隨著我國電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展，高電壓防雷保護也不斷的擴大。高電壓防雷保護是電力事業(yè)的一項的重要工作。接下來CN人才網(wǎng)小編為您整理了關(guān)于大專機電畢業(yè)論文范文，歡迎您閱讀!
大專機電畢業(yè)論文范文
高電壓在現(xiàn)有技術(shù)的條件下仍然出現(xiàn)遭雷擊的現(xiàn)象。從某種程度上說，雷電是影響高壓設(shè)備可靠穩(wěn)定性的重要因素之一。雷電的物理本質(zhì)就是高電壓。認識雷電的高電壓本質(zhì)，認識雷電高電壓的產(chǎn)生與來源，認識雷電高電壓的各種屬性，我們才能正確的制定和設(shè)計防雷保護的方案，才能正確的分析雷害事故的原因和防止對策，才能正確的開發(fā)和研制防雷保護的產(chǎn)品。一句話，只有正確認識雷電的高電壓本質(zhì)，才能做好防雷。 不了解雷電的本質(zhì)，在做防雷保護措施與方案時，在開發(fā)研制防雷保護的產(chǎn)品時，在分析雷害事件的原因與結(jié)論時就把握不到防雷的核心與關(guān)鍵。在防雷工程上要么保護不到位，要么造成工程的浪費。在研制開發(fā)的防雷產(chǎn)品上就會華而不實，捕風捉影甚至流于概念抄著，忽悠市場。在分析雷害事件的原因時，就容易提出一些錯誤的觀點或解釋。我國防雷界，近年廣為流傳的諸如“球形雷”、“手機引雷”、“絕緣避雷”、“電荷避雷”、“等離子避雷”，以及“物理防雷”和“微波爐效應”等等說法與言論，都是沒有搞清雷電的高電壓本質(zhì)而出現(xiàn)的誤解與錯誤。
高電壓的絕緣應能承受各種高電壓的作用，包括交流和直流工作電壓、雷電過電壓和內(nèi)部過電壓。結(jié)合實際情況分析了現(xiàn)實中防雷保護存在的問題，并展望了未來高壓設(shè)備發(fā)展的方向。
引 言 工程上把 1000伏及以上的交流供電電壓稱為高電壓。高電壓技術(shù)所涉及的高電壓類型有直流電壓、工頻交流電壓和持續(xù)時間為毫秒級的操作過電壓、微秒級的雷電過電壓、納秒級的核致電磁脈沖(NEMP)等。
20世紀以來，隨著電能應用的日益廣泛，電力系統(tǒng)所覆蓋的范圍越來越大,傳輸?shù)碾娔芤苍絹碓蕉?這就要求電力系統(tǒng)的輸電電壓等級不斷提高。就世界范圍而言，輸電線路經(jīng)歷了 110、150、230千伏的高壓，287、400、500、735～765千伏的超高壓和 1150千伏的特高壓(工業(yè)試驗線路)的發(fā)展。直流輸電也經(jīng)歷了±100、±250、±400、±450、±500以及±750千伏的發(fā)展。這幾個階段都與高電壓技術(shù)解決了輸電線路的電暈現(xiàn)象、過電壓的防護和限制以及靜電場、電磁場對環(huán)境的影響等問題密切相關(guān)。這一發(fā)展過程以及物理學中各種高電壓裝置的研制又促進了高電壓技術(shù)的進步。60年代以來，為了適應大城市電力負荷日益增長的需要，以及克服城市架空輸電線路走廊用地的困難，地下高壓電纜輸電發(fā)展迅速(由220、275 、345千伏發(fā)展到70年代的400、500千伏電纜線路);同時，為減少變電所占地面積和保護城市環(huán)境,全封閉氣體絕緣組合電器(GIS)得到越來越廣泛的應用.
電力系統(tǒng)的過電壓包括雷電過電壓(又稱大氣過電壓、外部過電壓)和內(nèi)部過電壓。其中雷電過電壓由雷云直接或間接對變電所或輸電線路 (避雷線、桿塔或?qū)Ь�)放電造成。一般雷電過電壓幅值較高,超過系統(tǒng)的額定工作電壓,但作用時間較短,波頭時間大多數(shù)為1.5～2微秒，平均波長時間為30微秒，大于50微秒的很少。雷擊除了會威脅輸電線路和電工設(shè)備的絕緣外，還會危害高建筑物、通信線路、天線、飛機、船舶、油庫等設(shè)備的安全。因此，這些方面的防雷也屬于高電壓技術(shù)的研究對象。
高壓設(shè)備的絕緣應能承受各種高電壓的作用，包括交流和直流工作電壓、雷電過電壓和內(nèi)部過電壓。研究電介質(zhì)在各種作用電壓下的絕緣特性、介電強度和放電機理，以便合理解決電工設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)問題是高電壓技術(shù)的重要內(nèi)容。
1雷電的基礎(chǔ)知識
1.1雷電形成及放電過程
1.1.1雷云形成
由于大氣的劇烈運動，引起靜電摩擦和其他電離作用，使云團內(nèi)部產(chǎn)生了量的帶正、負電荷的帶電離子，又因空間電場力的作用，這些 帶電離子定向垂直移動，使云團上部積累正電荷，下部積累負電荷(情況也可以相反)，云團內(nèi)產(chǎn)生分層電荷，形成產(chǎn)生雷電的雷云。雷云的成因主要來自于大氣的運動，當雷云在天空移動時，在其下方的地面上會靜電感應出一個帶相反電荷的地面陰影。如圖：
1.1.2雷電原理
尖端放電與雷擊如果有一個帶尖鋒的金屬球，讓它帶上負電，由于電荷同性相斥的作用，球體尖鋒部分
的電子受到同性電荷排斥力最
強，最容易被排斥而離開金屬球，
這就是“尖端放電”。
地面上相對較高的建筑物，
有時是避雷針，就好比金屬球上
的尖鋒。雷擊最容易在這些地方
發(fā)生。如圖所示：
1.1.3雷云放電
著名的雷云放電理論是“長間隙放電”理論，該理論認為雷云對地放電的過程可以分為四個階段：即云中放電、對地先導、定向閃擊和回閃四個階段。
具體過程是這樣的：雷云形成前，首先是云內(nèi)放電和云間放電頻繁，云中放電造成云中電荷的重新分布和電場畸變，當云中電荷密集處的電場強度達到25-30KV/cm的，就會由云團向地開始先導放電。
先導放電是步進的，發(fā)展的平均速度為105-106m/s，各脈沖間隔約30-90μs，每階段推進約50m，跳躍著逐步向下延伸，當先驅(qū)放電距地50m左右，可誘發(fā)迎面先導，通常迎面先導來自地面上最突出的部分(尖端放電最易發(fā)生處)，當對地先導和地面的迎面先導會合時，就形成了從云團到地面的強烈電離通道。步進放電轉(zhuǎn)為定向閃擊。
定向閃擊是沿最短路徑進行的，緊接著回閃，這時出現(xiàn)極大的電流，開始雷電的主放電階段，即雷擊，在主放電中雷云與大地之間所聚集的大量電荷，通過先驅(qū)放電所開辟的狹小電離通道發(fā)生猛烈的電荷中和，放出能量，引發(fā)強烈的閃光和雷鳴。主放電的時間極短，約50-100μs，主放電過程是逆著先導通道發(fā)展的，速度約為光速的1/20-1/2，主放電電流可達數(shù)十KA，是全部雷電流的主要部分。
主放電到達云端時就結(jié)束。然后殘余電荷經(jīng)過主放電通道流過來，產(chǎn)生短暫的余光。由于云中電阻較大，余光階段的電流只有數(shù)百安培。持續(xù)時間0.03-0.15秒之間。
通常一次雷電過程包括 3-4 次放電。重復放電都是沿著第一次放電通路發(fā)生的。
1.2雷電形成相關(guān)聯(lián)的原理
雷云放電原理
1.3 雷電的波形及參數(shù)
1.3.1、雷電波形及參數(shù)是防雷工程設(shè)計中的重要依據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)才可能正確估算電子系統(tǒng)頻帶范圍內(nèi)雷電沖擊的幅度和能量大小，進而確定避雷措施。
1.3.2、可以這樣描述一個雷電波，
幅值為Im，波頭為T1，波長為T2的
電流波，記為T1/T2μs。
1.3.3、與標準雷電流波形圖不同之
處為, 圖中A點在0.3倍Vm處，且
T1=1.67T也可以這樣描述一個雷電
波，幅值為 Vm，波頭為T1，波長為T2的電壓波，記為T1/T2μs。
1.4雷電的危害
1.4.1雷電熱效應的破壞作用
閃電表面上看只閃一次，實際上是一系列閃光，在閃光發(fā)生的瞬間，
雷電流在極短的時間內(nèi)，以連續(xù)的、尖峰脈沖形式通過強大電流。尤其是
直擊雷，它的放電電流平均達2.5
萬到4.5萬安培間，大雷暴時最高
達20萬安培。
如果雷電擊在樹木或建筑物
件上，被雷擊的物體瞬間將產(chǎn)生大
量熱能，由于雷電流很大，通過的
時間又極短(50~100μs)，根本來
不及散發(fā)，以致物體內(nèi)部的水份大
量變成蒸氣，并迅速膨脹，產(chǎn)生巨大的爆炸力，造成破壞。與雷電通道直接接觸的金屬因高溫而熔化的可能性很大，因為通道的溫度可高大
6000~10000℃，甚至更高。因此在雷電流通道上遇到易燃物質(zhì)，會引起火災。
1.4.2雷電流電動力的破壞作用
如果雷擊的瞬間兩根平行架設(shè)的導線的電流I1 和I2都等于100KA。兩導線的間距為50cm，計算結(jié)果表明，這兩根導線每米要受到408kg的電動力。408kg/m的力完全有可能將導線折斷。折成銳角的導體間也受電動力作用。
1.5雷電的靜電感應和電磁感應
1.5.1雷電的靜電感應作用
當空間有帶電的雷云時，雷云下的架空導線等處會由于靜電感應的作用而帶上相反的電荷。當閃電發(fā)生后，由于架空導線與大地間的電阻較大，導線上積累的大量電荷不能與大地的異種電荷迅速中和，這就形成了局部地區(qū)的感應高電壓。這類高電壓在高壓架空線上可達300~400KV，一般低壓架空線路可達100KV，電信線路可達40~60KV，建筑物也會產(chǎn)生相當高的危險高壓。
這種過電壓對接地不良的電氣系統(tǒng)有很大的破壞作用，它可以在其路徑上的任何金屬間隙中產(chǎn)生電弧打火，如果電弧打火發(fā)生于易燃場所中(如汽油庫、瓦斯廠、火藥庫等場所)，會引起火災和爆炸，如果電弧打火發(fā)生在電路板上，則電路板將被破壞。
1.5.2雷電的靜電感應原理圖
1.5.3雷電的電磁感應原理
由于雷電流有極大的峰值和陡度，可能在附近空間形成強大的瞬變電磁場，一個5m×5m的開口金屬管，在雷電流峰值為100KA時，距離雷擊點200m也可以感應到1000V左右的高壓。零點幾毫米的氣體間隙就可能被擊破，發(fā)生有害火花，損壞電氣系統(tǒng)中的電氣元件。
2電力系統(tǒng)防雷的基本知識
2.1雷擊分類
雷擊分直擊雷、雷電波侵入和雷電感應三種。
與直擊雷相比，其最大的特點悄然發(fā)生，但范圍可達10公里以上。有以下幾點：
�、倮字睋粲谧冸娬镜膶Ь�或設(shè)備上。
②變電站的避雷針落雷時產(chǎn)生的過電壓。
�、垩鼐�路傳來的雷電波。
2.2變電站防雷保護
變電站的防雷保護采用：避雷針、避雷器。變電站防侵入波保護的主要措施是在變電站內(nèi)采用避雷器，在母線和進線處加裝避雷器。
對于直擊雷的防護采用避雷針。避雷針和避雷線這兩種裝置都是通
過攔截措施，改變雷電波的入地路徑，從而起到防雷保護的作用。小變電所多采用獨立避雷針，大變電所多在變電站構(gòu)架上采用避雷針或避雷線。或者也可以兩者相結(jié)合。
2.3架空線路的防雷保護
常用到的儀器有避雷線、避雷器、自動重合閘。相對應的作用：避雷線是防止線路遭受直擊雷，避雷器是防止雷電入侵波，自動重合閘是提高線路遭雷擊后能夠避免瞬時性故障。
2.4避雷針
作用及分類：引雷、泄流、限幅及均壓。
防直擊雷――避雷針、避雷線。
2.5關(guān)于避雷針、避雷線運行中注意的問題
反擊問題：當雷電流通過引下線和接地裝置入地時，會在接地引下線和接地電阻上形成很高的電位升高，當避雷針和被保護物間的空氣間隙Sa不夠大時，避雷針上的高電位可擊穿空氣間隙而將高電位傳遞到被保護物上稱為反擊，同樣當避雷針的接地裝置和被保護物接地裝置間的距離Se不夠大時，高電位可擊穿土壤反擊到被保護物的接地裝置上。一般Sa不應小于5m; Se不應小于3m
接觸電壓和跨步電壓的問題：當雷擊避雷針或桿塔時，如果有人站在地面上而手去接觸塔什塔身或引下線時，作用在人的手和腳間的電壓(稱為接觸電壓)又由于雷電流在地中擴散時會在地面沿半徑各點形成不同的電位，當人在附近行走時，人的兩腳間將會有電壓作用(稱為跨步電壓)根據(jù)計算： r=7.7m內(nèi)都有可能有跨步電壓危及的可能。一般規(guī)定“避雷針及其接地裝置與道路或出入口的距離不宜小于3m”，即使如此，這一要求仍不滿足要求。
高電位引入的問題：如果在避雷針的桿塔上有低壓線或通信線，則將沿這些線路傳入相應的低壓設(shè)備或通信設(shè)施，造成雷擊。
感應的問題：當雷擊避雷針而使針體電位抬高時，在針體附近有限長的孤立導體上將出現(xiàn)靜電感應過電壓。
2.6 線路的耐雷性測定
衡量線路耐雷性能的主要指標 ：耐雷水平
定義：雷擊時線路絕緣不發(fā)生沖擊閃絡(luò)的最大雷電流幅值， kA。
表1各級電壓送電線路的耐雷水平
額定電壓 35 66 110 220 (kV
耐雷水平 20-30 30-60 40-75 75-110 (kA
雷擊跳閘率
定義：雷電活動強度都折算為40個雷日、線路長度折算至100km條件下，每年雷擊引起的線路跳閘次數(shù)，次(/100km年)。跳閘率越高，耐雷性能越差。
2.7線路防雷設(shè)計的選定原則
(1)提高耐雷水平，降低雷擊跳閘率，既避免線路因雷擊而頻繁跳閘，又不使線路防雷投資過于增加。
(2)線路具體的防雷措施應根據(jù)電壓等級、負荷性質(zhì)、系統(tǒng)運行方式、雷電活動強弱、地形地貌和土壤電阻率等條件，結(jié)合運行經(jīng)驗，通過技術(shù)經(jīng)濟比較后合理選定。
3雷電流壓降導致的高電壓
當雷擊于接閃器或目標物后，雷電流將流經(jīng)引下線或構(gòu)筑物，再通過接地網(wǎng)流入大地中，雷電流將在引下線或構(gòu)筑物上，在接地網(wǎng)上產(chǎn)生電壓降。此電壓降也是二次雷電壓。
3.1接觸電壓
接觸電壓是指接閃器的引下線的以及諸如鐵塔或構(gòu)筑物在下泄雷電流時的某個電壓。它是根據(jù)人身體的特點來定義的。人站在接地網(wǎng)里，在引下線、鐵塔或構(gòu)筑物旁，腳步離引下線、鐵塔或構(gòu)筑物0.8m，人的手伸出在離地高度為1.8m的地方接觸引下線、鐵塔或構(gòu)筑物，則在人手與腳步之間的電壓稱為“接觸電壓”。接觸電壓不僅與雷電流的大小有關(guān)，還與人體的電阻和腳底與地之間的電阻有關(guān)。需要指出，接觸電壓是加在人的手與腳之間，接觸電壓產(chǎn)生的電流將流過人體軀干，對人來說是很危險的。如果是一側(cè)的手與腳遭受接觸電壓，雷電流流過一側(cè)身體，那又稍好，如果遭受接地觸電壓的手與腳不在同側(cè)，那雷電流就要流過心臟，危險就大了。
3.2跨步電壓
跨步電壓是指下泄雷電流的接地網(wǎng)或相鄰大地上相距0.8m兩點之間的電壓，因為人走路的步距平均為0.8m。
跨步電壓不僅與雷電流的大小有關(guān)，還與離開引下線(即電流注入點)的距離有關(guān)。離引下線越近，跨步電壓越大;離引下線越遠，跨步電壓也越小。
具體分析人(畜)的跨步電壓時，還與跨步的位置與大小有關(guān)。人的跨步稍小，就是0.8m左右吧，而畜的跨步就大多了，因此牲畜受到有跨步電壓的傷害比人大很多。此外，人遭受跨步電壓的襲擊時，雷電流是從一支腳底進，而從另一支腳底出，只是人的下胯受到傷害，但雷電流不流過
軀體與心臟，因此對生命的威脅又稍輕。但對于牲畜來說，一方面由于它們的跨步大于0.8m，另一方面，雷電流將流過心臟，因此跨步電壓對牲畜的傷害更嚴重，往往導致它們的死亡。
3.3地電位分布不均與地電位的反擊
當雷電流通過接地網(wǎng)擴散到大地中去時，由于接地網(wǎng)有接地電阻，因此接地網(wǎng)與大地無窮遠之間會有電壓降;同時由于接地網(wǎng)自身也有電阻和電感，因此在接地網(wǎng)上還將有電壓降與電壓分布不均。
第一章 從雷害認識高電壓
雷害，就是雷電高電壓造成的危害，因此，在分析雷害的原因時，應首先抓住高電壓這個關(guān)鍵。不懂高電壓，或離開了高電壓，就不能正確的分析雷害事件。如果硬是要分析，給雷害事件提出這樣或那樣的解釋，那就只能是違反科學的胡吹亂說了。
雷害事件分析的思路應該是堅持嚴格的因果關(guān)系，從可見的傷害現(xiàn)象與結(jié)果分析與判斷高電壓的來龍去脈。在分析過程中，應保持嚴格的邏輯思維，科學的判斷，不得以猜測，估計代替科學的判斷。
下面結(jié)合幾種主要的雷害類型介紹其對應的高電壓的性質(zhì)與來龍去脈。
3.3.1直接雷擊傷害
直接雷擊就是雷電直接打在人畜身體(或物體)上，雷電放電電流的全部或大部流經(jīng)受害人畜的身體(或物體)。在所有雷電傷害中這是最嚴重的傷害。
當人(或物體)在一個局部范圍內(nèi)處于(或位于)比周圍環(huán)境和建筑物高時，就成為一個比周圍物體高的突出目標，特別是在人手持或肩抬著長形物體時，更容易形成雷電襲擊的尖端。因為在雷電先導臨近時，那些比周圍環(huán)境高的突出的人或物，其頂上或尖端處的電場強度最大，高電壓的放電最容易在這些頂上或尖端處形成。一旦高電壓的放電形成，人(或物體)就立即成為雷電的接閃器而遭到雷電的直接襲擊和傷害。
特別需要指出，不僅人(物)處于對天空直接暴露的突出位置容易遭受雷擊，當人處于山頭上的，或田間地頭上的簡易窩棚中也常遭受雷擊。因為搭建這些簡易窩棚的材料乃是一些樹枝、柴草、塑料或紙板，它們幾乎不會，或很少影響雷電先導與人體之間的雷電電場，即是說，在棚內(nèi)的人的頭部仍將是與直接暴露于天空時的處境相似，在雷電到來時仍有可能遭受直接襲擊。如果棚內(nèi)還有長形的金屬物體或農(nóng)具，這些金屬物體也將成為雷電的接閃器。當雷直擊于窩棚時，其中的人也就同時受害。
雷電主放電電流很大，其數(shù)量級為幾十kA到百千安以上。那么強大的電流流過受害者的軀體，首先傷害的是受害者的大腦和心臟。因為人類的心臟只要幾毫安的電流就足以使它發(fā)生心室纖維性顫動，停搏，雷電流也會致使呼吸系統(tǒng)麻痹而停止呼吸，從而致人喪命。此外雷電流的極大的機械效應足以撕裂受害者的皮膚和肌肉，而強烈的熱效應也足以燒焦受害者的軀體。
除直擊雷強大的電壓和電流對人身體的傷害外，伴隨而來的還有強烈的震蕩聲波和強烈的電光刺激對人體的傷害。
遭受直接雷擊的人十有八九會死亡。但也有少數(shù)例外，受直接雷擊而沒有死亡。一般來說，雷電壓很大，通常具有百萬伏級，甚至更高。這么大的電壓擊于人的頭部時，在頭部皮膚還未來得及擊穿之前，雷電壓就在人的軀體之外造成閃絡(luò)，閃絡(luò)的發(fā)生使頭部承受的電壓突然降低。閃絡(luò)形成的電弧長度約為人體的高度。電弧中的電壓降不大，通常只有20V/cm。假若人體的高度以1.7米計，那么人體從上到下的電壓降就將立即降至3.4kV左右。人體的電阻通常只有約1000歐姆，這樣一來，通過人體的電流也立即降至3～4安培。如果人穿著汗?jié)竦囊路蛉梭w被雨水淋濕，人體表面的電阻會降低得更小。這使通過人體的雷電流更小。此電流的持續(xù)時間
與閃電的時間相同，在大多數(shù)情況下可能不超過百分之幾毫秒。如果人是處于單腳觸地，這個電流雖然通過人體，但有可能沒有直接流過心臟，在這個電流和這個持續(xù)時間之下，不一定能引起心臟的損壞，這就是為什么有少數(shù)受到直接雷擊的人還能僥幸活著的原因。
3.3.2感應電壓的傷害
雷電感應電壓通常是指室外架空線路(包括電源線、通信線以及各種低壓信號和控制線路)受到雷電的感應或直接襲擊后產(chǎn)生的雷電電壓沿線路傳輸入室內(nèi)，造成對人或電氣設(shè)備的傷害和損害。
在雷雨天人在室內(nèi)接電話受擊，人在靠近電燈或電線處受擊，電氣設(shè)備的電源變壓器受擊損害等等，都是屬于沿線路傳入的感應電壓，或稱浪涌電壓造成的傷害和損害。
一般說來，在人畜的身上應留下有兩個受擊點。一個是雷電壓的擊點，即雷電流進入身體的點或部位;另一個是電流的流出點或部位。通常受擊點在頭部或上身，而流出點在腳底或身體下部。
3.3.3感應電流的傷害
當雷電先導發(fā)展臨近地面時，先導頭部中積聚了大量的因熱游離和碰撞游離產(chǎn)生的電荷，這些電荷與雷云內(nèi)的電荷同極性。同時，先導頭部的體積也增長得很大。先導頭部的體積最后可能達到多大，取決于雷云中原來的電荷量。先導頭部與大地和地面上所有物體之間都有電容，此電容上的電壓就是先導頭部的對地電壓。
比較典型的例子如：
(1)2001年首都機場遭受雷擊，七名飛機維修人員受傷，某教授錯誤地解釋為“微波爐效應”。其實，七名維修人員正是受到雷電電容感應電流的傷害。
(2)2004年浙江省臨海發(fā)生的雷擊致十余人死亡，多數(shù)人受傷的事件。在死傷者中，有被雷直擊的，有遭從樹桿擊來的旁側(cè)閃擊，更多的僥幸未死的人就是受到雷電電容感應電流的傷害。
(3)2004年發(fā)生在居庸關(guān)長城的雷擊群傷事件，在鋒火臺內(nèi)避雨受擊的所有人都受到這種雷電電容感應電流的傷害。
(4)2007年重慶開縣義和小學的雷擊群死群傷事件，除死亡的學生外，其他座在教室中間的學生，以及老師，都受了到這種雷電電容感應電流的沖擊。
受到雷電電容感應電流傷害的人，感到震驚，麻痹，多數(shù)跌倒在地，并出現(xiàn)短暫的失意，但隨后能自行醒來，身體也無大礙 對于這樣的電容感應電流，普通的磚石、草木結(jié)構(gòu)的房屋是不能保護的，因為這樣的材料不能隔離位移電流的通過。只有接地的金屬屋面才能屏蔽和隔離電容的感應，阻止位移電流的流過。
3.3.4旁側(cè)閃擊的傷害
當一個高的物體，如塔、墻壁、煙囪以及樹木等遭受雷擊時，強大的雷電流沿物體下泄，這樣在物體表面就會有很大的電壓降。對于金屬塔、避雷針或金屬引下線，在1.8米高的地方，就有對地電壓180kV，這個電壓足以擊穿0.4米的空氣間隙。而對于樹木、墻壁等非金屬物體，在同樣高度的地方，對地電壓更高。如果人(畜)在此物體近旁避雨，即使沒有伸手觸及此物體，但由于站立的位置很靠近此物體，就有可能遭受此電壓從側(cè)面的閃擊，稱作旁側(cè)閃擊
旁側(cè)閃擊對人的傷害主要在上部，特別是在頭、肩或臂部位。因為雷電壓多擊于人體的頭、肩、臂部，雷電流從上部進入身體，而從腳底出來。
3.3.5接觸電壓的傷害
接觸電壓的傷害與旁側(cè)閃擊相類似，只是這時人手或人體接觸到了塔身或墻壁，雷電壓直接襲擊人體，而不是通過一個空氣間隙擊于人體。當 人體靠在塔身或墻壁上時，所受到的襲擊也是接觸電壓。
3.3.6跨步電壓的傷害
當雷電流經(jīng)過一個接地極或接地網(wǎng)泄放入大地時，在接地極或接地網(wǎng)上會出現(xiàn)電壓分布不均[3]。這時靠近引下線(雷電流入地點)的地方，電壓越高，而遠離引下線的地方，電壓越低。當人(或畜)的兩支腳位于接地極附近或接地網(wǎng)上時，在兩支腳之間就會有電壓降，人(畜)就會遭受此電壓降的襲擊而在兩腳之間流過電流。跨步電壓是指在接地極附近或接地網(wǎng)上相距0.8m 兩點之間的電壓。因人的步長大體上為0.8m。
跨步電壓對人體的傷害主要在兩支腳之間，因為電流沒有經(jīng)過人的心臟，一般不會致人于死地。但對于大牲畜，如牛、馬或羊，因它們的步長較大，受到的跨步電壓也比人體大得多。并且，當電流在前、后腳之間流過時，會傷及它們的心臟，因此，跨步電壓常將大牲畜擊死。
雷擊人(畜)死傷事件的調(diào)查，首先應從死傷者身上著手，從他們身體上的傷情開始進行。通過身體上的傷情觀察，主要是皮膚和衣服的損壞和損傷，顏色的變化等現(xiàn)象的觀察，找到受雷擊點(部位)在哪里，雷電流流出點(部位)在哪里。進一步觀察雷電流如何從受擊點進入身體，如何流過身體，再如何從身體的流出點流出來。再進一步觀察受擊點和流出點與周圍墻壁、電線、家具以及地面等物件之間的關(guān)系。判斷雷電壓是從什么物體或地方襲擊到人體的受擊點的。雷電流從流出點又擊到什么地方和物件。即是說，調(diào)查分析首先要找到和弄清雷電高電壓的來龍去脈。 雷害事件的調(diào)查，首先是對受害人受雷電襲擊情況的調(diào)查，次之是對雷電電壓侵入的路徑進行的分析。
對死者的調(diào)查，就是要從死者身上找尋雷電高電壓的襲擊點和雷電流的流出點。
即是說，如果是二次雷電壓，二次雷電壓比一次雷(即直接雷擊)電壓小很多。因此，在人的身體上只留下很小的雷擊通道的痕跡。如果是受到的直接雷擊，由于雷壓很高，雷電流很大，被擊人肯定會皮開肉綻。人受雷擊后，只有很小的雷電流通過身體，從人的頭或背部進入身體，而從腳底出來，再通過(擊穿)鞋底，進入地面。人的身體上沒有顯著的傷痕，只留下很小的放電痕跡。不注意，或無經(jīng)驗，往往難于發(fā)現(xiàn)。
建筑物受到的雷擊一般來說是直接雷擊。直接雷擊的電壓很高，對建筑物的破壞也比較明顯，對受雷擊點的觀察和判斷比較容易確定。對雷擊事件的分析主要在于建筑物在防護直接雷擊的方法與措施上有無缺陷，并據(jù)此進行改進。
對室內(nèi)設(shè)備的雷擊損壞事件的分析比較復雜一些。首先應觀察與分析有些什么設(shè)備受損，受損的部位在哪里，受損程度如何等。
通常室內(nèi)設(shè)備受雷擊損壞主要有三種可能：
(1)沿線路傳入的感應雷高電壓，受損的部位主要在線路的入口處。設(shè)備中的電路有短路，開關(guān)跳閘，并伴有電弧燒灼痕跡，
(2)電磁輻射干擾的襲擊。有的電子設(shè)備，如電腦，整天工作很好，可第二天開機就發(fā)現(xiàn)不行�？蓮耐庥^上又難找到損壞的痕跡。這有可能是頭天晚上打雷，雷電電磁輻射干擾損壞了設(shè)備中的微電子部件。
(3)電氣設(shè)備的電源變壓器燒毀，可明顯看到受損的變壓器及與它的接線的燒灼痕跡。這多是接地系統(tǒng)因電壓升高造成的反擊。
4怎樣進行雷電災害防護
4.1單位應定期由專業(yè)防雷公司檢測防雷設(shè)施，評估防雷設(shè)施是否符合國家規(guī)范要求，比如：學校、公司、區(qū)級以上醫(yī)院、四星級以上賓館、城區(qū)內(nèi)高度在45米以上的高層建筑需兩年檢測一次。
4.2單位應設(shè)立防范雷電災害責任人，負責防雷安全工作，建立各項防雷安全工作，建立各項防雷設(shè)施的定期檢測，雷雨后的檢查和日常的維護。如雷雨過后,安裝在電話程控交換機、電腦等電器設(shè)備電源上和信號線上的過壓保護器應檢查有無損壞，發(fā)現(xiàn)損壞時應及時更換。
4.3建設(shè)單位在防雷設(shè)施的設(shè)計和建設(shè)時，應根據(jù)地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境、被保護物的特點，雷電活動規(guī)律等因素綜合考慮，采用安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的設(shè)計施工。
4.4應采用技術(shù)和質(zhì)量均符合國家標準的防雷設(shè)備、器件、器材、避免使用非標準防雷產(chǎn)品和器件。
4.5新增加建設(shè)和新增加安裝設(shè)備應同時對防雷系統(tǒng)進行重新設(shè)計和建設(shè)，如：重新鋪設(shè)電腦網(wǎng)絡(luò)線、室外天線的移位和加高等等都應該重新設(shè)計和建設(shè)防雷設(shè)施。
4.6雷災發(fā)生時應及時處理，采取措施，避免再次雷擊。
5雷電保護的整體概念
6六點防雷計劃
針對雷電的危害，我們認為防雷必須是全面的。主要包括以下六方面：
A、控制雷擊點(采用大保護范圍的避雷針)
B、安全引導雷電流入地網(wǎng)
C、完善的低阻地網(wǎng)
D、消除地面回路
E、電源的浪涌沖擊防護
F、信號及數(shù)據(jù)線的瞬變保護
在科學技術(shù)日益發(fā)展的今天，雖然人類不可能完全控制暴烈的雷電，但是經(jīng)過長期的摸索與實踐，已積累起很多有關(guān)防雷的知識和經(jīng)驗，形成一系列對防雷行之有效的方法和技術(shù)，這些方法和技術(shù)對各行各業(yè)進行行之有效地預防雷電災害具有普遍的指導意義。
6.1接閃
接閃就是讓在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電能量按照人們設(shè)計的通道泄放到大地中去。地面通信臺站的安全在很大程度上取決于能不能利用有效的接閃裝置，把一定保護范圍的閃電放電捕獲到，納入預先設(shè)計的對地泄放的合理途徑之中。避雷針是一種主動式接閃裝置，其英文原名是lightning co
ductor，原意是閃電引導器，其功能就是把閃電電流引導入大地。避雷線和避雷帶是在避雷針基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。采用避雷針是最首要、最基本的防雷措施。
6.2均壓連接
接閃裝置在捕獲雷電時，引下線立即升至高電位，會對防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，并使其電位升高，進而對人員和設(shè)備構(gòu)成危害。為了減少這種閃絡(luò)危險，最簡單的辦法是采用均壓環(huán)，將處于地電位的導體等電位連接起來，一直到接地裝置。臺站內(nèi)的金屬設(shè)施、電氣裝置和電子設(shè)備，如果其與防雷系統(tǒng)的導體，特別是接閃裝置的距離達不到規(guī)定的安全要求時，則應該用較粗的導線把它們與防雷系統(tǒng)進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時，臺站內(nèi)的所有設(shè)施立即形成一個“等電位島”，保證導電部件之間不產(chǎn)生有害的電位差，不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產(chǎn)生的反擊。
6.3接地
接地就是讓已經(jīng)納入防雷系統(tǒng)的閃電能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓,避免發(fā)生反擊。過去有些規(guī)范要求電子設(shè)備單獨接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設(shè)備的正常工作。90年代以前，部隊的通信導航裝備以電子管器件為主，采用模擬通信方式，模擬通信對干擾特別敏感，為了抗干擾，所以都采取電源與通信接地分開的辦法�，F(xiàn)在，防雷工程領(lǐng)域不提倡單獨接地。在iec標準和itu相關(guān)標準中都不提倡單獨接地，美國標準ieeestd1100-1992更尖銳地指出:不建議采用任何一種所謂分開的、獨立的、計算機的、電子的或其它這類不正確的大地接地體作為設(shè)備接地導體的一個連接點。接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。防雷接地是地面通信臺站安裝驗收規(guī)范中最基本的安全要求。
6.4分流
分流就是在一切從室外來的導線(包括電力電源線、電話線、信號線、天線的饋線等)與接地線之間并聯(lián)一種適當?shù)谋芾灼鳌．斨苯永谆蚋袘自诰�路上產(chǎn)生的過電壓波沿著這些導線進入室內(nèi)或設(shè)備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，將閃電電流分流入地。
分流是現(xiàn)代防雷技術(shù)中迅猛發(fā)展的重點，是防護各種電氣電子設(shè)備的關(guān)鍵措施。近年來頻繁出現(xiàn)的新形式雷害幾乎都需要采用這種方式來解決。由于雷電流在分流之后，仍會有少部分沿導線進入設(shè)備，這對于不耐高壓
- - 21 - -
的微電子設(shè)備來說仍是很危險的，所以對于這類設(shè)備在導線進入機殼前應進行多級分流。
現(xiàn)在避雷器的研究與發(fā)展，也超出了分流的范圍。有些避雷器可直接串聯(lián)在信號線或天線的饋線上，它們能讓有用信號順暢通過，而對雷電過壓波進行阻隔。采用分流這一防雷措施時，應特別注意避雷器性能參數(shù)的選擇，因為附加設(shè)施的安裝或多或少地會影響系統(tǒng)的性能。比如信號避雷器的接入應不影響系統(tǒng)的傳輸速率;天饋避雷器在通帶內(nèi)的損耗要盡量小;若使用在定向設(shè)備上，不能導致定位誤差。
6.5屏蔽
屏蔽就是用金屬網(wǎng)、箔、殼、管等導體把需要保護的對象包圍起來，阻隔閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道。屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設(shè)備影響的最有效方法。
7國內(nèi)外電網(wǎng)防雷研究的現(xiàn)狀
7.1變電站防雷保護的現(xiàn)狀
變電所防雷保護是一個系統(tǒng)工程。它由3個子系統(tǒng)即三道防線組成： 第一道防線，即第一子系統(tǒng)的作用是防止雷直擊變電所電力設(shè)備。雷擊是無法阻止的，只能通過攔截導引改變其入地路徑。好的設(shè)計和建設(shè)，能避免破壞性后果。這道防線由攔截受雷(接閃)、引流、接地散流防護系統(tǒng)組成。接閃器有避雷針(線)，小變電所大多采用獨立避雷針，大變電所大多在變電所架構(gòu)上采用避雷針或避雷線，或這兩者結(jié)合，對引流線和接地裝置都有嚴格的要求。
宣稱××避雷針保護范圍大，或××計算方法準確等都不符合實際情況。事實上，避雷針(線)的攔截雷效應，即對被保護物的保護作用(保護范圍)，與雷電極性、雷電通道電荷分布、空間電荷分布、先導頭部電位、放電定位高度、避雷針的數(shù)量和高度、被保護物的高度以及相互之間的位置、當時的大氣條件和地理條件等因素有關(guān)。一般地說，地理條件(包括地貌和地質(zhì)結(jié)構(gòu))影響雷擊先導階段電場分布，從而影響到主放電的發(fā)展;大氣條件的影響是空氣濕度和溫度愈高，避雷針(線)保護效果就愈小;還有，雷電流幅值(或放電定位高度)愈大，避雷針(線)攔截雷范圍就愈大，也即是保護范圍愈大。攔截雷的避雷針保護范圍與這么多因素有關(guān)，而且這些因素中許多是隨機性的，能完全免遭雷擊的避雷針(線)絕對保護范圍是沒有的。所謂保護范圍是指被保護物在此空間范圍內(nèi)遭受雷擊的概率在可接受值之內(nèi)。各種文件規(guī)定的不同保護范圍只是允許遭受雷擊的概率不同而已。美國推薦性的IEEEstd142-1991中第3.3.3.1節(jié)介紹：計算避雷針保護范圍時采用滾球半徑(即雷擊半徑)為30m，大約保護范圍內(nèi)雷擊概率為0.1%，采用45m，大約為0.5%。企圖從一些很不夠的條件和參數(shù)開發(fā)定量求出避雷針(線)不同保護范圍繞擊率的計算方法，
如電氣幾何擊距法，滾球法，拋球法等，都是積極的、有益的。但迄今為止，這些方法算出的避雷針(線)在不同保護范圍時的繞擊率都是定性的，定量是不可信的。正如前述，避雷針(線)保護范圍受很多因素影響，其中一些因素的影響至今無法定量。這些方法中應用的一個關(guān)鍵參數(shù)，如電氣幾何擊距法中的擊距、滾球法和拋球法中的球半徑，定性上是隨著雷電流增大而增大，定量就難了。至今，人們還不知道擊距或球半徑30～60m的長空氣隙擊穿電壓值，不討論實驗室空氣間隙放電是否逼真自然雷擊放電。至今世界上最大實驗室做的最長的雷電沖擊波空氣間隙放電距離也只有10m左右，將其向外延長用到30～60m或以上，有的按3kV/cm，有的按5kV/cm推算，得出了很多在同一雷電流下不同擊距或球半徑的計算公式，這是必然結(jié)果。同時，從實驗室雷電沖擊波10m左右空氣間障放電電壓值，外延用于確定30～60m或以上的自然雷擊放電電壓值，令人難以置信。此外電氣幾何擊距法、滾球法、拋球法的一個共同特點是誰距離短就擊誰，也與實驗室獲得的放電現(xiàn)象不符合，放電有分散性和曲折多分支路，并不一定擊中距離短的物體。
鑒于上述理由，電力行業(yè)標準DL/T 620-1997《交流電氣裝 置的過電壓保護和絕緣配合》，關(guān)于避雷針(線)的保護范圍仍沿用過去方法。統(tǒng)計我國4272變電所運行年的經(jīng)驗，表明按這種方法計算的保護范圍繞擊率為0.07次/100所a〔5〕，這是可以接受的，沒有必要改變，否則會造成混亂和浪費。變電所現(xiàn)行的直擊雷防護的可靠性，比沿架空輸電線路導線侵入的雷電防護高10倍以上。變電所的危險主要來自沿架空輸電線路導線上的侵入波。
第二道防線，即第二子系統(tǒng)為進線保護段。雷擊進線保護段首端及以外時，絕大部分雷電流被引入地中，只有很小部分的雷電流沿架空線路導線侵入變電所。雷電波沿架空線路導線傳播時，受沖擊電暈和大地效應影響而衰減，能降到變電所電氣裝置絕緣強度的允許值。變電所的主要危險
是來自進線保護段之內(nèi)的架空線路遭雷擊，反擊導線或繞擊導線產(chǎn)生雷電侵入波，因此進線段又稱危險段。加強進線段防雷保護是十分重要的，要求避雷線具有很好的屏蔽和較高的耐雷水平。不管如何，反擊和繞擊仍是可能的。因此，變電所設(shè)防(第三道防線)要求的進線保護段(危險段)愈短愈好，這樣允許侵入波的陡度和幅值較大。
第三道防線，即第三子系統(tǒng)期望將侵入變電所的雷電波降低到電氣裝置絕緣強度允許值以內(nèi)。我國主要是采用金屬氧化物避雷器(MOA)，西方國家除用MOA外，還在所有電氣裝置上安裝空氣間隙，在MOA失效后空氣間隙可作為后備保護。
總之，由這三個子系統(tǒng)的三道防線構(gòu)成一個完整的變電所防雷保護系統(tǒng)。這三道防線各負其責，缺一不可，不存在誰替代誰的問題。只是視具體情況不同，哪一道防線設(shè)置保護元件多少不同而已�，F(xiàn)在市場上的各種防雷保護裝置，實際上只是整個防雷保護系統(tǒng)中的一個保護元件，只起某一方面的保護作用，那種把這三道防線割裂開來，孤立設(shè)置的方法是錯誤的。三道防線之間關(guān)系密切，互相影響，尤其是二、三道防線之間，若第三道防線能力強，可縮短第二道防線——危險段的長度，提高變電所耐雷可靠性;若第二道防線能力很強，可以減輕第三道防線負擔，變電所耐雷可靠性將得到提高。電力變壓器繞組各側(cè)設(shè)防的耐雷可靠性應一致眾所周知，電力變壓器不論哪一側(cè)繞組損壞，變壓器都要停運和修理。因此變壓器繞組各側(cè)設(shè)防的耐雷可靠性應一致。電力變壓器防雷保護的簡繁應根據(jù)容量大小、損壞影響程度及供電重要性決定。所以IEC99-4以交流無間隙金屬氧化物避雷器(WGMOA)的標稱放電電流值(In)來分類，如20kA、10kA、5kA、2.5kA、1.5kA等，In等級不同，試驗要求不同。用戶根據(jù)電力變壓器的不同重要性來選用WGMOA的In等級。西方制造企業(yè)WGMOA型錄〔1〕中明確說明：電站W(wǎng)GMOA的In分為10kA和20kA兩個等級; In=10kA的，Ur為3～336kA;In=20kA的，Ur為3～800kV;
配電型WGMOA的In只有5kA。用戶可很方便地選用。例如大容量變壓器，保護高壓或超高壓一次側(cè)繞組絕緣選用WGMOA的In=10kA或20kA，而二次中壓側(cè)WGMOA也應選用In=10kA或20kA。In等級實際上反映變壓器的耐雷可靠性，即風險程度。原則是要求電力變壓器繞組各側(cè)設(shè)防耐雷可靠性一致。各側(cè) WGMOA選用相同等級In是重要措施之一：在我國一些標準中，WGMOA分類和電力變壓器各側(cè)繞組的防雷保護，實際上是按電力系統(tǒng)標稱電壓等級來劃分和設(shè)防的，不論變壓器一次側(cè)繞組電壓等級多高，是高壓或超高壓，不論容量多大，是幾百MVA或小容量，不論一次側(cè)繞組采用WG-MOA的 In=10kA還是20kA，例如二側(cè)繞組為35kA等級，一律規(guī)定WGMOA的In=5kA，防雷保護一個模式——“一刀切”。這樣，電力變壓器一、二次側(cè)耐雷可靠性是不配合的，防雷薄弱環(huán)節(jié)在二次中壓側(cè)是顯而易見的。1990～1994 年全國在役的110kV及以上等級電力變壓器類設(shè)備(未 包括農(nóng)口管理的設(shè)備)的運行情況及事故統(tǒng)計分析完全證實了這點;或許有人會說，過去的碳化硅閥式避雷器(SiCA)的 In 就是5kA。請不要忘記，那時一、二次側(cè)SiCA的In都是5kA，耐雷可靠性一致�；蛟S有人會說，中壓閥式避雷器流過的雷電流沒有高壓或超高壓側(cè)大。但實測流過避雷器的雷電流恰好相反。1958年國際大電網(wǎng)會議(CIGRE)第33學術(shù)委員會(SC-33)第1工作組(WG33-01)報告中指出： “通過閥式避雷器最大的雷電流是發(fā)生在中壓等級以下者”流過閥式避雷器的雷電流幅值和陡度是隨機變量，是非固定值，按概率分布。選用較高In等級的WGMOA，實質(zhì)上是加強了電力變壓器防雷保護的可靠性。而較高In等級WGMOA增加的造價，相對于大容量電力變壓器造價來說是極小的。WGMOA是積木式的，在技術(shù)上不存在任何困難。
選用沿架空輸電線路導線侵入到變電所的雷電陡度和幅值不應“一刀切”。WGMOA至被保護物(如電力變壓器)之間允許的最大距離決定于沿架空輸電線路導線侵入到變電所雷電波的陡度和幅值。但影響該參數(shù)的因素很多，如直擊雷電參數(shù)(幅值、陡度和波的長度等)、進線段參數(shù)(避雷線根數(shù)和布置位置、桿塔高度和桿塔波阻、接地 沖擊電阻等)和雷擊點位置(雷擊點至WGMOA距離等)。由此可見，侵入到變電所的雷電波陡度和幅值是隨機變量，非固定值，按概率分布。選用多大侵入波陡度和幅值實際上反映了被保護電氣裝置耐雷的可靠性程度。因此，應視被保護物(如電力變壓器)的重要性不同，分別選用不同的侵入變電所雷電波的陡度和幅值，那種同一電壓等級，不管重要性(容量大小、事故影響程度)差異，一律“一刀切”，選用同一雷電波陡度和幅值的方法是不可取的。 確定侵入到變電所的雷電波需要進行大量試驗運行經(jīng)驗總結(jié)和統(tǒng)計分析。我國從1954年至今，是采用如表1所示前蘇聯(lián)的規(guī)定值，運行經(jīng)驗表明，這些值一般是可接受的，但對氣體絕緣裝置(GIS)等新設(shè)備和大容量變壓器，技術(shù)經(jīng)濟是否最佳還有待實踐的檢驗。
在美國IEEE規(guī)范中，66kV及以上變電所的防雷保護可以不設(shè)專門加強防雷保護進線段，用進線第一基桿塔雷擊侵入波來考核避雷器至被保護物(如變壓器)之間的最大允許距離。66kV以下變電所才設(shè)長610m(2000ft)的加強防雷保護進線段，以降低通過變電 所避雷器的雷電流。
西方一些標準規(guī)定，對于110kV及以上電壓等級系統(tǒng)，選用侵入到變電所雷電波的陡度比我國(見表1)高很多，分別為1200kV/μs、1500kV/μs和2000kV/μs三級〔1〕。即WGMOA至電力變壓器之間的最大允許電氣距離比我國規(guī)定的短很多。他們規(guī)定保護電力變壓器的WGMOA盡量靠近被保護電力變壓器，用最短導體將WGMOA與變壓器連接。若因技術(shù)和布置原因不能靠近被保護變壓器 時，必須在WGMOA保護范圍內(nèi)。每路進出線路上安裝一組WGMOA。避雷器安裝在靠近被保護設(shè)備(如電力變壓器或旋轉(zhuǎn)電機)位置，最好是同被保護物共用接地引下線，這樣，作用于被保護物絕緣上的電壓僅是避雷器殘壓。否則，不僅要考慮避雷器與被保護物之間的電壓差，還要考慮避雷器殘壓上串聯(lián)避雷器接地引下線的電感壓降。作用于被保護設(shè)備絕緣上的電壓等于避雷器殘壓疊加這兩部分所增加的電壓。這增加的電壓正比于避雷器至被保護設(shè)備之間的距離和避雷器接地引下線長度，以及侵入波的di/dt值。美國推薦的IEEEstd 142-1991 取di/dt=1OkA/μs。接地引下線 L=0.5～0.8 μH/m。若長2m，則L=1μH，接地引下線壓降10kV與避雷器殘壓串聯(lián)。此外，WGMOA標稱電流波形為8/20μs。試驗證明，電流波頭愈陡(即波頭愈短)則WGMOA 殘壓愈高〔1〕。若標稱電流 10kA，波形8/20μs，其陡度約1.25kA/μs，殘壓是偏低的。所以，在計算 WGMOA至被保護設(shè)備距離時均應考慮這些因素。 通過以上的討論，可以得出結(jié)論：
(1)變電所發(fā)生的雷電過電壓是隨機的，是具有統(tǒng)計性的概率分布的。因此，其防雷保護，不應全國“一刀切”。業(yè)主和設(shè)計者應因地制宜地對變電所設(shè)防，因設(shè)防不當，造成不應有的損失(包括設(shè)防浪費和事故損失)，應由主事者負全責， “標準”不應當“替罪羊”。
(2)變電所防雷保護是一個系統(tǒng)工程，由三個子系統(tǒng)即三道防線組成。這三道防線各負其責，缺一不可，不存在誰替代誰的問題。三道防線之間，關(guān)系密切，互相影響，不應割裂開來，孤立設(shè)置。
(3)電力變壓器繞組各側(cè)選用WGMOA的 In 等級應相同，設(shè)防 耐雷可靠性應一致。
(4)選用沿架空輸電線路導線侵入變電所的雷電波陡度和幅值，即 WGMOA 至被保護物之間的最大允許電氣距離，應因地制宜，不應全國“一刀切” 。
7.2架空線路防雷保護的現(xiàn)狀
7.2.1架設(shè)避雷線
其主要作用是防止雷直擊導線。同時還有以下作用：
(1)在雷擊塔頂時起分流作用，從而減小塔頂電位;
(2)對導線有耦合作用，從而降低絕緣子串上的電壓;
(3)對導線有屏蔽作用，從而降低導線上的感應過電壓。
輸電線路愈高，采用避雷線的效果愈好。我國 110kV 線路一般全 線架設(shè)避雷線，220kV 及以上線路則是全線架設(shè)避雷線。35kV 及以 下的線路，一般不在全線架設(shè)避雷線。
為了提高避雷線對導線的屏蔽作用，減小繞擊率，避雷線的保護 角較小，通常采用 20°～30° ，甚至負保護角。
通常，避雷線應在每基桿塔處接地。但在超高壓線路上，將避雷線經(jīng)一小間隙對地絕緣。當線路正常運行時，避雷線是絕緣的;當線路出現(xiàn)強雷云電場或雷擊線路時，小間隙擊穿，避雷線自動轉(zhuǎn)為接地狀態(tài)。
降低桿塔接地電阻 降低桿塔沖擊接地電阻是提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率的最經(jīng)濟而有效的措施。
架設(shè)耦合地線在導線下方 4～5m 處架設(shè)接地的耦合導線，其作用是連同避雷線一起來增大它們與導線間的耦合系數(shù)，增大桿塔向兩側(cè)的分流作用。
耦合地線可使雷擊跳閘率下降 50%左右。
(1)采用中性點非有效接地方式
我國 35kV 及以下電網(wǎng)一般采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的 運行經(jīng)驗表明，線路跳閘率約可下降1/3左右。
(2)加強線路絕緣
增加絕緣子片數(shù)，增大跨越檔導線與避雷線間的距離。
(3)采用不平衡絕緣方式
使兩回線的絕緣子片數(shù)有差異，雷擊時，片數(shù)少的回路先閃絡(luò)， 閃絡(luò)后的導線相當于耦合地線，增加了對另一回導線的耦合作用。
(4)裝設(shè)自動重合閘裝置
利用絕緣的自恢復性，降低線路的雷擊事故率。
7.2.2四道防線
(1)防止直擊導線：采用避雷線、避雷針、改用電纜等;
(2)防止反擊：降低桿塔的沖擊接地電阻，增加耦合和分流(采用雙避雷線、耦合地線、不平衡絕緣)，加強絕緣，采用管型避雷器;
(3)防止建弧：增強絕緣(采用瓷橫擔、木橫擔) ，電網(wǎng)中性點 經(jīng)消弧線圈接地等;
(4)防止供電中斷：環(huán)網(wǎng)供電，安裝重合閘等。
電網(wǎng)防雷是一個系統(tǒng)的工程， 在實際的防雷保護條件下總是存在被雷擊現(xiàn)象。我們可以從現(xiàn)象中得到一些結(jié)論，進而采取辦法完善我們的防雷保護。
鑒于此，通過以下幾個問題進行深入分析：
首先應該理解以下問題：
① 6-10kV 線路的防雷保護存在的問題
由于6-10kV線路的可靠性不及110kV線路的可靠性高，通常不采用全線架設(shè)避雷線。目前現(xiàn)場中6-10kV線路的防雷保護進線段安裝避雷線，在線路的兩端安裝避雷器。 這樣的結(jié)果是在線路的中間部分無防雷保護，如果線路的中間部分遭受雷擊，就可能導致故障的發(fā)生。
解決以上問題的方案：根據(jù)實際情況對容易遭受雷擊的部分桿塔 加裝避雷針。通過一段時間的運行發(fā)現(xiàn)線路不再遭受雷擊了或遭受 雷擊的次數(shù)減少了。
② 防雷保護不完善
目前現(xiàn)場中很多出問題的線路或變電站通常都是防雷保護不夠完善。特別是對于架空線路一定要安裝自動重合閘。沒有安裝自動重合閘的肯定雷擊跳閘次數(shù)要多。有的變壓器的高低壓側(cè)都要安裝避雷器�，F(xiàn)場中變壓器低壓側(cè)存在沒有安裝避雷器的現(xiàn)象。
因此根據(jù)防雷保護的要求完善防雷保護很重要。對于電網(wǎng)來說完 善的防雷保護是防雷的基礎(chǔ)性工作。
�、� 防雷保護的管理不到位
防雷保護的管理不到位 防雷保護的管理工作包括：
(1)定期測試避雷器的泄露電流，測試接地網(wǎng)或和避雷針的接地電阻;
(2)統(tǒng)計雷擊跳閘線路和次數(shù);
(3) 雷雨天氣過后進行特殊巡視;
做好防雷的管理工作能夠讓防雷保護充分的發(fā)揮作用，及時發(fā) 現(xiàn)設(shè)備存在的問題，并采取有效的辦法。
其次，加強監(jiān)測構(gòu)建雷電探測系統(tǒng)
未來主要的發(fā)展重心著力于加強雷電定位技術(shù)的開發(fā)和應用研究，進一步完善雷電定位系統(tǒng)設(shè)備,開發(fā)全國雷電監(jiān)測站網(wǎng)的綜合定位技術(shù)，作為今后探測業(yè)務發(fā)展的主要任務之一。因此，從本地區(qū)的實際情況出發(fā)，發(fā)展具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星空間綜合探測設(shè)備和地面雷電探測設(shè)備，開發(fā)和完善全國雷電監(jiān)測網(wǎng)的綜合定位技術(shù)，在常規(guī)雷電定位站網(wǎng)產(chǎn)品中增加云閃信息、雷電的三維觀測、利用星載雷電探測器與地面雷電站網(wǎng)結(jié)合構(gòu)成新一代一體化的先進探測系統(tǒng)，獲取全面的雷電監(jiān)測資料。同時開展全國雷電監(jiān)測站網(wǎng)的性能評估研究，并不斷改進雷電探測系統(tǒng)的定位精度和探測效率，為開發(fā)雷電資料應用平臺，建立共享資源數(shù)據(jù)庫提供必要的基礎(chǔ)，使雷電資料得到廣泛應用，最大限度地發(fā)揮雷電探測系統(tǒng)的效益。
提高雷電監(jiān)測和預警準確性和預報服務水平，這將有助于規(guī)范雷電預警服務的標準和內(nèi)容，提高國家現(xiàn)代化的雷電預警能力和災害性天氣警報服務水平，從而為各個行業(yè)的生產(chǎn)和人民的生活提供重要的保障和服務。根據(jù)雷電預警模型，開發(fā)雷暴預警的軟件系統(tǒng)，逐步建立和完善能夠投入業(yè)務應用的我國短時雷電監(jiān)測、預警、預報系統(tǒng)，以及重大雷電事件警報，雷電信息產(chǎn)品包括雷電特征在地理信息系統(tǒng)平臺上的圖像顯示，雷電預報
產(chǎn)品以移動速度和移動方向的形式顯示雷電活動區(qū)域的擴展狀況，以及雷電災害等級在不同時段的分布等形式。
另外，尋求氣象保障服務系統(tǒng)中建立公眾雷電服務系統(tǒng)，加快公眾雷電服務技術(shù)和手段的現(xiàn)代化，開發(fā)適應公眾需求、內(nèi)容豐富的雷電信息產(chǎn)品，為森林防火、電力、交通、航空航天、國防 與軍事、石油等應用部門提供更高質(zhì)量的雷電信息應用產(chǎn)品。并結(jié)合不同行業(yè)的特殊要求，提供專業(yè)雷電預警、災害等級的科學 評估和決策分析系統(tǒng)，為國民經(jīng)濟建設(shè)服務。
最后，要廣泛的應用現(xiàn)有新技術(shù)
1)安裝線路可控避雷針
我們知道，即使在全線架設(shè)避雷線，也不能完全排除在導線 上出現(xiàn)過電壓的可能性，安裝線路避雷器可以使由于雷擊所 產(chǎn)生的過電壓超過一定的幅值時動作，給雷電流提供一個低 阻抗的通路，使其泄放到大地，從而限制了電壓的升高，保 障了線路、設(shè)備安全。
2)廣泛的采用自動重合閘
由于現(xiàn)場中遭受雷擊后很多都是瞬時性的故障，采用自動 重合閘后可以有效的避免跳閘保證供電的可靠性。
結(jié) 論
常規(guī)的防雷保護措施僅能部分的減少線路雷擊跳閘次數(shù),為大幅度降低或消除線路雷害事故,必須采取更有效的新措施。高電壓防雷用金屬氧化物避雷器可以防止雷直擊導線或雷擊塔頂、避雷線后絕緣子的沖擊閃絡(luò),從而可以根本上消除線路雷擊跳閘。為充分利用有限資金以求得最佳效益,應根據(jù)運行經(jīng)驗,力爭較準確的選擇線路防雷避雷器的安裝地點。據(jù)線路雷擊特點,建議線路避雷器優(yōu)先安裝在下列桿塔：山區(qū)線路易擊段易擊點的桿塔;山區(qū)線路桿塔接地電阻超過100Ω且發(fā)生過閃絡(luò)的桿塔;水電站升壓站出口線路接地電阻大的桿塔;大跨越高桿塔;多雷區(qū)雙回路線路易擊段易擊點的一回線路。
高電壓在現(xiàn)有技術(shù)的條件下仍然出現(xiàn)遭雷擊的現(xiàn)象。從某種程度上說，雷電是影響高壓設(shè)備可靠穩(wěn)定性的重要因素之一。雷電的物理本質(zhì)就是高電壓。認識雷電的高電壓本質(zhì)，認識雷電高電壓的產(chǎn)生與來源，認識雷電高電壓的各種屬性，我們才能正確的制定和設(shè)計防雷保護的方案，才能正確的分析雷害事故的原因和防止對策，才能正確的開發(fā)和研制防雷保護的產(chǎn)品。一句話，只有正確認識雷電的高電壓本質(zhì)，才能做好防雷。
致 謝
非常感謝XXX老師在我大學的最后學習階段到畢業(yè)設(shè)計階段給我的指導，從最初的定題、到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導和無私的幫助。為了指導我們的畢業(yè)論文，他放棄了自己的休息時間，她這種無私奉獻的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向她表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學在這三年來給我的指導和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學習，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下!
通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《高電壓防雷保護的探討》終于完成了，這意味著大學生活即將結(jié)束同時也大大發(fā)揮了我在學校學到的文化知識和技能的應用，也是我最后一次做學校的作業(yè)了。在大學階段，我在學習上和思想上都受益匪淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵十分不開的。
最后，向所有關(guān)心我的親人、師長和朋友們表示深深的謝意。“長風破
浪會有時，直掛云帆濟滄海”，這是我最喜歡的詩句。以此作為結(jié)尾，與所有要感謝的人共勉，相信自己，追逐最初的夢想，永不放棄。
感謝各位老師的批評指導!
參考文獻
[1]周澤存,高電壓技術(shù),北京,水利電力出版社,1997.
[2]劉繼,電氣裝置的過電壓保護,北京,電力工業(yè)出版社,第一版,1982,6.
[3]程學啟,楊春雷,咸日常,線路避雷器在輸電線路防雷中的應用,中國電力，1999年，8期:33頁.
[4]王劍，楊鳳杰等,輸電線路防雷改進措施的研究，華北電力技術(shù)，1998年，10期:1頁.
[5]張永記，司馬文霞，張志勁，防雷分析中桿塔模型的研究現(xiàn)狀，高電壓技術(shù)，2006.7第32卷第7期:93～97.
[7]孫萍，有關(guān)輸電線路防雷計算中幾個參數(shù)取值的建議，電網(wǎng)技術(shù)，1998. 8: 75～78.
[8]黃煒綱，對線路防雷計算中絕緣閃絡(luò)判據(jù)的研討，中國電力，1999. 11: 59～63.
[10]侯仁保，桿塔拉線的防雷功能，高電壓技術(shù)，1997，No. 4: 84~86.
[11]周浩，輸電線路的耐雷水平計算方法，高電壓技術(shù)，1992，No. l: 73~78.
[14]黃海濤，線路型避雷器耐雷水平分析，福建電力與電工，2000. 1，26～32.
[15]蘇勝新，何金良，咸日常，孫為民，線路用避雷器應用中的幾個關(guān)鍵問題，電瓷避雷器， 2000，4,39～41. 四、總的工作任務，進度安排以及預期結(jié)果
[16]王曉瑜.500kV長江大跨越高壓塔防雷性能分析-兼論桿塔波阻抗定義及其它[R].武漢:湖北電力試驗研究所,華中工學院,1982.
[17]杜澍春.高壓輸電線路防雷保護的若干問題[J].電力設(shè)備.