文档介绍：摘要
万所有防雷工作一般是围绕两个方面进行的一是消雷一是对雷电能量的释
放进行控制。对于前者,由于人们至今未弄清雷电的形成和诱发机制,所以大多
数有关消雷手段的有假说性质。对于后者,虽然已有一些公认理论,但仍
缺乏系统性和完整文综合评价了目前存在的各种防雷手段,并结合波的传
播理论,对雷电能量的传播与消散过程作了进一步探讨。
、、乙就电力系统而言,大部分雷击发生在架空输电线路上。输电线路防雷研究对
提高电网运行可靠性具有重要意义。本文在分析了直击雷造成线路跳闸的各个因
素基础之上,对输电线路防雷提出更合理方案。对于直击雷跳闸率的计算,本文
结合击距理论,提出了新的计算方法,并对传统计算方法进行修正。
感应雷电压对低压输电线路影响不可忽视办文对感应雷电压·电流的波形·
幅值、陡度及传播过程进行了全面分析,并对感应雷的危害性作出评估。对于感
应雷跳闸率的计算,困难在于不能像直击雷那样给出等值受雷宽度。本文利用击
距理论,确定每一雷电流引起闪络的有效距离范围,再利用雷电流概率密度函数
对各个雷电流积分求出感应雷跳闸‘久个方苟
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前言
雷电是一种发生频率很高的自然现象。据估计,每年有亿次雷暴发生,
平均每小时发生雷暴次。就地球表面而言,每秒钟就有次落地闪
电发生,有时,顷刻间可发生次闪电。
强大的雷电流及功率使其具有巨大的破坏性,全世界每年因雷击造成的损失
达亿美元以上,伤亡上万人。随着科学技术的不断进步,尤其是近年来,
各种网络电力、通讯的迅速发展,给人们的生活带来了极大的方便。同时,
也为雷电造成更大的损失提供了可能性。雷电能量借助各种网络传播到更远更广
的范围,造成更大面积的人身伤亡和直接财产损失。此外,局部网络设备的损坏,
可能影响到整个网络的运行,甚至引起整个网络系统的崩溃,其损失难以估计,
正是因为如此,现代防雷具有更重要意义,而对防雷水平也提出了更高的要求。
自年前,富兰克林发明避雷针以来,人们在不断地探索新的防雷手段和
防雷理论。而各种新防雷手段的原理,往往也只是建立在模拟实验推广到云地之
间的结论之上,忽略了云地之间闪电,与模拟试验的条件有着本质不同。所以,
除避雷针线和避雷器是比较成熟的防雷手段外,其它防雷手段和理论存在种
种不完善之处,一些人在反对使用避雷针同时,也并未提出令人信服的防雷手段
和理论。
本文试图从目前人们公认的雷电的一些基本特性出发,结合波的传播理论,
对雷电能量的传播过程和特点加以分析。尤其是对雷电能量在接地过程中的转换
与消散过程提出一些看法,并对目前存在的各种防雷手段作一评价。
另外,根据上述分析,对输电线路中直击雷和感应雷过电压的特点及对跳闸
率的影响作了理论上的探讨,提出更合理的防雷方案。结合击距理论,提出对感
应雷和直击雷跳闸率进行计算的新方法,并对现有跳闸率计算方法进行修正。使
之更接近实际跳闸率。
第一部分雷电与防雷
第一章雷电特性与传播
第一节雷电的产生与传播
雷电放电过程
云地之间闪电或雷击是云中电荷
与大地中的电荷迅速中和的过程。虽
然人们至今未能彻底弄清云中电荷形
成的过程,但却可以对云中电荷的进
行直接探测。实测表明,在
高度上空,主要是正电荷云层,在一
的高度主要是负电荷云层,在云
的最底部存在区域不大的正电荷区阵二二二二万一
见图一。图雷云电荷分布
雷云放电,必须在雷云与大地之间建立放电通道。首先是云下端的正负电荷
发生局部云闪,负电荷移至云下端,其后这些下移的负电荷形成的电场又使更下
面的空气电离,使负电荷逐步向下推进。负电荷向下的推进过程不是一次完成
的,每次推进后,停顿,然后再向下推进。因此,这一逐
级向下推进的负电荷通道被称为梯形先导。
当先导推至距地面一定距离时,大地表面聚集的负电荷与梯形先导之间形成强大
电场,使先导与大地之间空气电离。大地中电荷迅速形成迎面先导与梯形先导回合并
冲问云端,这一过程又称回击,强大的雷电流正是在这一过程中形成的。
雷电流波形
雷电流作为一个暂短的放电过程,
其波形包括一个电流迅速增大的过程
和一段相对稳定的峰值持续过程。前
者即为雷电的波头,后者即为波尾。
波头一般很短,只有几微秒,而波尾,一
雷电流波形简化波形
一般较长,长达数十微秒,甚至更长
见图一。图雷电流波形
由于波尾远大于波头长度,从可靠角度考通常把雷电流视为斜角平波加以处
理
除雷电流