍升高對絕緣是很危險(xiǎn)的，在考慮過電壓防護(hù)措施時(shí)應(yīng)引起充分的重視。

通過本知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握線路末端開路時(shí)波發(fā)生折射和反射時(shí)各物理量的變化，為今后的課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。過電壓及防雷保護(hù)折射波和反射波的計(jì)算一、折射波和反射波的大小

在節(jié)點(diǎn)處只能有一個(gè)電壓值和電流值，即節(jié)點(diǎn)左側(cè)及右側(cè)的電壓和電