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一、架空输电线路雷电过电压概述
架空输电线路地处旷野，绵延数千千米，很容易遭受雷击.雷击是造成线路跳闸的主要原因.同时，雷击线路形成的雷电过电压波.沿线路传播侵人变电所.也是危害变电所设备运行的重要因素。
根据过电压形成的物理过程，雷电过电压可以分为两种。一是直击雷过电压。它是雷电直接击中杆塔、避雷线或导线（见图2. 1中①、②或③）引起的线路过电压。二是感应雷过电压。它是在雷击线路附近大地，由于电磁感应在导线上产生的过电压。运行经验表明.直击雷过电压对电力系统的危害大，感应雷过电压只对35 kV及其以下的线路有威胁。图2.1 雷击输电线路部位示意图
按照雷击线路部位的不同，直击雷过电压又分为两种情况.一种是雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使该点对地电位大大升高.当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压。因为这时杆塔或避雷线的电位(值)反而高于导线。故通常称为反击。另一种是雷电直接击中导线(无避雷线时)或绕过避雷线(屏蔽失效)击中导线.直接在导线上引起过电压。后者通常称为绕击。
雷击线路可能导致两种破坏性后果。一是使线路发生短路接地故障。雷电过电压的作用时间虽然很短(数十秒)，但导线对地(避雷线或杆塔)发生闪络以后，工频电压将沿此闪络通道继续放电，进而发展成为工频电弧接地。此时继电保护装置将会动作，使断路器跳闸，影响线路正常送电。二是形成沿输电线路侵人变电站的雷电波，在变电站内产生复杂的折反射过程，可能使电力设备承受很高的过电压，以致设备绝缘破坏.造成停电事故。
输电线路防雷性能的优劣，工程上主要用耐雷水平和雷击跳闸率这两个指标来衡盆。耐雷水平是指线路遭受雷击时所能耐受的不致引起绝缘闪络的大雷电流幅值(单位为kA).耐雷水平越高，线路的防雷性能越好.雷击跳闸率是指在折算至年雷电日数为40的标准条件下.每百千米线路每年因雷击引起的线路跳闸次数.单位为:次/百千米·年。需击跳闸率是衡量线路防雷性能的综合性指标。二、感应过电压
在雷云对地放电过程中.放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。因而当雷击输电线附近的地面时，虽未直击导线。由于雷电过程引起周围电磁场的突变，也会在导线上感应出一个高电压来.这就是感应过电压。感应过电压包含静电感应和电磁感应两个分量，一般以静电感应分量为主。
虽然对于感应过电压形成的物理解释已经有了一个比较一致的认识，但由于难以得到雷电放电过程的原始数据等原因，感应过电压有多种不同的计算方法，而且结果还差别较大。
由于感应过电压对各相导线来说基本相同，所以不会发生相间闪络。又由于感应过电压是因电磁感应而产生的，其极性与雷云电荷.即与雷电流的极性正相反，因而绝大部分感应过电压是正极性的，这一点与直击雷过电压不同。另外，感应过电压的波形较直击雷过电压更平缓，波头由几秒至几十秒，波尾则可达数百秒。避雷线由于对导线有屏蔽作用.因而能降低导线上的感应过电压幅值。避雷线与导线间的藕合系数越大，导线上的感应过电压就越低。
三、雷击导线过电压
无避雷线的线路，当雷闪放电过分靠近线路时，发生的就不是雷击地面的感应过电压，而是雷电直击导线的过电压。在我国110 kV及其以上线路一般都架
有避雷线.以免导线直接遭受雷击，但由于各种偶然因素的影响.仍有可能发生避雷线屏蔽失效.雷电绕过避雷线而击中导线的情况，通常称绕击.
绕击发生的概率虽然很低，但一旦雷电击中导线，导致线路跳闸的几率将很高。四、雷击塔顶过电压
雷击塔顶(包括雷击塔顶附近的避雷线)时，杆塔电感与接地电阻的存在将使塔顶电位瞬时升高，其电位位甚至大大超过导线电位，引起绝缘子串闪络，即反击，造成线路跳闸，同时在线路上形成向线路两侧传播的过电压波.过电压波侵人发电厂、变电站。
除上述二种雷电过电压外，还有一种雷击避雷线挡距中央时的过电压.国内外大量的运行经验表明，此时引起挡距中央避需线与导线空气问隙发生闪络是非常罕见的，故对这种雷电过电压此处不再分析。
应当指出，上面的感应过电压、雷击导线过电压、雷击塔顶过电压的计算公式都没有考虑绝缘子串的运行电压，亦即导线的运行电压.对220 kV及其以下的线路来说，运行电压所占比重不大，一般可以忽略。但在超高压线路中，随着电压等级的提高，工作电压不应再被忽略，有人建议至少应按照导线运行相电压峰值的一半来考虑，且电压极性与雷电流极性相反。因为任何时刻都至少有一相导线运行在与雷电流相反的极性下。如果按照统计法计算，则雷击时的导线工作电压瞬时值及其极性应作为一个随机变来考虑。但这些还都没有列入电力行业的相关规程中。
五、雷击跳闸率
当雷闪放电造成线路产生雷电过电压时，若雷电流超过相应情况下的耐雷水平，则导致线路绝缘发生闪络。但雷电过电压的持续时间极短，只有几十秒、高压开关还来不及跳闸.只有当冲击闪络后的闪络通道发展成稳定的工频电弧时才会导致线路跳闸。这些过程都有随机性。因此工程中除耐雷水平外.还采用雷击跳闸率作为一个综合指标，来衡量线路防雷性能的优劣。我国电力行业标准DL/T 620 1997给出了一般上壤电阻率地区有避雷线线路的耐雷水平和雷击跳闸率数值.见表2.
表2 架空输电线路典型杆塔的耐雷水平及雷击跳闸率
防雷技术术语或定义属于基本的防雷理论.作为防雷基本工作的防雷工程检测、审核与验收的技术人员，应能深刻理解并牢记。
3. 1 IEC62305,61312,61643等规定的防雷设备的构成框图见图1-1.应注意防雷装置除了明显的、专用的、为大家所熟知的接闪器、引下线、接地装置、电涌保护
器(SPI))外，还有许多可以兼作防雷用的其他金属装置。例如剪力墙中的钢筋，接了地的金属门窗及其他所有连接导体，它们的作用往往不被人们所认识，但实际上它们
同样重要，不可或缺.再如在建筑物玻璃幕墙的设计中，应将玻瑞幕墙的金属竖向龙骨、横向龙骨和建筑物的框架柱、梁内钢筋等防雷网接通，连成一个格姗更密的整体
防雷法拉第笼，把可能施加于玻璃幕墙的巨大雷电能量.通过建筑物的接地系统，迅速地泄放到大地，保护玻璃幕坡和建筑物免遭雷电破坏.在这里，玻瑞幕堵的金属龙
骨自然也就具备了接闪器的功能，可以有效防止侧击雷的危害，同时还加强了电磁屏蔽3.2外部防雷装置由子可能直接截收直击雷击.需要承受强大雷电流带来的电效应、热效应和机械效应等.所以.强调使用的导体的规格尺寸.与上一条一样，要注
意用作接闪、引下的金属屋面和金属构件等同样是外部防雷装置的一部分.例如:金属的广告架、旗杆、栏杆、水箱、放散管、爬梯等。
3. 3内部防雷装置利用的主要防雷技术措施是屏蔽、分流、等电位、接地、合理布线等，用来减小和防止雷电流在需防护空间所产生的电磁效应。所以.甚至连重要
设备的安放位置都属于内部防雷技术中的一部分。
3.4接地是重要的防雷技术措施之一它是雷电防护技术中基础的技术环节。同时.良好的接地也是电工技术中电气设备和人员的基本保障措施之一接地装置的好坏不能简单地用接地电阻值来衡量.例如.同样的接地电阻但不同的接地体规格尺寸.或者同样的接地体规格尺寸但不同的接地线，都会影响到雷电流散流入地的效果。
接地按电流颇率可分为直流接地、交流接地(工颇)和冲击接地(雷电、投切操作、核电磁脉冲等)。它们的功能有所差异.在设计施工时就有所不同。例如:交流接地
(工频)的工颇接地电阻主要决定于土壤电阻率和接地网的面积。因此，变电所和发电厂的大地网常常主要由水平接地带组成面积很大的网格状接地。在发生工频故降
短路电流时，网格式地网接地电阻与地网面积的平方根成正比，这是因为电位分布均匀，全部地网的导体都起散流作用，整个接地网都起到泄流的作用。对于冲击接地装置，由于雷电流的冲击特性.接地电限与工颇接地电阻不同.其主要原因是冲击电流的幅值可能很大.会引起土城放电，而且冲击电流的等效频率又比工频高得多.当冲
击电流进人接地体时，会引起一系列复杂的过渡过程，每一瞬间接地体呈现的等效电阻值都可能有所不同，而且接地体上大电压出现的时刻不一定就是电流大的时
刻。网格式地网在冲击电流作用下，由于电感作用，电位分布很不均匀.远处电位很低，只有在接闪处电流注人附近小范围内的导体起散流作用。也就是说，冲击接地装
置中的接地体不宜过长，GB50057-94规定冲击接地装置中的接地体长度不应大于
有效长度。
接地还是提高电子电气设备电磁兼容有效性的重要手段之一。正确的接地既能抑制外部电磁干扰的影响，又能防止电子电气设备向外部发射电磁波;而错误的接地
常常会引入非常严重的干扰，甚至会使电子电气设备无法正常工作.尤其是成套控制设备和自动化控制系统，因为有多种控制装置分散布置在许多地方.所以它们各自
的接地往往会形成十分复杂的接地网络.不仅需要在系统设计时周密考虑.而且在安装调试时也要仔细检查和做适当的调整。
接地装置由接地体和接地线组成.接地体的关键指标是接地体的规格尺寸大小、接地电阻大小以及耐腐蚀程度.它们关系到泄流效果、稳定性和使用寿命。接地
导体也称接地线.对于一个联合接地的大地网来说，可能需要多个接地线从接地网不同的部位引出，以满足不同的功能需要.其关键指标是接地线的截面积和各联结处
的连接电阻。
柳州融安温州盾开电气有限公司坐落于浙江省温州市乐清经济技术开发区。本公司主营产品 电涌保护器,信号隔离器。在新的世纪，我公司将秉持“以人为本，追求品质”的企业精神，不断进取，勇于创新，在全球经济一体化的大潮中，向更高的目标迈进!我们热忱欢迎各界朋友惠顾、合作，为了共同的事业携手并进，共创辉煌。我们坚持“诚信为本，信誉*上，服务用户，回报社会”的原则，建设以管理为基础，以用户为核心，以科技为先导，以改进为动力的质量、信誉型企业。期待您的合作。本厂一贯倡导“科技为先开拓创新”的经营理念，重视产品的开发。
1.内部防雷装置(internal lightning protection system):除外部防雷装置外，所有其他附加设施均为内部防雷装置，主要用于减小和防护雷电流在需防护空间内所产生的电磁效应。2.避雷器(surge arrester):通过分流冲击电流来限制出现在设备上的冲击电压、且能返回到初始性能的保护装置，该装置的功能具有可重复性。3.内部引下线(internal down-conductor):位于被防雷保护的建筑物内部的引下线.4.保护器(protector):防止设备或人身受到高压或强电流危害的装置.5.保护导体(protective conductor):提供目的(如防触电)的导体。6.保护电路(protective circuit):以保护为目的的一种辅助电路或部分控制电路。7.保护模式(mode of protection): SPD的保护器件可能按接在相线与相线、PE线与PE线、相线与中性线、中性线与PE线或者以上的组合等方式接入，这些接入方式被称为防护模式。8.过载故障模式(overetressed fault mode):模式1-在这种情况中，SPD的限压部分已断开。限压功能不再存在，但是线路仍可运行.模式2-在这种情况中.SPD的限压部分已被SPD内部的一个很小的阻抗短路。线路不可运行，但是设备仍被短路保护.模式3-在这种情况中.SPD的限压部分网络侧内部开路。线路不运行，但是设备仍然受到开路线的保护。9.浪涌保护器[surge protection device(SPD)]:用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置.它至少应包含一个非线性电压限制元件.也称浪涌保护器.10.号浪涌保护器(signal surge protecting device):用于模拟号、数字号、控制号等息网络通道的防雷装置。11.保护电容器(capacitor for voltage protection):接于电源线与地之间，用以抑制浪涌电压的电容器。12.保护系统和装置(protection system and device):用于防止在有过电流(由于过负载引起)，故障电流和接地故障电流的情况下.危及人、畜和损坏设备的系统和装置。13.电压开关型浪涌保护器(voltage switching type SPD):在无电涌时呈现高阻抗，当出现电压浪涌时其突变为极低的阻抗，通常采用放电间隙，气体放电管，晶闸管和三端双向可控硅元件作这类SPD的组件。有时称这类SPD为“短路开关型"SPD.14.多级浪涌保护器(multi-stage SPD):具有不只一个限压元件的SPD.这些限压元件可以是被一系列元件在电气上分离开，也可以不是。这些限压元件可以是开关型的，也可以是限压型的。15.限压型浪涌保护器(voltage-clamping-type SPD):这种浪涌保护器在无浪涌时呈现高阻抗，但随浪涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小。用作这类非线性装置的常见器件有压敏电阻和钳位二极管.这类浪涌保护器有时也称为“钳位型”。16.组合型浪涌保护器(combination-type SPD):由电压开关型组件和限压型组件组合而成，可以显示为电压开关型或限压型或这两者都有的特性，这决定于所加电压的特性。17.一端口浪涌保护器(one-port SPD):与保护电路并联连接的电涌保护器，一个单端口浪涌保护器可以有单独的输入输出端口，但它们之间并无专门的串联阻抗.18.二端口浪涌保护器(two-port SPD):具有独立的输入输出端口的电涌保护器。在这些端口之间插入有一个专门的串联阻抗.19.雷电保护系统[lightning protection system(LPS)]:用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，它由外部防雷装置和内部防雷装置两部分组成.在特定情况下，雷电保护系统可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置组成，也称防雷装置。20.非线性金属氧化物电阻片(压敏电阻) (nonlinear metal oxide varistor) :避雷器的主要工作部件.由于其具有非线性伏安特性，在暂态电压作用时呈低电阻，从而限制避雷器端子间的电压，而在正常运行时呈现高电阻。21·过电流保护(over-current protection):电源装置和所连接的设备为防护过大的输出电流(包括短路电流)而施加的一种保护。22.过电流保护器(over-current protector) :与保护对象串联，用来防止其过电流的一种保护器。23.额定电流(rated current):一个限流SPD在不引起限流元件动作特性产生变化的持续流过的大电流。24.额定负载电流(rated load current):可以供给接到SPD输出端负载的大连续额定均方根或直流电流。25.标称放电电流(nominal discharge cL rrent) :8/20ms冲击电流波流过SPD的电流峰值。用于对SPD做II级分类试验，也用于对SPD做I级和II级分类试验的预试验。26.不可恢复的限流(non-resettable current limiting): SPD的只能限流一次的功能。27.可恢复限流(resettable current limiting):SPD在动作后可人为复原的限流功能。28.残流(residual current):SPD按制造厂家的说明连接，不带负载，施加大持续工作电压时流过保护接线端子的电流。29.交流耐受能力(a. c. durability):表征SPD容许通过规定幅值的交流电流.并耐受规定次数的特性。30.连续工作电流(continuous operating current):SPD每一种防护方式在大连续工作电压作用下分别流过的电流，相当于流过SPD防护器件的电流和流过SPD中与防护器件并联的所有内部电路的电流之和。31.电流恢复时间(current reset time):一个自恢复限流器恢复到正常和静止状态所需要的时间。32.电流响应时间(current response time):在特定的电流和特定的温度下限流元件动作所要求的时间。33·限流(current limiting):至少包含有一个非线性限流元件的SPD降低所有超过预定电流值的一种功能。34.大放电电流(maximal discharge current):允许通过SPD的电流峰值，该电流具有根据Ⅱ类工作状态试验的测试程序所规定的波形(8/20ms)及幅值。35·限流电压(current-limiting voltage):加在规定输出端之间，输出电流开始被限制时的电压值。36.续流(ollow current):当SPD通过放电电流脉冲后，随后而至的由电源系统提供的电流，与连续工作电流完全不同.37.自恢复限流(self-resettable current limiting):在干扰电流消失后，SPD能自动恢复限流的功能。38.冲击耐受能力((impulse durability):表征SPD容许通过规定的波形和峰值的冲击电流，并耐受规定次数的特性。39.过电压保护(over-voltage protection):电源装置和所连接的设备为防止电源故障以至于产生过高的输出电压(包括开路电压)而施加的一种保护。40.残压(residual voltage) :在放电电流通过时，在SPD端子间呈现的电压峰值。41.限压(voltage limiting): SPD降低所有超过预定电压值的一种功能。42.持续工作电压(continuous operating voltage):连续施加在SPD端子间不会引起SPD传输特性衰变的直流或交流(有效值)电压.43.电压保护水平(voltage protection level):表征一个SPD限制其两端电压的特性参数.这个电压数值不小于浪涌电压限制的大实测值，是由生产商确定的。44.实测限制电压(measured limiting voltage):在规定波形和幅值作用下在SPD端子间测量到的电压大值。45.大持续运行电压(maximum continuous operating voltage):可连续施加在SPD端子上，且不致引起SPD传输性能降低的大电压(直流或均方根值)。46.大中断电压(maximum interrupting voltage):可施加在SPD限流元件上，且不致引起SPD传输性能降低的大电压(直流或有效值)。这个电压可等于SPD的大持续运行电压.或根据SPD内部限流元件的配置可高于SPD的大持续运行电压。47.双端口浪涌保护器负载侧冲击耐受能力(load-side surge withstand ca-pability for a two-port SPD):双端口SPD输出端耐受来自负载侧冲击的能力.48.插入损耗(insertion loss):由于在传输系统中插入一个SPD所引起的损耗.它是在SPD插入前后面的系统部分的功率与SPD插入后传递到同一部分的功率之比。这个插入损耗通常用分贝表示。49.绝缘电阻(insulation resistance):SPD指定的端子之间施加大持续运行电压时呈现的电限。50.劣化((degradation):SPD由于浪涌或不利环境引起的原始性能参数的变坏。51.盲点(blind spot):高于大持续运行电压，但可引起SPD不完全动作的工作点。所谓SPD的不完全动作是指一个多级SPD在冲击试验时不是所有各级都能动作。这可造成SPD中的一些元件遭受过载。52.热崩质(thermal runaway): SPD持续的热损耗超过了外壳及连线的散热能力，导致内部元件温度逐步增加直至损坏，这样一种状态又称为热失控.53.热稳定(thermal stability):在工作状态测试引起温度升高，在特定环境温度和大连续工作电压作用下，SPD温度随着时间而下降至稳定温度，这样称SPD是热稳定的。
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