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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，會對導線發生閃絡，使導線出現過電壓。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。一是使線路發生短路接地故障。雷電過電壓的作用時間雖然很短(數十秒)，但導線對地(避雷線或桿塔)發生閃絡以后，工頻電壓將沿此閃絡通道繼續放電，進而發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.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據等原因，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的相關規程中。
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，則導致線路絕緣發生閃絡。但雷電過電壓的持續時間極短，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展成穩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劣。我國電力行業標準DL/T 620 1997給出了一般上壤電阻率地區有避雷線線路的耐雷水平和雷擊跳閘率數值.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
夏季雷雨天氣來臨，電腦被雷電擊壞概率很高，近有許多朋友問我電腦雷擊的問題，由于天南海北問這個問題的朋友太多，以至于我應接不暇。由于我的精力有限，實在難以招架，故寫下這篇文章，減輕我的壓力。同時希望電腦被雷擊的朋友看到這篇文章就知道該怎么處理，沒有該問題的朋友知道怎么防范。
雷電進入電腦一般有兩個途徑，一是網線，二是電源線，或者二者兼而有之。進入途徑不同，表現出來的現象也不同，如果雷電由網線進入，常常是電腦無法上網。有經驗的朋友也許會發現貓的燈閃耀不正常或者不閃耀，網卡找不到或者在硬件管理中有一個驚嘆號，有時候能夠通過網絡連接，有時候不能夠網絡連接。但是即使能夠網絡連接，也是不穩定的，會不斷掉線。這時候好把貓和網卡都換掉，問題就解決了。雷電由這個途徑擊壞的電腦概率很高，電腦其他部分損壞的概率不大。雷電由電源線進入電腦，這種情況比上一種情況概率低些，但是損壞很嚴重，主要表現在電腦黑屏，開不了機。這時候需要通過排除法來確定故障范圍，先確定顯示器是否被雷電擊壞，如果顯示器無故障，電腦黑屏，需要先更換主機電源，如果還不行，就需要把主機按小化系統來確定故障范圍。方法是，拔去主機的硬盤、光驅等，找一個正常的電源，把主板，cpu，內存，顯卡（集成板無需此項），組成小化系統，接上顯示器，看能否點亮顯示器，如果不行，則按主板---內存---cpu的順序一一更換，直到能點亮顯示器確認故障件為止。一般，雷擊壞的主機在小化系統仍不能開機，主板鐵定損壞，電源即使測量完好、當下可以使用也要堅決更換，否則后患無窮。如果組成小化后主機能夠順利開機，則把其他配件一一接上實驗，要每接一個配件實驗開機一次，以確認故障配件。
下面談談雷雨天氣如何防止雷電擊壞電腦。在雷雨天氣，好不要開電腦，如果確實需要開機，在單位的朋友要把防雷設備維護好，防雷設備不要帶病工作。在家庭的朋友或者單位沒有防雷設施的朋友，購買時好選擇有防雷擊功能的電腦，不過由于現在技術限制，目前這種電腦只能防感應雷，尚不能防直擊雷。我有一個小經驗，可以在電腦供電電源前加一個1:1的隔離變壓器，什么是1:1的隔離變壓器呢，就是變壓器的進線電壓和出線電壓相等，都是220伏特。變壓器具體容量需要看你的電腦功耗情況，我用的是300W的，夠電腦和打印機使用。這個經驗是我以前在維修電視機時總結出來的，我發現黑白電視機幾乎沒有被雷擊壞的，而彩色電視很容易被雷擊壞，他們的區別就是黑白電視機用有一個和市電隔離的變壓器，而彩電沒有這個變壓器。不過究竟是不是這個原因尚需檢驗。即使這個經驗，我認為也只能防感應雷，對能量巨大的直擊雷也是無能為力的。
不要認為電腦不開機就不會被雷擊壞，有相當大的一部分電腦在關機后依然被雷擊壞。這是因為電腦的電源線和入戶線、網線沒有從電腦上拔下來。我們知道，雷電的電壓很高，瞬間能量很大。一般，電壓高于4000伏，就會把一厘米左右的潮濕空氣擊穿導電，早期的空氣負離子發生器就是利用這個原理來電離空氣的。我們雖然關閉電源開關，但是電源開關內部的斷開點只有兩三毫米的距離，根本防不住幾萬幾十萬甚至億伏級別的高壓雷電，雷電會暢通無阻地擊進電腦，對毫無防范措施的網線線更是不在話下。所以，雷雨天氣，一定要拔下電腦的電源線，網線，入戶的線。這個對所有使用有電子元件的家用電器都適用。
就先談到這里，有其他問題的朋友我們可以繼續交流。
建筑物防雷類別的判定是一項極為重要但又可能較為煩瑣的工作，它牽涉到防雷工程能否做到既又經濟合理.目前社會各界對此認識不足.一些人輕視防雷工作，而另一些人盲目追求所謂高規格防雷裝置.比如不合理地選取過高性能的防雷器，大大增加了工程成本。
建筑物防雷主要應根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和后果等綜合考慮分為三類.重要性包括政治愈義和經濟意義上的重要性，所以有、省部級和普通建筑物之分；使用性質主要看是否是具有爆炸和火災危險環境的建筑物.爆炸和火災危險環境按釋放源及通風條件分為:爆炸性氣體0區--連續出現或長期出現爆炸性氣體混合物的環境;爆炸性氣體1區—正常時可能出現爆炸性氣體混合物的環境;爆炸性氣體2區—正常時不可能出現爆炸性氣體混合物的環境。爆炸性粉塵環境和火災危險環境類似的分別分為10區,11區和21區(可燃性液體),22區(可然性粉塵),23區(可燃性或纖維固體)。還要根據通風條件提高或降低等級。發生雷電事故的可能性應按GB 50057-1994(2000版)標準中附錄1對建筑物年預計雷擊次數的計算方法來確定。后果應著重考慮人的價值，人員集中的公共建筑物如集會場所、展覽館、博物館、體育館、大型商場、影劇院、學校、醫院等大多應劃為第二類防雷建
筑物。
在設有息系統的建筑物需防雷擊電磁脈沖的情況下，當該建筑物不屬于類、第二類、第三類防雷建筑物時，宜將其劃屬第三類或第二類防雷建筑物.這是因為息系統設備耐雷電過電壓水平低，抗毀能力差。建筑物電子息系統防雷技術規范(GB 50343-2004)對此有規定.
特別重要的、需防雷擊的系統若無明確的防雷類別規定，則必須首先進行雷電災害風險評估.以確定防雷等級，才能實施合理的雷電防護。風險評估是認識和評價風險的有效方法，也是風險控制和風險管理的前提和基礎，準確的雷電災害風險評估是雷電風險管理的決策依據.國際上，IEC62305-2《雷電災害風險管理》是國際電工委員會關于雷電災害風險評估的標準.其適用范圍是地閃雷電對建筑物(包括其服務設施)造成的風險的評估，其內容主要包括建筑物與服務設施的分類、雷災損害與雷災損失、雷災風險、防護措施的選擇過程以及建筑物與服務設施防護的基本標準等.ITU-T K. 39是由國際電聯盟發布的標準，其名稱為通局、站雷電損壞危險的評估.其適用范圍是通局、站雷電過電壓(過電流)造成的設備危害和人員危害的風險的評估，它的主要內容包括標準適用范圍、危險程度的決定因素、損失、評估原則、有效面積的計算、概率因子、損失因子和可承受風險(允許風險)等。
一、等電位分類防雷驗收技術要求和指標
在裝有防雷位置的空間內，避免發生生命危險的重要措施是采用等電位連接。由于防雷設備直接裝在建筑物上，要保持防雷裝置與各種金屬物體之間的距離已很難做到.因此，只能將屋內的各種金屬管道和金屬物體與防雷位置就近連接在一起，并進行多處連接.首先是在進出建筑物處連接，使防雷裝置和鄰近的金屬物體電位相等或降低其間的電位差，以防反擊危險。另外，嚴格要求各種金屬物體和金屬管道與防雷裝置有可靠連接，以達到均壓目的，是免除跳閃的有效措施.值得引起高度注意的是，豎向金屬管道、物體，更可能帶有很高的電位，如處理不當，就可能出現跳閃現象:一種是金屬管道帶高電位，向四周的金屬物跳擊，一種是結構中的電位差。其驗收技術要求和指標如下:
①屋頂廣告牌、冷卻塔等電位連接：與避雷帶焊接不少于兩處(對角)，材料采用圓鋼≥Φ8mm或扁鋼-4X40mm,厚度≥4mm。注意:各金屬物、設備間的防雷引下線不得串聯，應與天面引下線預留端子連接。
②豎向金屬管道：要求豎向金屬管道的頂端和底端與防雷裝置連接，高層建筑每三層連接一次，設計安裝必須預留接地。
③屋頂的其他金屬構件與避雷帶可靠焊接，并不少于兩處，注意:各金屬物、設備間的防雷引下線不得申聯，應與天面引下線預留端子連接。④電梯接地：電梯導軌接地，每條不少于兩處，高層建筑每三層連接一次，與柱內鋼筋預留端子可靠連接。
⑤高低壓變壓器接地：應就近與防雷地可靠連接，且不少于兩處(可從近處柱筋預留)，阻值R≤4歐姆.
⑥地下供水管道接地：應與建筑物防雷接地可靠連接，且不少于兩處，測量接地電阻，阻值R≤10歐姆。
⑦地下燃氣管道與其他金屬管道間距：地下燃氣管道離建筑物基礎的距離≥0. 7m,離供水管≥0.5 m，以上均指水平距離。地下燃氣管道離其他管道或電纜的垂直距離≥0. 15 m。注意:燃氣管道進出建筑物必須與防雷地連接，并不少于兩處。
⑧低壓配電保護接地檢查PE干線是否接地.檢查受電設備的外露導體有無通過保護線與接地預留端子連接。
二、高低壓線路防雷驗收技術要求和指標
進出建筑物的高低壓線路的敷設方式和建筑物防雷措施的正確與否.對建筑物及其內部的各種設備和人身影響很大，因此，應采取嚴格的防雷措施，其驗收技術要求和指標如下:
1、高壓線路敷設方式為防止雷電流沿電力線侵人機房，在距變壓器300-500 m的高壓線上方架設避雷線，終端桿及前四桿必須接地(注意不允許用桿筋做引下線)，埋地入機房配電房，埋地長度不小于50 m.電纜金屬護套(管)、鋼帶兩端應分別與防雷接地連接。
a.線桿(塔)的接地各桿(塔)接地：應設計成環形或輻射形.變壓器終端桿及前四桿必須分別接地。3kv以上高壓線路相互交叉或與較低的低壓線路、通線路交叉時，交叉兩端的桿塔(共四基)不論有無避雷線，均應接地。
b.電纜接地高壓電纜兩端金屬護層，鋼帶在入機房前和入機房處應分別接地，鋼筋混凝土桿鐵橫擔、橫擔線路的避雷器支架、導線橫擔與絕緣子固定部分或瓷橫擔部分之間，應可靠連接，并與引下線相連接地。
2、低壓線路敷設方式：全線采用電纜埋地或一段金屬愷裝電纜穿鋼管埋地進人建筑物內，埋地長度不小于15 m.
a.埋地電纜：金屬愷裝電纜的外皮、穿線的鋼管、電纜橋架、電纜接線盒、終端盒的外殼等均應可靠接地。接地電阻R≤10歐姆.
b.線桿(塔)、鐵橫擔等接地：線桿鐵橫擔、絕緣子鐵腳及裝在桿塔上的開關設備、電容器等電器設備均應可靠接地.接地電阻R≤5歐姆.入戶前三基電桿均應可靠接地，接地電阻桿R≤5歐姆;其余R≤20歐姆.
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