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雷云對大地的電壓低則幾百萬伏，高則數(shù)千萬伏，甚至更高，雷云對大地一次閃擊放電的峰值電流平均為30多千安，它的瞬時功率很高，由于瞬時功率很大，所以它的破壞力是相當大的。
到現(xiàn)在為止.直擊雷的防護都是采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網作為接閃器，把雷電流引下來，然后通過良好的接地裝置迅速而地引入大地。
常用的接閃裝置，如避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網等，它們都是用金屬做成，安裝在建筑物的高點，如屋脊或尾角等易受雷擊的地方。避雷網是用金屬線、帶做成的網格，架在建筑物頂部空間或者利用建筑物屋面板筋連接成網格狀，然后與大地可靠地連接。
當高空出現(xiàn)雷云的時候，大地上由于靜電感應作用，必然帶上與雷云相反的電荷，然而接閃設備(避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網等)都處于地面上建筑物的高處.與雷云的距離近，而且與大地有良好的電氣連接，所以它與大地有相同的電位、以致接閃設備附近空間電場強度相對比較大.比較容易吸引需電先導，使主放電集中到地面，因而在它附近尤其是比它低的物體受雷擊的幾率就大大減少。而接閃器被雷擊的幾率卻大大提高，所以就接閃器本身而言.它不但不能避免雷擊.相反是招來更多的雷擊，它以自身多受雷擊而使周圍免受雷擊.
由于接閃器都與大地有良好的電氣連接，使大地積存的電荷能量迅速與雷云的電荷中和。這樣由雷擊而造成的過電壓的時間大大地縮短.雷擊危害性就
大大減少。
雷擊的時候，雷云通過接閃器向大地放電的過程，可以近似用RC放電過程來模擬。因為大地和雷云之間相當于一個充了電的電容器，如圖1.5所示。圖中雷云與大地之間的電容用電容器C表示.雷云內部和雷電流通道的電阻用R1表示，接閃器和它與大地之間連接的電阻(包括連接線的電阻和接地體的散流電
阻)用R2來表示。
由等效電路圖可知，雷擊時電流i與R及接閃器上的高電壓相互關系適合
RC放電方程:
iR-Uc=0
R=R1+R2
式中:R1-雷云內部和雷電流通道的電阻;
R2-接閃器和它與大地之間的連接電阻。
雷電流源的電阻包括主放電通道的電阻，大約幾千歐，如果把帶電的雷云當作電源，接閃器到大地看作是負載。那么，放電的時候就相當于一個有幾千歐內阻的電源，與一個僅有幾歐接地電阻和少許引線的阻抗的負載連接(如圖1.5所示)，這電源一般為幾百萬伏和幾千萬伏，甚至更高。雷擊時接閃器對大地的電壓就是雷云的電壓，在雷云內阻(包括通道電阻)與接地電阻(包括引線電阻)的分壓，接地電阻越小.其分壓值越小，相對來講就越。所以，理論上要求避雷裝置接地電阻越小越好，但是如果要求做到接地電阻很小，勢必造價很高。工程上往往只要求做到足夠的范圍即可。以上說明避雷裝置必須有足夠可靠和足夠小接地電阻的接地裝置，否則它不但起不到避雷的作用，反而增加雷擊的危險。
需要指出的是,大氣變化是大規(guī)模的，雷云的發(fā)生也是大規(guī)模的，而且雷云的移動受很多可變因素支配.很多條件是隨機的，因此，認為有了避雷裝置就萬無一失的想法是錯誤的。避雷裝置只能大大地減少被雷擊的可能性。
（a）雷擊時雷云與大地的示意圖
（b）雷擊時的等效電路圖
圖1.5 雷擊時的電氣原理圖
一、防雷檢測周期
防雷產品應根據(jù)其重要性、使用性質、氣象、地理環(huán)境及土地特性等安排合適的檢驗周期。例如，一般對安裝在爆炸和火災危險環(huán)境的防雷裝置，宜每半年檢測一次。對其他場所防雷裝置應每年檢測一次。對電力系統(tǒng)的輸變電桿塔一般每6年檢測一次。
實際上.對有大量測試點的某建筑物的防雷檢測也是按主要測試點每年檢測一次.對其他次要測試點輪流抽測來進行的。
二、防雷檢測程序
防雷檢驗就是按照規(guī)定的程序，為了確定防雷產品的一種或多種特性或性能的技術操作。為達到質量要求應采取一系列作業(yè)技術和活動。
防雷設備質量檢驗機構應正確配備進行檢驗的全部儀器設備。儀器設備驗收、流轉應受控。應對所有儀器設備進行正常維護，并有維護程序。如果任一儀器設備有過載或錯誤操作、或顯示的結果可疑、或通過檢定(驗證)或其他方式表明有缺陷時，應立即停止使用，并加以明顯標識，如可能應將其貯存在規(guī)定的地方直至修復，修復的儀器設備必須經校準、檢定(驗證)，或檢驗證明其功能指標已恢復。實驗室應檢查由于這種缺陷對過去進行的檢驗所造成的影響。
每一臺檢測用儀器設備都應有明顯的標志來表明其校準或檢定狀態(tài)。應有“合格”、“準用”、“停用”等計量標志;通常上述標志用“綠”、“黃”、“紅”三色標志表示;(非計量)測試設備也應有類似的彩色標志.表明其經驗證后是否處于完好狀態(tài)。具體標志管理為:
(1)合格證(綠色)為計量檢定合格者；
(2)準用證(黃色)為不必檢定的設備，經檢查其功能正常者(如計算機，打印機等)；
多功能檢測設備，某些功能巳喪失.但檢測工作所用功能正常，經校準合格者;測試設備某一量程準確度不合格，但檢驗(測)工作所用量程合格者;降級使用。
(3)停用證(紅色)
檢測儀器、設備損壞者，
檢測儀器、設備經計量檢定不合格者;
檢測儀器、設備性能無法確定者，
檢測儀器、設備超過檢定周期者;
每次使用前都應進行儀器有效期確認、基本功能的檢查和零點的調整(如果有的話)。
防雷產品質量檢驗機構應使用適當?shù)姆椒ê统绦蜻M行所有檢驗工作以及職責范圍內的其他有關業(yè)務活動(包括樣品的抽取、處置，測量不確定度的估算，檢驗數(shù)據(jù)的分析)，這些方法和程序應與所要求的準確度和有關檢驗的標準規(guī)范一致.防雷產品質量檢驗機構除了應按《防雷裝置檢測技術規(guī)范》的條文要求進行檢測作業(yè)外，好專門制定相應的作業(yè)指導書，規(guī)范檢測工作.
大多數(shù)建筑物應先通過查閱防雷工程技術資料、圖紙，了解被檢方的防雷設施的基本情況，然后進行現(xiàn)場檢測。
三、防雷檢測數(shù)據(jù)處理
防雷產品質量檢驗機構應有適合自身具體情況并符合現(xiàn)行規(guī)章的記錄制度.所有的原始測試記錄、計算和導出數(shù)據(jù)、記錄以及副本、檢驗副本、檢驗報告副本均應歸檔并保存適當?shù)钠谙蕖＠纾４鎯蓚€檢測周期以上時間。
每次檢驗的記錄應包含足夠的息以保證其能夠再現(xiàn)。記錄應包括參與檢驗人員的標識.記錄更改應按適當程序規(guī)范進行.應使用預先設計好的原始記錄表，現(xiàn)場記錄，現(xiàn)場簽名.杜絕現(xiàn)場用白紙臨時記錄，回去再重新登錄整理記錄的情況發(fā)生。
所有記錄(包括有關校準和檢驗儀器設備的記錄)、和報告都應貯存、妥善保管并為委托方保密。
對于實驗室完成的每一項或每一系列檢臉的結果，均應按照檢驗方法中的規(guī)定，準確、清晰、明確、客觀地在檢臉或報告中表述.應采用法定計量單位。或報告中還應包括為說明檢驗結果所必需的各種息采用方法所要求的全部息。應合理地編制檢驗或報告，尤其是檢驗數(shù)據(jù)的表達應易于讀者理解.注意逐一設計所承擔不同類型檢驗或報告的格式，但標題應盡量標準化.
對已發(fā)出的檢驗或報告作重大修改，只能以另發(fā)文的方式，或采用對“編號為xxxx的檢驗或報告”作出補充聲明或以檢驗數(shù)據(jù)修改單的方式。這種修改應有相應規(guī)定。
當發(fā)現(xiàn)諸如檢驗儀器設備有缺陷等情況，而對任何、報告或對或報告的修改單所給出結果的有效性產生疑問時，防雷產品質量檢驗機構應立即以書面形式通知被檢方。
當被檢方要求用、電傳、圖文傳真或其他電子和電磁設備傳送檢驗結果時，實驗室應保證其工作人員遵循質量文件規(guī)定的程序.這些程序應滿足本準則的要求，并為委托方保密。
一、架空輸電線路雷電過電壓概述
架空輸電線路地處曠野，綿延數(shù)千千米，很容易遭受雷擊.雷擊是造成線路跳閘的主要原因.同時，雷擊線路形成的雷電過電壓波.沿線路傳播侵人變電所.也是危害變電所設備運行的重要因素。
根據(jù)過電壓形成的物理過程，雷電過電壓可以分為兩種。一是直擊雷過電壓。它是雷電直接擊中桿塔、避雷線或導線（見圖2. 1中①、②或③）引起的線路過電壓。二是感應雷過電壓。它是在雷擊線路附近大地，由于電磁感應在導線上產生的過電壓。運行經驗表明.直擊雷過電壓對電力系統(tǒng)的危害大，感應雷過電壓只對35 kV及其以下的線路有威脅。圖2.1 雷擊輸電線路部位示意圖
按照雷擊線路部位的不同，直擊雷過電壓又分為兩種情況.一種是雷擊線路桿塔或避雷線時，雷電流通過雷擊點阻抗使該點對地電位大大升高.當雷擊點與導線之間的電位差超過線路絕緣的沖擊放電電壓時，會對導線發(fā)生閃絡，使導線出現(xiàn)過電壓。因為這時桿塔或避雷線的電位(值)反而高于導線。故通常稱為反擊。另一種是雷電直接擊中導線(無避雷線時)或繞過避雷線(屏蔽失效)擊中導線.直接在導線上引起過電壓。后者通常稱為繞擊。
雷擊線路可能導致兩種破壞性后果。一是使線路發(fā)生短路接地故障。雷電過電壓的作用時間雖然很短(數(shù)十秒)，但導線對地(避雷線或桿塔)發(fā)生閃絡以后，工頻電壓將沿此閃絡通道繼續(xù)放電，進而發(fā)展成為工頻電弧接地。此時繼電保護裝置將會動作，使斷路器跳閘，影響線路正常送電。二是形成沿輸電線路侵人變電站的雷電波，在變電站內產生復雜的折反射過程，可能使電力設備承受很高的過電壓，以致設備絕緣破壞.造成停電事故。
輸電線路防雷性能的優(yōu)劣，工程上主要用耐雷水平和雷擊跳閘率這兩個指標來衡盆。耐雷水平是指線路遭受雷擊時所能耐受的不致引起絕緣閃絡的大雷電流幅值(單位為kA).耐雷水平越高，線路的防雷性能越好.雷擊跳閘率是指在折算至年雷電日數(shù)為40的標準條件下.每百千米線路每年因雷擊引起的線路跳閘次數(shù).單位為:次/百千米·年。需擊跳閘率是衡量線路防雷性能的綜合性指標。二、感應過電壓
在雷云對地放電過程中.放電通道周圍的空間電磁場將發(fā)生急劇變化。因而當雷擊輸電線附近的地面時，雖未直擊導線。由于雷電過程引起周圍電磁場的突變，也會在導線上感應出一個高電壓來.這就是感應過電壓。感應過電壓包含靜電感應和電磁感應兩個分量，一般以靜電感應分量為主。
雖然對于感應過電壓形成的物理解釋已經有了一個比較一致的認識，但由于難以得到雷電放電過程的原始數(shù)據(jù)等原因，感應過電壓有多種不同的計算方法，而且結果還差別較大。
由于感應過電壓對各相導線來說基本相同，所以不會發(fā)生相間閃絡。又由于感應過電壓是因電磁感應而產生的，其極性與雷云電荷.即與雷電流的極性正相反，因而絕大部分感應過電壓是正極性的，這一點與直擊雷過電壓不同。另外，感應過電壓的波形較直擊雷過電壓更平緩，波頭由幾秒至幾十秒，波尾則可達數(shù)百秒。避雷線由于對導線有屏蔽作用.因而能降低導線上的感應過電壓幅值。避雷線與導線間的藕合系數(shù)越大，導線上的感應過電壓就越低。
三、雷擊導線過電壓
無避雷線的線路，當雷閃放電過分靠近線路時，發(fā)生的就不是雷擊地面的感應過電壓，而是雷電直擊導線的過電壓。在我國110 kV及其以上線路一般都架
有避雷線.以免導線直接遭受雷擊，但由于各種偶然因素的影響.仍有可能發(fā)生避雷線屏蔽失效.雷電繞過避雷線而擊中導線的情況，通常稱繞擊.
繞擊發(fā)生的概率雖然很低，但一旦雷電擊中導線，導致線路跳閘的幾率將很高。四、雷擊塔頂過電壓
雷擊塔頂(包括雷擊塔頂附近的避雷線)時，桿塔電感與接地電阻的存在將使塔頂電位瞬時升高，其電位位甚至大大超過導線電位，引起絕緣子串閃絡，即反擊，造成線路跳閘，同時在線路上形成向線路兩側傳播的過電壓波.過電壓波侵人發(fā)電廠、變電站。
除上述二種雷電過電壓外，還有一種雷擊避雷線擋距中央時的過電壓.國內外大量的運行經驗表明，此時引起擋距中央避需線與導線空氣問隙發(fā)生閃絡是非常罕見的，故對這種雷電過電壓此處不再分析。
應當指出，上面的感應過電壓、雷擊導線過電壓、雷擊塔頂過電壓的計算公式都沒有考慮絕緣子串的運行電壓，亦即導線的運行電壓.對220 kV及其以下的線路來說，運行電壓所占比重不大，一般可以忽略。但在超高壓線路中，隨著電壓等級的提高，工作電壓不應再被忽略，有人建議至少應按照導線運行相電壓峰值的一半來考慮，且電壓極性與雷電流極性相反。因為任何時刻都至少有一相導線運行在與雷電流相反的極性下。如果按照統(tǒng)計法計算，則雷擊時的導線工作電壓瞬時值及其極性應作為一個隨機變來考慮。但這些還都沒有列入電力行業(yè)的相關規(guī)程中。
五、雷擊跳閘率
當雷閃放電造成線路產生雷電過電壓時，若雷電流超過相應情況下的耐雷水平，則導致線路絕緣發(fā)生閃絡。但雷電過電壓的持續(xù)時間極短，只有幾十秒、高壓開關還來不及跳閘.只有當沖擊閃絡后的閃絡通道發(fā)展成穩(wěn)定的工頻電弧時才會導致線路跳閘。這些過程都有隨機性。因此工程中除耐雷水平外.還采用雷擊跳閘率作為一個綜合指標，來衡量線路防雷性能的優(yōu)劣。我國電力行業(yè)標準DL/T 620 1997給出了一般上壤電阻率地區(qū)有避雷線線路的耐雷水平和雷擊跳閘率數(shù)值.見表2.
表2 架空輸電線路典型桿塔的耐雷水平及雷擊跳閘率
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