第七章 雷电放电及防雷保护装置.ppt

二、 雷电放电过程 雷电放电是一种超长气隙的火花放电，与金属电极间的长气隙放电是相似的。 由于雷云的物理性质毕竟与金属板不同，因而具有多次重复雷击等现象和特点。 雷云下部大部分带负电荷，大多数的雷击是负极性的，雷云中的负电荷会在地面感应出大量正电荷。 地面与大地之间或两块带异号电荷的雷云之间，会形成强大的电场，其电位差可达数兆伏甚至数十兆伏。 通常“云—地”之间的线状雷电在开始时往往是一微弱发光的通道从雷云向地面伸展，它以逐级推进的方式向下发展，每级长度约25~50m，每级的伸展速度约104 km/s，各级之间有30~90μs的停歇，所以平均发展速度只有100~800km/s这种预放电称为逐级引路或先导放电。 当先导放电接近地面时，地面上一些高耸的物体因周围电场强度达到了能使空气电离程度，会发出向上的迎面先导，当它与下行先导相遇时，就出现了强烈的电荷中和过程，出现极大的电流，这就是雷电的主放电阶段，伴随着雷鸣和闪光。这段时间极短，只有50~100 μs，它是沿着负的下行先导通道，由下而上逆向发展的，亦称“回击”,速度可达20000~150000km/s。 i0 A A 2i0 Z0 Ri i Ri O (a) (b) 根据雷电流的定义,这时流过雷击点A的电流即为雷电流i。如(b)为其电流源等值电路则雷电流为： 雷击于导线或档距中央避雷线 导线雷击点A的电压幅值 令Z0=300Ω ，Z=400Ω ，可得UA=120I (三)感应雷击过电压 除了前面介绍的直接雷击过电压外,电力系统中还会出现另一种雷电过电压—感应雷击过电压，它的形成机理与直接雷击过电压完全不同。 在雷击点与电力线路之间的距离s65m的情况下 式中I—雷电流幅值 hc—导线的平均对地高度 s—雷击点与线路之间的距离 雷击于塔顶等紧靠导线的接地物体 Ui=ahc 式中a—感应雷过电压系数，它近似等于雷电流的平均波前陡度，即a≈I/2.6 * 雷电是自然中最宏伟壮观的现象，也是最普遍的现象之一，它对人类的生活环境、工作条件等都造成了很大的影响，因此对雷电的研究和防护意义重大。 早在18世纪初，富兰克林等物理学家已经揭示了“闪电就是电”的本质，而随着物理学的进一步发展，人们对雷电这一自然现象有了更深刻的认识。 第七章 雷电放电及防雷保护装置 雷电引起的火灾和爆炸 雷击（2007.5.23重庆开县） 雷击（2007.5.23重庆开县） 从电力工程的角度来看，最值得我们注意的两个方面是： 雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一 产生巨大电流，使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔断或通过电动力引起机械损坏。 雷电放电实质上是一种超长气隙的火花放电，它所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。 第一节 雷电放电和雷电过电压 雷云的形成 雷电放电过程 雷电参数 雷电过电压的形成 雷云的形成机理获得比较广泛认同的是水滴分裂起电理论：大水滴分裂成水珠和细微的水沫，出现电荷分离现象，大水珠带正电，小水沫带负电，细微水沫被上升 气流带往高空，形成大片 带负电的雷云。 雷云下部局部正电荷区。 一、雷云的形成 雷云 20,000 μs 1000 μs 1000 μs 箭状先导 箭状先导 分级先导 第一次主放电