高電壓技術(shù)雷電過(guò)電壓演講人：日期:目錄CONTENTS01雷電過(guò)電壓基本概念02雷電放電形成機(jī)理03防護(hù)設(shè)備技術(shù)規(guī)范04過(guò)電壓抑制措施05仿真分析與試驗(yàn)驗(yàn)證06工程應(yīng)用案例研究01雷電過(guò)電壓基本概念雷電現(xiàn)象定義與成因雷電是伴有閃電和雷鳴的放電現(xiàn)象，通常發(fā)生在積雨云中或云地之間。雷電現(xiàn)象定義成因分析雷電參數(shù)雷電的成因主要與大氣中的電荷分布和電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)云層中的電荷積累到一定程度時(shí)，就會(huì)形成放電通道，產(chǎn)生雷電。雷電的主要參數(shù)包括電流峰值、電荷量、波形等，這些參數(shù)對(duì)于防雷設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇具有重要意義。過(guò)電壓分類(lèi)與特征過(guò)電壓分類(lèi)過(guò)電壓分為雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓兩類(lèi)，其中雷電過(guò)電壓是由雷電引起的，操作過(guò)電壓是由電力設(shè)備操作或故障引起的。雷電過(guò)電壓特征操作過(guò)電壓特征雷電過(guò)電壓具有高幅值、短持續(xù)時(shí)間、波形復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)電力設(shè)備和絕緣子危害極大。操作過(guò)電壓的幅值和波形因操作類(lèi)型和系統(tǒng)參數(shù)而異，但通常持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，可能對(duì)設(shè)備造成持續(xù)損害。123電力系統(tǒng)危害性分析設(shè)備損壞供電中斷人身安全火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)雷電過(guò)電壓可能導(dǎo)致電力設(shè)備的絕緣擊穿、損壞或燒毀，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。雷電過(guò)電壓產(chǎn)生的電弧和電流可能對(duì)人體造成觸電傷害，甚至危及生命。雷電過(guò)電壓還可能引起電力系統(tǒng)的跳閘和停電，給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)不便和損失。雷電過(guò)電壓引發(fā)的電弧放電可能點(diǎn)燃易燃物，導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生。02雷電放電形成機(jī)理雷云放電物理過(guò)程雷云中的電荷分布不均，形成強(qiáng)烈的電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)發(fā)生放電。雷電形成在電場(chǎng)作用下，空氣中的正負(fù)離子向相反方向移動(dòng)，形成導(dǎo)電通道。放電通道形成通過(guò)導(dǎo)電通道，電流從雷云向地面或其他物體傳導(dǎo)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象。電流傳導(dǎo)地面物體擊穿條件物體的導(dǎo)電性能越好，越容易被雷電擊穿。物體導(dǎo)電性能物體形狀和尺寸絕緣狀態(tài)尖銳、細(xì)小的物體更容易受到雷電的攻擊，而較大的物體則需要更大的電場(chǎng)強(qiáng)度才能擊穿。物體周?chē)慕^緣狀態(tài)越好，越容易被擊穿，因?yàn)榻^緣體可以阻止電荷的流動(dòng)，導(dǎo)致電荷在物體表面積累。電磁暫態(tài)數(shù)學(xué)模型麥克斯韋方程組描述電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電荷和電流之間的關(guān)系，是研究雷電放電過(guò)程的基礎(chǔ)。01電磁場(chǎng)傳播模型描述電磁波在空間中傳播的過(guò)程，包括輻射、傳播和接收等。02電磁暫態(tài)仿真技術(shù)利用計(jì)算機(jī)模擬雷電放電過(guò)程，可以預(yù)測(cè)雷電對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的影響，為防雷設(shè)計(jì)提供依據(jù)。0303防護(hù)設(shè)備技術(shù)規(guī)范避雷器選型與參數(shù)金屬氧化物避雷器放電間隙碳化硅避雷器參數(shù)選擇具有優(yōu)異的非線(xiàn)性伏安特性，可限制雷電過(guò)電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣。具有較高的放電電壓，用于保護(hù)高壓電器設(shè)備。與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)電壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，間隙放電，從而限制過(guò)電壓。根據(jù)系統(tǒng)電壓、設(shè)備絕緣水平及雷電過(guò)電壓特性等，選擇避雷器額定電壓、通流容量等參數(shù)。根據(jù)設(shè)備在系統(tǒng)中所處的位置和作用，確定其絕緣水平，以保證設(shè)備在過(guò)電壓下安全運(yùn)行。設(shè)備絕緣應(yīng)能承受雷電過(guò)電壓的沖擊，且留有安全裕度。根據(jù)電壓等級(jí)和絕緣材料性能，確定帶電體之間的最小安全距離。綜合考慮系統(tǒng)電壓、過(guò)電壓倍數(shù)、設(shè)備絕緣水平等因素，確定合理的絕緣配合系數(shù)。絕緣配合設(shè)計(jì)原則絕緣配合絕緣強(qiáng)度絕緣距離絕緣配合系數(shù)接地裝置配置標(biāo)準(zhǔn)接地裝置接地體接地線(xiàn)接地電阻由接地體、接地線(xiàn)和接地電阻等組成，用于將雷電流引入大地，保護(hù)設(shè)備和人身安全。埋入地下的金屬導(dǎo)體，如角鋼、鋼管等，應(yīng)與土壤緊密接觸，降低接地電阻。連接設(shè)備與接地體的導(dǎo)線(xiàn)，應(yīng)選用電阻率低、耐腐蝕的材料，如銅、鍍鋅鋼等。接地裝置對(duì)地的電阻，應(yīng)小于規(guī)定值，以保證雷電流能夠順利泄入大地。04過(guò)電壓抑制措施安裝避雷針調(diào)整桿塔接地電阻在輸電線(xiàn)路的桿塔上安裝避雷針，可以有效防止雷電直擊導(dǎo)線(xiàn)，降低雷擊跳閘率。降低桿塔接地電阻，提高線(xiàn)路的耐雷水平，減少雷電反擊現(xiàn)象。輸電線(xiàn)路防雷技術(shù)架設(shè)避雷線(xiàn)在輸電線(xiàn)路上方架設(shè)避雷線(xiàn)，可以保護(hù)導(dǎo)線(xiàn)免受雷電直擊，減少雷電感應(yīng)過(guò)電壓。絕緣子串并聯(lián)放電間隙采用絕緣子串并聯(lián)放電間隙，可以降低雷擊時(shí)絕緣子串的閃絡(luò)率，提高線(xiàn)路的耐雷水平。將變電站內(nèi)的設(shè)備、構(gòu)架、電纜等金屬物體進(jìn)行屏蔽接地，減少雷電感應(yīng)過(guò)電壓的影響。屏蔽接地在變電站內(nèi)合理布線(xiàn)，避免電纜與雷電活動(dòng)區(qū)域直接接觸，減少雷電感應(yīng)和電磁干擾。合理布線(xiàn)在變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備等重要元件上安裝避雷器，可以有效吸收雷電沖擊能量，保護(hù)設(shè)備免受損壞。安裝避雷器010302變電站屏蔽保護(hù)方案在變電站的電源入口和信號(hào)線(xiàn)路上加裝浪涌保護(hù)器，可以吸收雷電浪涌能量，保護(hù)設(shè)備免受浪涌過(guò)電壓的損害。加裝浪涌保護(hù)器04通信系統(tǒng)浪涌防護(hù)信號(hào)線(xiàn)屏蔽對(duì)通信系統(tǒng)的信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行屏蔽，減少雷電感應(yīng)和電磁干擾對(duì)信號(hào)的影響。01加裝浪涌保護(hù)器在通信設(shè)備的輸入輸出端口加裝浪涌保護(hù)器，可以吸收雷電浪涌能量，保護(hù)通信設(shè)備免受浪涌過(guò)電壓的損害。02使用光纖通信在可能的情況下，使用光纖通信代替金屬導(dǎo)線(xiàn)通信，因?yàn)楣饫w不受雷電干擾，可以提高通信系統(tǒng)的抗雷電性能。03接地處理對(duì)通信系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行接地處理，確保設(shè)備在雷電沖擊下能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。0405仿真分析與試驗(yàn)驗(yàn)證電磁暫態(tài)仿真軟件仿真軟件類(lèi)型仿真步驟仿真優(yōu)點(diǎn)仿真局限性EMTP、PSCAD、ATP等。建立模型、設(shè)置參數(shù)、運(yùn)行仿真、結(jié)果分析?？梢阅M雷電過(guò)電壓的波形、幅值等特性，為防雷設(shè)計(jì)提供依據(jù)。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，仿真結(jié)果可能受到模型精度、參數(shù)設(shè)置等因素的影響。雷擊模型構(gòu)建方法集中參數(shù)模型將電力系統(tǒng)中的設(shè)備、線(xiàn)路等元件用集中參數(shù)表示，適用于低頻段。分布參數(shù)模型考慮電磁波在傳輸線(xiàn)中的傳播特性，適用于高頻段。建模方法選擇根據(jù)研究對(duì)象的頻率特性選擇合適的建模方法。模型參數(shù)確定通過(guò)理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)測(cè)量等方法獲取模型參數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)6px6px6px使用高精度示波器、電壓互感器、電流互感器等設(shè)備測(cè)量雷電過(guò)電壓。測(cè)量設(shè)備將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果、標(biāo)準(zhǔn)值等進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證防雷設(shè)計(jì)的有效性。比對(duì)方法對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、去噪等處理，提取有效信息。數(shù)據(jù)處理010302分析差異原因，提出改進(jìn)措施，為防雷設(shè)計(jì)提供參考。比對(duì)結(jié)果分析0406工程應(yīng)用案例研究在特高壓線(xiàn)路設(shè)計(jì)中，采用合理的絕緣配合，確保設(shè)備和線(xiàn)路在雷電沖擊下安全運(yùn)行。在特高壓線(xiàn)路沿線(xiàn)架設(shè)避雷針和避雷線(xiàn)，有效攔截雷電，降低線(xiàn)路遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)計(jì)完善的接地系統(tǒng)，確保雷電流能夠順利泄入大地，減少雷電對(duì)設(shè)備和線(xiàn)路的破壞。在特高壓線(xiàn)路上安裝線(xiàn)路避雷器，有效吸收雷電過(guò)電壓，保護(hù)線(xiàn)路絕緣子不受損壞。特高壓線(xiàn)路防護(hù)實(shí)例絕緣配合避雷針與避雷線(xiàn)接地系統(tǒng)線(xiàn)路避雷器新能源場(chǎng)站雷擊應(yīng)對(duì)光伏電站風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)儲(chǔ)能電站生物質(zhì)能發(fā)電廠(chǎng)光伏電站應(yīng)安裝防雷裝置，包括避雷針、避雷帶、接地系統(tǒng)等，確保光伏組件和設(shè)備安全。風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)應(yīng)設(shè)置防雷裝置，特別是葉片、發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備，需采取防雷措施。儲(chǔ)能電站應(yīng)建立完善的防雷體系，包括接地系統(tǒng)、避雷針、避雷器等，確保電站設(shè)備和電池組的安全。生物質(zhì)能發(fā)電廠(chǎng)應(yīng)做好防雷工作，采取綜合防雷措施，確保設(shè)備和廠(chǎng)區(qū)安全?？鐕?guó)電網(wǎng)協(xié)同防護(hù)實(shí)踐信息共享跨國(guó)電網(wǎng)之間應(yīng)建立信息共享機(jī)制，及時(shí)交流雷電監(jiān)測(cè)和防護(hù)經(jīng)驗(yàn)，提