1.1.雷击时的等值电路 雷击地面由先导放电转变为主放电的过程可以用一根已经充电的垂直导线突然于被击物体接同来比拟,如图2.1(a)所示。图中 是被击物体于大地(零地位)之间的阻抗, 是先导放电通道中电荷的线密度,开关S未闭合之前相当于先导放电阶段。当先导通道到达地面或与地面目标上发出迎面先导相遇时,主放电即开始,相当于开关S合上。此时将有大量的正、负电荷沿先导通道逆向运动,并使其中来自雷云的负电贺中和,如图2.1(b)所示。与此同时,主放电电流即雷电流 流过雷击点A并通过阻抗 ,此时A点电位u也突然升至 。显然,电流 的数值于先导通道的电荷密度 及主放电的发展速度v有关,并且还受阻抗 的影响。因为先导通道的电荷密度很难测定,主放电的发展速度也只能根据观测大体判断,**容易测知的量是主放电以后(相当于S合上以后)流过阻抗 的电流 。因此利用雷电放电过程简化成一个数学模型,进而用到彼德逊等值电路[如图2.1(c)、(d)所示]以求得比较统一的分析方法。图2.1(c)、(d)中 为主放电通道的波阻抗。 和 则式从雷云向地面传来的行波的电压和电流。 1.2.雷电流 因为雷电波流经被击物体时的电流与被击物体的波阻抗 有关,因此,我们把流经被击物体的波阻抗为零时的电流被定义为“雷电流”,用 来表示。根据雷电放电的等值电路,可知流经被击物体的波阻抗为 时的电流 与雷电流 的关系为: (2.1) 目前,我国规程建议雷电通道的波阻抗为300~400Ω。 雷电流 为一非周期的冲击波,它与气象、自然等条件有关,是一个随机变量。下面我们介绍它的幅值、波头、陡度、波长及其波形。 避雷针,避雷线,避雷网,避雷带及避雷器都是经常采用的防雷装置。避雷针主要用来保护露天变配电设备及保护建筑物:避雷线主要用来保护输电线路:避雷网和避雷带主要是用来保护建筑物:避雷器则主要用来保护电力设备,属一种专用的防雷设备。牵引变电所通常一般采用下列防雷措施。 (1).装设避雷针 为保护整个变电所设备和建筑物免遭受直接雷击,变电所内应装设避雷针。避雷针的功能实质是引雷作用,它能使雷电产生畸变,从而将雷云放电通道由原来可能向被保护物体发展的方向吸引到避雷针本身,然后经与避雷针相连接的引下线与接地装置将雷电流泄放到大地中去,使被保护物免受直接雷击,变电所通常装设多根避雷针来满足保护要求。避雷针可单独立杆,也可利用户外配电装置的构架或投光灯的杆塔:但变压器的门型构架不能用来装设避雷针,以防止雷击产生的过电压对变压器闪络放电。 |
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