雷电的危害性分析及其预防措施

雷电是自然界中雷云之间或是雷云与大地之间的一种放电现象。其特点是电压很高、电流很大、能量释放时间短，具有很大的危害性。雷电会造成电力系统大面积停电、森林大面积烧毁、建筑物毁坏、油库爆炸起火、通讯系统瘫痪以及家电设备损坏等等。１雷电理论１．１雷云结构和雷电的放电机理雷云的典型结构是中部有强烈的上升气流，在这种气流的作用下，带正电的冰晶与带负电的水滴开始分离，形成一部分带正电荷，一部分带负电荷的雷云。由于异性电荷的不断积累，不同极性的云块之间电场强度不断增大，当某处的电场强度超过空气可能承受的击穿强…     

雷电过电压引发电容式电压互感器铁磁 谐振特性分析与防护研究

近年来,电容电压互感器(CVT)在我国电力系统中得到越来越广泛的应用,需要详细研究雷电过电压引发CVT铁磁谐振特性及相应防护措施。通过在EMTP软件中建立35 kV变电站系统模型,分析线路遭受雷电直击或雷电感应时CVT铁磁谐振过电压特性,讨论过电压保护器件和阻尼装置等不同消谐措施的效果,最后分析线路安装避雷器或避雷线对铁磁谐振的抑制效果。研究结果表明:雷电过电压引发的CVT一次侧过电压波形振荡明显,雷电感应情况下过电压频谱范围更宽; CVT一次侧过电压幅值随着雷电流幅值的增加而增大,但雷电流幅值对过电压谐振周期影响不明显;高压侧分压电容或补偿电抗器两端并联放电间隙能够有效抑制CVT二次侧过电压幅值,但对过电压振荡抑制效果较差;速饱和阻尼、谐振型阻尼、电阻型阻尼装置均能够抑制CVT二次侧过电压幅值,速饱和阻尼和谐振型阻尼对过电压波形振荡抑制效果更为明显。高压侧线路安装避雷器或避雷线能够抑制雷电直击或雷电感应引发的CVT一次侧过电压,但避雷器安装较密或避雷线接地间隔较短才能取得较好防护效果。     

金属管内同轴线耦合雷电电磁波特性的分析

针对雷电电磁波对具有金属管保护的架空同轴线造成传输信号干扰、设备损坏等问题，通过对同轴线耦合理论的分析，利用理论与试验相结合的方法，采用大型雷电冲击发生器模拟雷电流进行冲击试验，得到以下结论：随着冲击电流的增大，线缆上的耦合电压也越大，金属管内的同轴线耦合的电压总比管外的同轴线耦合电压更小，管径越大耦合电压更小，当管径达到一定尺寸时，可以将管内的同轴线耦合电压降低在1 V以下，有效保护线缆终端的电子设备不受到过电压而有损坏；由频谱图可知，耦合的最大振幅均集中在10 kHz;同轴线在终端屏蔽层接地时能有效减小耦合雷电电磁波产生的过电压，最后通过曲线拟合，反推出当冲击电流为35 kA时，长度为30 m的同轴线耦合的峰值电压为69 V,所得的结论对同轴线在进行雷电防护中有一定的参考价值。     

避雷线对高压架空配电线路雷电感应电压影响的分析

电力系统的电压等级对电力线路雷电过电压的产生起着决定作用。在架空配电线路中,直接或间接由雷击引起短暂的雷电过电压,可通过改变线路结构、安装避雷器和架设一根或多根避雷线来提高线路的耐雷水平,增加线路的临界冲击闪络电压。该文旨在分析雷击附近配电线路时避雷线对降低浪涌幅度的有效性的影响。创新性的通过缩比模型实验和计算机仿真,分析避雷线相对于每相导体的相对位置、避雷线的间距、接地电阻、雷电流的陡度以及雷电通道相对于接地点的相对位置等相关参数的组合对感应电压的影响,并用避雷线和相导体之间的电压Upg与在没有避雷线的情况下相线上的感应电压U′p的比值来表示避雷线的抑制作用,最后对仿真结果和实验结果作比较、分析。得出如上各个因素对不同情况下感应电压的影响。本文的研究结果将对以后高压配电线路的防雷起一定的指导意义,有重要的参考价值。     

消防通信指挥系统中浪涌过电压的防护

直击雷的雷电过电压波的形成，是由于空中云层间的相互高速运动，剧烈摩擦，使高端云层带正电荷，低端云层带负电荷，进而使大地带正电荷，这样一来，高端云层与低端云层之间或低端云层与大地之间形成极大的电场，当其电场强度足够高时，在高端云层与低端云层之间或低端云层与大地之间就产生放电，这种放电现象称之为雷击(雷电)，也称之为直接雷击。这种直击雷造成灾害的发生几率相对较小，但危害程度却特别大。     

高压单芯电缆工频运行下金属护套雷电冲击电压的仿真研究

为了研究高压单芯电缆金属护套冲击电压的影响因素,本研究用PSCAD/EMTDC建立220 kV架空线-高压单芯电缆线路模型并仿真雷电绕击架空线后沿线入侵电缆的波过程,在工频运行条件下,通过改变电缆接地方式、电缆参数以及雷电流参数,研究对金属护套雷电冲击电压幅值的降低作用。结果表明：其他条件相同时,采用首端接地方式的不接地点金属护套雷电冲击电压幅值比末端接地方式和交叉互联接地方式降低约90%;由于金属护套在交叉互联点发生换位,导致金属护套雷电冲击电压幅值最大相在第二个互联点处由侵入相变为非侵入相;通过改变电缆长度、分段均匀度以及排列方式等方法对金属护套雷电冲击电压的降低作用有限,仍需增设电压保护器加以限制;雷电流入侵电缆工频电压波谷时,能比入侵波峰时降低约80%的金属护套雷电冲击电压。     

接地模块在架空输电线路防雷改造中的应用

雷电是一种大气放电现象,产生于积雨云中,积雨云在形成过程中,某些云团带正电荷,某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应,使地面或建(构)筑物表面产生异性电荷,当电荷积聚到一定程度时,不同电荷云团之间,或云团与大地之间的电场强度可以击穿空气(一般为25~30 k V/cm),开始游离放电,我们称之为"先导放电"。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的,当到达地面吋(地面上的建筑物,架空输电线等),便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里,会出现很大的雷电流(一般为几十k A至几百k A),并随之发生强烈的闪电和巨响,这就形成了雷电。     

避雷器加速电热老化下的响应特性研究

避雷器在运行过程中会承受多次雷电冲击影响，其过电压防护效果值得关注。选取现场已运行19年的110 kV氧化锌阀片为研究对象，在135℃条件下进行加速交流老化试验，测试了阀片热功耗曲线及其它特征参量，并基于热加速因子的阿伦纽斯模型计算了阀片剩余寿命。进一步，以特制存在不同阀片劣化程度的避雷器为研究对象，开展了多次连续的雷电冲击电流(8/20μs, 10 kA)试验，测试了多次雷电冲击电流前后能表征避雷器电气性能的特征参量以及冲击电流、电压波形。研究发现：已服役19年的阀片剩余寿命分散性明显；避雷器局部阀片的劣化将使避雷器耐受雷电冲击特性明显下降；雷电冲击试验后，若避雷器未发生击穿或击穿后阀片无明显外观缺陷，其绝缘电阻、阻性电流、交流U_1mA、直流U_1mA和残压等特征参量几乎没变化或变化不明显；若避雷器发生击穿且阀片发生炸裂或明显破损，则上述参量(除残压外)会明显下降，阻性电流明显增加。虽然残压值基本不变，但雷电冲击电流、电压波形会发生显著变化。     

谈雷电引发的火灾事故及其预防

一、雷电火灾发生频繁，损失严重。雷电或说雷击引发的火灾事故，我们在此称为“雷电火灾”。雷电火灾在我国或世界各地出现都比较频繁，给有限资源和人民生命财产都造成了严重的损失。在此略举几侧．一方面是为了说明雷电火灾灾情的严重性，另一方面也为我们分析雷电火灾的成因和寻找预防对策提供依据：     

通信线路的雷电过电压及抑制措施

随着多媒体技术的迅速发展,关于感应雷和建筑物直击雷在通信线路产生的雷电电涌的电压和电流特性及目前使用的抑制雷电过电压的保护措施都是我们应该学习和掌握的.     

云南高海拔地区雷电活动分布规律的研究

为获取云南省的雷电活动规律,结合雷电定位系统2005年—2008年的雷电监测数据,对整个云南省的落雷次数、雷暴日、落雷密度等雷电参数进行统计分析,并对雷电流幅值分布进行拟合。结果表明,采用IEEE推荐的表达式比雷电定位系统测量的雷电流幅值累积概率曲线和概率密度曲线拟合效果比采用我国现行规程中推荐公式要好,规程推荐的雷电流幅值累积概率在大于29 kA时比实际值大,而规程推荐的典型杆塔反击耐雷水平大于41 kA,这使得反击耐雷水平的设计趋于保守。根据电气几何模型的基本原理,对输电线路的绕击跳闸率进行计算,结果表明实际雷电流幅值概率密度计算得到的绕击跳闸率将比规程推荐公式计算值大,当最大绕击雷电流达到80kA时,所有电压等级的绕击跳闸率将是规程计算绕击跳闸率的4倍以上,这与目前高压输电线路雷击跳闸率比设计值偏高的事实基本相符。     

浅谈雷电与火灾

一、对雷电的认识 雷电是伴随有闪电和雷鸣的一种可怖而雄伟壮观的自然现象。过去，人们不能解释这种自然现象，把它当作神来崇拜。自18世纪富兰克林著名的风筝实验以来，人们才开始对雷电有了一定的认识，致力于雷电及防护的研究，并在对雷电的防护上已经取得了很大成绩，积累了丰富的经验。     

天津市在广大未成人中长期开展道德实践活动

今年8月底以前,全省有50所中小学校将建成雷电灾害防御示范工程,重点解决地处雷电灾害频发地域、无雷电防护措施或雷电防护措施极不完善的贫困偏远地区中小学校的防雷安全问题。     

某型号直升机空速管雷电间接效应防护设计研究

本文对某型号直升机的空速管的雷电间接效应进行防护试验。采用短路法测量空速管加热电源线上的感应电流,采用开路法测量加装雷电抑制器前、后空速管加热电源线上的感应电压,测试试验结果表明,采用雷电抑制器抑制耦合进入机身内部的感应电压有效的对空速管系统间接效应起到防护。     

牵引变电所雷电侵入波保护方案研究

避雷器安装位置和安装数量的不同对牵引变电所内各个设备保护的可靠性影响比较大。笔者采用ATP-EMTP仿真计算软件,通过对避雷器、变压器、互感器等设备进行建模,进而对避雷器不同布置方案时110 kV牵引变电所内各个设备上的雷电冲击电压进行仿真,最终得到一种最优的110 kV牵引变电所雷电防护的方案,即在电压互感器和牵引变压器前面各设置1个避雷器。     

雷电波对低压电源系统干扰的仿真分析

微机保护系统是电力系统的重要组成部分,但其耐压水平低,雷电波侵入电源系统时易导致设备的损坏,严重影响电力系统的正常运行。依据雷电波侵入变电站微机电源的途径,建立模型,对雷电波侵入低压电源系统引起的冲击电压干扰进行ATP仿真分析,讨论变压器低压侧有无压敏电阻、雷电波侵入位置、压敏电阻装设位置等情况对冲击电压的影响。结果表明:在变压器低压侧加装压敏电阻,能有效抑制侵入的雷电波;压敏电阻安装位置离变压器低压侧越近,保护效果越好;线路带负载后冲击电压进一步降低;根据需求,在低压电缆不同位置装设不同等级的保护器配合使用,可以有效降低雷电侵入波对低压电源系统的干扰。     

深圳大运会体育场防雷设计释疑

针对深圳大运会体育场防雷设计的主要问题：引下线间距超规、运动场地全面保护、屋面板保护及雷电过电压作了分析。就大运会的防雷设计与规范要求的接触电压、跨步电压、磁场强度作对比,数值均小得多,说明设计是安全的,也指出了需要处理的问题。等电位联结对于降低跨步电压、接触电压和防止雷电反击是十分有效的措施。     

回击电流速度变化对沿雷电通道回击 电流的影响研究

当高层建筑结构遭遇直击雷时,其电气设备可能会遭到破坏,这是因为回击电流产生了雷电电磁场(LEMF),而电磁场又在电气设备上感生出了感应电动势(LIV)。回击电流速度参数的变化会影响雷电通道内回击电流的幅值,因此回击速度改变对回击电流的影响在本文有详细介绍和分析。而本文测量研究发现:沿着通道的峰值电流的变化是取决于回击电流速度(RSV)变化,RSV波形以及在前100 m通道高度平均值,于是评估雷电电磁场和感应电压时都应该考虑这些因素。在评估感应电压和系统保护时,应考虑电流峰值的变化。     

发电机故障分析与避雷器的选择

某热电厂2号发电机遭受雷电过电压时,发生了击穿,造成了发电机跳闸损坏。分析表明是避雷器选型错误,即使用了额定电压为10.5kV,型号为YH5WZ-17.5/45的变电站专用避雷器,而正确选择应为YH5WD-13.5/31的电站型专用避雷器。阐明了选择发电机避雷器的原则:不论发电机输送的电力系统结构有多么复杂、情况有多么特殊、谐振过电压的发生机率有多高,必须根据发电机的额定电压,选择发电机专用的避雷器。     

浅析广播电视系统的防雷保护

雷电灾害被国际电工委员会(IEC)称为"电子化时代的一大公害"。现代化的城市一座座高楼如雨后春笋般拔地而起,造成雷电击穿空气的距离缩短,因为雷击的概率与建筑的高度成正比,所以雷击概率加大。同时,由于全球气候变暖,城市热岛现象增多,使城市的大气环流形势出现了新特点,夏季雷暴期延长。而更重要的是,随着科技的进步,微电设备被广泛应用,城市通信电源大幅增多,城市电磁场发生变化,特别是微电子产品普遍绝缘强度低,过电压耐受力差,容易遭受雷电侵袭,其中电脑网络、通讯指挥系统和公用天线都是重灾区。从某种意义上说,科技越发达,雷击对人们的威胁就越大。据德国一家保险公司统计,在德国各种灾害造成的损害中,感应雷击造成的损害高居榜首,占全部灾害损失的33.8%。雷电危害可分成直击雷、感应雷和雷电波侵入三种。目前,直击雷造成的灾害已明显减少,而随着城市经济的发展,感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷,而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及联网微机等弱电设备。