《高电压工程基础》第9章 雷电及防雷装置.pptx

雷电及防雷装置雷电是自然界中最强大的电可在瞬间释放出巨大的电荷和能量。为了保护建筑物和人员免受雷电袭击,需要设置有效的防雷装置。本章将介绍雷电的特点及其对人类的影响,并详细阐述防雷装置的原理和安装要求。ＯabyＯＯＯＯＯＯＯＯＯ

9.1雷电的基本知识1雷电的形成雷电是由于对流云中的电荷分离和积聚而产生的巨大电位差引起的放电现象。这种放电过程会产生高温等离子体通道和强大的电磁辐射。2雷电的种类雷电可分为正面雷电和负面雷电。正面雷电从云层向地面放电,负面雷电从地面向云层放电。不同种类的雷电会产生不同的破坏效果。3雷电的特点雷电具有极高的电压、电流和温度,可达数百万伏特、数万安培和数万摄氏度。同时还会产生强大的电磁脉冲和机械振动。

9.1.1雷电的形成雷电是一种自然现象,由于对流过程中云中和云间的电荷分离而产生。当电荷分布失衡,云层之间或云与地面之间产生强大的电场,最终会引发放电,产生雷电。这是一个复杂的过程,涉及到空气对流、电离、静电诱导等多个环节。

9.1.2雷电的种类云对地雷击：这是最普遍的雷电形式，由云端电荷直接向地面放电产生。云对云雷击：两个不同电位的云层之间发生放电,也可能引发地面雷击。地对地雷击：地面上不同电位区域之间发生放电,形成横向流经地面的雷电流。

9.1.3雷电的特点雷电源于大气中积累的电荷,通过放电的方式释放出巨大的能量。雷电放电时会产生强大的电磁场和冲击波,并可能引发次生灾害。雷电具有不可预测性,发生时间和位置难以精确预测。

雷电对电力系统的危害雷电会对电力系统造成直接和间接两方面的危害。直接危害包括雷击直接击中电力设施导致设备损坏和人员伤亡,间接危害则包括因雷电引起的电涌和瞬时过电压破坏电网设备和电子控制系统。这些危害会严重影响电力供给的可靠性。

9.2.1直接危害雷电直接击中电力线路和设备,可能会造成电力系统短路、线路损坏、设备损毁等严重后果。雷电直接击中输电线路铁塔,会导致铁塔倒塌,造成线路长时间中断供电。雷电直接击中变电站,可能会烧毁变压器、开关设备等关键设备,导致整个变电站瘫痪。

9.2.2间接危害雷电对电力系统和电子设备的间接危害主要体现在感应电压和脉冲电流。感应电压会对绝缘体造成损坏,从而引发短路或接地故障。脉冲电流则会损坏电子设备的集成电路,导致设备故障或失去正常功能。

防雷装置的分类避雷针避雷针是用来接受并引导雷电到大地的装置,可以保护建筑物及其内部设备不受雷电的直接袭击。接地装置良好的接地系统可以为雷电提供安全的流经通路,避免高压瞬时放电对设备和人员造成伤害。避雷器避雷器可以保护电力系统设备免受雷电冲击和过电压的破坏,是防雷装置的重要组成部分。

9.3.1避雷针避雷针是防雷装置的核心组件之一，其作用是吸引和引导雷电流入地。避雷针主要分为单针、网状和防雷带三种类型，其形状、高度和材质都会影响其防雷效果。避雷针的安装位置和数量应根据建筑物的高度、结构以及所在地区的雷电活动情况而确定，以确保最佳的保护范围。

9.3.2接地装置接地装置是防雷系统的重要组成部分。它的主要作用是将雷电流引入大地,避免雷电对设备和人员的伤害。合理设计的接地装置不仅能够确保可靠接地,还可以降低接地电阻,提高防雷性能。

9.3.3避雷器避雷器是防雷系统的重要组成部分,用于保护电力设备免受雷电危害。避雷器能够吸收雷电脉冲电流,阻隔过高的瞬态电压,保护电力设备不受破坏。避雷器根据承受电压等级的不同可分为高压、中压和低压避雷器等多种类型。

避雷针的设计避雷针的设计是防雷系统中的关键环节。它需要综合考虑避雷针的类型、高度、位置等因素,确保能够有效引导闪电流,保护电力设备免受雷电损害。设计时还需考虑当地气候条件、电力系统特点等,确保避雷针能够可靠运行。

9.4.1避雷针的类型尖头避雷针：顶部有尖锐的金属尖头，能有效引导雷电流。广泛应用于建筑物、塔架等接地体上。簇状避雷针：由多根尖头组成的避雷装置，能覆盖更广泛的区域。适用于大跨径建筑物、高大构筑物等。环形避雷针：由一圈金属环组成的避雷针,可防护较大范围内的多个目标物。通常用于保护开阔场地或大型设备。

9.4.2避雷针的布置合理选择避雷针的高度:根据建筑物的高度和周围地形,配置合适高度的避雷针,确保保护区域覆盖全面。合理布置避雷针的位置:避雷针要布置在建筑物的高点或突出点,并与突出物保持足够的距离,使之能可靠地保护整个建筑。注意避雷针的间距布置:根据实际情况合理控制避雷针的间距,确保各区域内避雷针的保护范围能够全面重叠。

9.5接地装置的设计接地装置是防雷系统的核心部分,其设计至关重要。需要根据实际情况选择合适的接地形式,确保接地电阻满足要求,提供可靠的接地通路。合理的接地设计可以最大限度地保护电力系统免受雷电的伤害。接地电阻的大小直接影响接地装置的性能,必须严