供配电教程--8第八章防雷与接地

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供配电工程

第8章

防雷与接地

山东农业大学电气工程系2006年11月制作

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第8章

防雷与接地

8.1 雷电放电 8.2 直击雷过电压的防护 8.3 感应雷过电压的防护 8.4 供配电系统的防雷保护 8.5 电气装置的接地 8.6 安全用电与触电急救

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§ 8.1

雷电放电

1、案例 2、雷电的形成 3、雷电的危害 4、雷击人的主要形式 5、我国建筑防雷的发展史 6、网络防雷

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这是 卫星 拍摄 下来 的地 球表 面雷 电放 电现 象

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这是 在飞 机上 拍摄 的云 间雷 电放 电现 象

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这是 下行 雷电 放电 的图 片

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一、雷电的形成 1、雷电放电：雷电放电是指雷云与大地、 雷云与雷云、雷云内部发生的一种气体放电 现象。 2、雷云的形成：当空中的尘埃、冰晶等物质 在云层中翻滚运动的时候，经过一些复杂过 程，使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。 一般在云层的下部积聚的是负电荷，而正电 荷一般积聚在云层的上部。这样，同极性电 荷的汇集就形成了一些带电中心，带有这些 电荷中心的云称为雷云。

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雷雨云 一般专业书中讲的雷雨云就是 指积雨云。云的形成过程是空气中的水 汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态 而发生凝结的过程。使空气中水汽达到 饱和是形成云的一个必要条件，其主要 方式有： ① 水汽含量不变，空气降温冷却； ② 温度不变，增加水汽含量； ③ 既增加水汽含量，又降低温度。

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雷云由强大的潮湿的热气流不断上升进 入稀薄的大气层冷凝的结果。强烈的上升气流穿 过云层，水滴被撞分裂带电。轻微的水沫带负电， 被风吹的较高，形成大块的带负电的雷云；大滴 水珠带正电，凝聚成雨下降，或悬浮在云中，形 成一些局部带正电的区域。雷云的底部大多带负 电，它在地面上会感应出大量的正电荷。这样， 在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间， 或者雷云与大地之间就形成强大的电场。随着雷 云的发展和运动，一旦空间电场强度超过大气游 离放电的临界电场强度就会发生云间或云对大地 的放电。

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雷电的放电过程雷电的放电过程 包括三个阶段 先导放电 主放电 余辉放电

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流注停顿形成先导， 先导分级向前发展， 流注最后一次停顿后 形成主放电，主放电 阶段产生了闪电和雷 声，但仅有30%的电荷 复合掉，70%的电荷在 余辉阶段复合。

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任一 时刻，全球 表面连续发 展着大约 1000个雷暴。 地球上每天 约发生800万 次云对地的 闪电，平均 每秒钟有100 次。雷暴发 展的波动每 天总是向西 移动。

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注意！ 雷电同样会 向平坦的海 平面放电。

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雷电分上行雷和 下行雷，以下

行 雷为例进行分析。流注停顿形成先导，先 导分级向前发展，流注 最后一次停顿后形成主 放电，主放电阶段产生 了闪电和雷声，但仅有 30%的电荷复合掉， 70%的电荷在余辉阶段 复合。

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一次雷 电放电 可能有 多个分 量，但 每个分 量都包 括三个 阶段。雷电按发展过 程分类

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二、雷电参数I 雷电放电的过程可以看成是一个具有一定 lg P 54 内阻的电流源突然合闸到被击物上的过程， 所以描述雷电放电的主要参数有：雷电流 (幅值)、波阻抗、雷电流陡度、雷暴日 (小时)、地面落雷密度、雷电的标准波 形等。L

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雷云——雷电先导 ——迎雷先导 ——主放电阶段 ——余辉放电 主放电电流很大，高达几百千 安，但持续时间极短，一般只有 50~100μs。 余辉放电阶段电流较小，约几 百安，持续时间约为0.03~ 0.15s。

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雷电流波形

雷电流由零增大到幅 值的这段时间的波形称 为波头τwh(wave head)。 雷电流从幅值衰减到 di dt 幅值的一半的一段波形 称为波尾τwt(wave tail)。 雷电波的陡度α用雷 电流波头部分的增长速 度来表示，即 。

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