高电压防雷保护的探讨机电专业毕业论文.doc

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1、高电压防雷保护的探讨摘 要随着我国电力事业的蓬勃发展，高电压防雷保护也不断的扩大。高电压防雷保护是电力事业的一项的重要工作。高电压在现有技术的条件下仍然出现遭雷击的现象。从某种程度上说，雷电是影响高压设备可靠稳定性的重要因素之一。雷电的物理本质就是高电压。认识雷电的高电压本质，认识雷电高电压的产生与来源，认识雷电高电压的各种属性，我们才能正确的制定和设计防雷保护的方案，才能正确的分析雷害事故的原因和防止对策，才能正确的开发和研制防雷保护的产品。一句话，只有正确认识雷电的高电压本质，才能做好防雷。 不了解雷电的本质，在做防雷保护措施与方案时，在开发研制防雷保护的产品时，在分析雷害事件的原因与结论

2、时就把握不到防雷的核心与关键。在防雷工程上要么保护不到位，要么造成工程的浪费。在研制开发的防雷产品上就会华而不实，捕风捉影甚至流于概念抄着，忽悠市场。在分析雷害事件的原因时，就容易提出一些错误的观点或解释。我国防雷界，近年广为流传的诸如“球形雷”、“手机引雷”、“绝缘避雷”、“电荷避雷”、“等离子避雷”，以及“物理防雷”和“微波炉效应”等等说法与言论，都是没有搞清雷电的高电压本质而出现的误解与错误。 高电压的绝缘应能承受各种高电压的作用，包括交流和直流工作电压、雷电过电压和内部过电压。结合实际情况分析了现实中防雷保护存在的问题，并展望了未来高压设备发展的方向。关键词：高压电;防雷;电力事业目录

3、摘 要 引 言- 4 -1雷电的基础知识- 2 -1.1雷电形成及放电过程- 2 -1.1.1雷云形成- 2 -1.1.2雷电原理- 2 -1.1.3雷云放电- 2 -1.2雷电形成相关联的原理- 3 -1.3 雷电的波形及参数- 3 -1.4雷电的危害- 3 -1.4.1雷电热效应的破坏作用- 3 -1.4.2雷电流电动力的破坏作用- 3 -1.5雷电的静电感应和电磁感应- 4 -1.5.1雷电的静电感应作用- 4 -1.5.2雷电的静电感应原理图- 4 -1.5.3雷电的电磁感应原理- 4 -2电力系统防雷的基本知识- 4 -2.1雷击分类- 4 -2.2变电站防雷保护- 5 -2.3架空

4、线路的防雷保护- 5 -2.4避雷针- 5 -2.5关于避雷针、避雷线运行中注意的问题- 5 -2.6 线路的耐雷性测定- 5 -2.7线路防雷设计的选定原则- 6 -3雷电流压降导致的高电压- 7 -3.1接触电压- 7 -3.2跨步电压- 7 -3.3地电位分布不均与地电位的反击- 7 -3.3.1直接雷击伤害- 7 -3.3.2感应电压的伤害- 8 -3.3.3感应电流的伤害- 9 -3.3.4旁侧闪击的伤害- 9 -3.3.5接触电压的伤害- 10 -3.3.6跨步电压的伤害- 10 -6六点防雷计划- 13 -6.1接闪- 14 -6.2均压连接- 14 -6.3接地- 15 -6.

5、4分流- 15 -6.5屏蔽- 16 -7国内外电网防雷研究的现状- 17 -7.1变电站防雷保护的现状- 17 -7.2架空线路防雷保护的现状- 20 -7.2.1架设避雷线- 20 -7.2.2四道防线- 21 -结 论- 23 -致 谢- 23 - 引 言工程上把 1000伏及以上的交流供电电压称为高电压。高电压技术所涉及的高电压类型有直流电压、工频交流电压和持续时间为毫秒级的操作过电压、微秒级的雷电过电压、纳秒级的核致电磁脉冲(NEMP)等。 20世纪以来，随着电能应用的日益广泛，电力系统所覆盖的范围越来越大,传输的电能也越来越多,这就要求电力系统的输电电压等级不断提高。就世界范围而言

6、，输电线路经历了 110、150、230千伏的高压，287、400、500、735765千伏的超高压和 1150千伏的特高压（工业试验线路）的发展。直流输电也经历了100、250、400、450、500以及750千伏的发展。这几个阶段都与高电压技术解决了输电线路的电晕现象、过电压的防护和限制以及静电场、电磁场对环境的影响等问题密切相关。这一发展过程以及物理学中各种高电压装置的研制又促进了高电压技术的进步。60年代以来，为了适应大城市电力负荷日益增长的需要，以及克服城市架空输电线路走廊用地的困难，地下高压电缆输电发展迅速（由220、275 、345千伏发展到70年代的400、500千伏电缆线路）

7、；同时，为减少变电所占地面积和保护城市环境,全封闭气体绝缘组合电器(GIS)得到越来越广泛的应用. 电力系统的过电压包括雷电过电压（又称大气过电压、外部过电压）和内部过电压。其中雷电过电压由雷云直接或间接对变电所或输电线路 (避雷线、杆塔或导线)放电造成。一般雷电过电压幅值较高,超过系统的额定工作电压,但作用时间较短,波头时间大多数为1.52微秒，平均波长时间为30微秒，大于50微秒的很少。雷击除了会威胁输电线路和电工设备的绝缘外，还会危害高建筑物、通信线路、天线、飞机、船舶、油库等设备的安全。因此，这些方面的防雷也属于高电压技术的研究对象。高压设备的绝缘应能承受各种高电压的作用，包括交流和直

8、流工作电压、雷电过电压和内部过电压。研究电介质在各种作用电压下的绝缘特性、介电强度和放电机理，以便合理解决电工设备的绝缘结构问题是高电压技术的重要内容。1雷电的基础知识 1.1雷电形成及放电过程1.1.1雷云形成由于大气的剧烈运动，引起静电摩擦和其他电离作用，使云团内部产生了量的带正、负电荷的带电离子，又因空间电场力的作用，这些 带电离子定向垂直移动，使云团上部积累正电荷，下部积累负电荷（情况也可以相反），云团内产生分层电荷，形成产生雷电的雷云。雷云的成因主要来自于大气的运动，当雷云在天空移动时，在其下方的地面上会静电感应出一个带相反电荷的地面阴影。如图：1.1.2雷电原理尖端放电与雷击如果有

9、一个带尖锋的金属球，让它带上负电，由于电荷同性相斥的作用，球体尖锋部分的电子受到同性电荷排斥力最强，最容易被排斥而离开金属球，这就是“尖端放电”。地面上相对较高的建筑物，有时是避雷针，就好比金属球上的尖锋。雷击最容易在这些地方发生。如图所示：1.1.3雷云放电著名的雷云放电理论是“长间隙放电”理论，该理论认为雷云对地放电的过程可以分为四个阶段：即云中放电、对地先导、定向闪击和回闪四个阶段。具体过程是这样的：雷云形成前，首先是云内放电和云间放电频繁，云中放电造成云中电荷的重新分布和电场畸变，当云中电荷密集处的电场强度达到25-30KV/cm的，就会由云团向地开始先导放电。先导放电是步进的，发展的

10、平均速度为105-106m/s，各脉冲间隔约30-90s，每阶段推进约50m，跳跃着逐步向下延伸，当先驱放电距地50m左右，可诱发迎面先导，通常迎面先导来自地面上最突出的部分（尖端放电最易发生处），当对地先导和地面的迎面先导会合时，就形成了从云团到地面的强烈电离通道。步进放电转为定向闪击。定向闪击是沿最短路径进行的，紧接着回闪，这时出现极大的电流，开始雷电的主放电阶段，即雷击，在主放电中雷云与大地之间所聚集的大量电荷，通过先驱放电所开辟的狭小电离通道发生猛烈的电荷中和，放出能量，引发强烈的闪光和雷鸣。主放电的时间极短，约50-100s，主放电过程是逆着先导通道发展的，速度约为光速的1/20-1

11、/2，主放电电流可达数十KA，是全部雷电流的主要部分。主放电到达云端时就结束。然后残余电荷经过主放电通道流过来，产生短暂的余光。由于云中电阻较大，余光阶段的电流只有数百安培。持续时间0.03-0.15秒之间。通常一次雷电过程包括 3-4 次放电。重复放电都是沿着第一次放电通路发生的。1.2雷电形成相关联的原理 雷云放电原理1.3 雷电的波形及参数1.3.1、雷电波形及参数是防雷工程设计中的重要依据，根据这些数据才可能正确估算电子系统频带范围内雷电冲击的幅度和能量大小，进而确定避雷措施。1.3.2、可以这样描述一个雷电波，幅值为Im，波头为T1，波长为T2的电流波，记为T1/T2s。1.3.3、

12、与标准雷电流波形图不同之处为, 图中A点在0.3倍Vm处，且T1=1.67T也可以这样描述一个雷电波，幅值为 Vm，波头为T1，波长为T2的电压波，记为T1/T2s。 1.4雷电的危害1.4.1雷电热效应的破坏作用 闪电表面上看只闪一次，实际上是一系列闪光，在闪光发生的瞬间，雷电流在极短的时间内，以连续的、尖峰脉冲形式通过强大电流。尤其是直击雷，它的放电电流平均达2.5万到4.5万安培间，大雷暴时最高达20万安培。 如果雷电击在树木或建筑物件上，被雷击的物体瞬间将产生大量热能，由于雷电流很大，通过的时间又极短（50100s），根本来不及散发，以致物体内部的水份大量变成蒸气，并迅速膨胀，产生巨大

13、的爆炸力，造成破坏。与雷电通道直接接触的金属因高温而熔化的可能性很大，因为通道的温度可高大600010000，甚至更高。因此在雷电流通道上遇到易燃物质，会引起火灾。1.4.2雷电流电动力的破坏作用如果雷击的瞬间两根平行架设的导线的电流I1 和I2都等于100KA。两导线的间距为50cm，计算结果表明，这两根导线每米要受到408kg的电动力。408kg/m的力完全有可能将导线折断。折成锐角的导体间也受电动力作用。1.5雷电的静电感应和电磁感应1.5.1雷电的静电感应作用当空间有带电的雷云时，雷云下的架空导线等处会由于静电感应的作用而带上相反的电荷。当闪电发生后，由于架空导线与大地间的电阻较大，导

14、线上积累的大量电荷不能与大地的异种电荷迅速中和，这就形成了局部地区的感应高电压。这类高电压在高压架空线上可达300400KV，一般低压架空线路可达100KV，电信线路可达4060KV，建筑物也会产生相当高的危险高压。这种过电压对接地不良的电气系统有很大的破坏作用，它可以在其路径上的任何金属间隙中产生电弧打火，如果电弧打火发生于易燃场所中（如汽油库、瓦斯厂、火药库等场所），会引起火灾和爆炸，如果电弧打火发生在电路板上，则电路板将被破坏。1.5.2雷电的静电感应原理图1.5.3雷电的电磁感应原理 由于雷电流有极大的峰值和陡度，可能在附近空间形成强大的瞬变电磁场，一个5m5m的开口金属管，在雷电流峰

15、值为100KA时，距离雷击点200m也可以感应到1000V左右的高压。零点几毫米的气体间隙就可能被击破，发生有害火花，损坏电气系统中的电气元件。2电力系统防雷的基本知识2.1雷击分类雷击分直击雷、雷电波侵入和雷电感应三种。与直击雷相比，其最大的特点悄然发生，但范围可达10公里以上。有以下几点： 雷直击于变电站的导线或设备上。变电站的避雷针落雷时产生的过电压。沿线路传来的雷电波。2.2变电站防雷保护 变电站的防雷保护采用：避雷针、避雷器。变电站防侵入波保护的主要措施是在变电站内采用避雷器，在母线和进线处加装避雷器。对于直击雷的防护采用避雷针。避雷针和避雷线这两种装置都是通过拦截措施，改变雷电波的

16、入地路径，从而起到防雷保护的作用。小变电所多采用独立避雷针，大变电所多在变电站构架上采用避雷针或避雷线。或者也可以两者相结合。2.3架空线路的防雷保护常用到的仪器有避雷线、避雷器、自动重合闸。相对应的作用：避雷线是防止线路遭受直击雷，避雷器是防止雷电入侵波，自动重合闸是提高线路遭雷击后能够避免瞬时性故障。2.4避雷针作用及分类：引雷、泄流、限幅及均压。防直击雷避雷针、避雷线。2.5关于避雷针、避雷线运行中注意的问题 反击问题：当雷电流通过引下线和接地装置入地时，会在接地引下线和接地电阻上形成很高的电位升高，当避雷针和被保护物间的空气间隙Sa不够大时，避雷针上的高电位可击穿空气间隙而将高电位传递

17、到被保护物上称为反击，同样当避雷针的接地装置和被保护物接地装置间的距离Se不够大时，高电位可击穿土壤反击到被保护物的接地装置上。一般Sa不应小于5m; Se不应小于3m 接触电压和跨步电压的问题：当雷击避雷针或杆塔时，如果有人站在地面上而手去接触塔什塔身或引下线时，作用在人的手和脚间的电压（称为接触电压）又由于雷电流在地中扩散时会在地面沿半径各点形成不同的电位，当人在附近行走时，人的两脚间将会有电压作用（称为跨步电压）根据计算： r=7.7m内都有可能有跨步电压危及的可能。一般规定“避雷针及其接地装置与道路或出入口的距离不宜小于3m”，即使如此，这一要求仍不满足要求。 高电位引入的问题：如果在

18、避雷针的杆塔上有低压线或通信线，则将沿这些线路传入相应的低压设备或通信设施，造成雷击。 感应的问题：当雷击避雷针而使针体电位抬高时，在针体附近有限长的孤立导体上将出现静电感应过电压。2.6 线路的耐雷性测定衡量线路耐雷性能的主要指标 ：耐雷水平定义：雷击时线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值， kA。表1各级电压送电线路的耐雷水平额定电压 35 66 110 220 (kV) 耐雷水平 20-30 30-60 40-75 75-110 (kA)雷击跳闸率 定义：雷电活动强度都折算为40个雷日、线路长度折算至100km条件下，每年雷击引起的线路跳闸次数，次(/100km年)。跳闸率越高，耐雷性

19、能越差。2.7线路防雷设计的选定原则（1）提高耐雷水平，降低雷击跳闸率，既避免线路因雷击而频繁跳闸，又不使线路防雷投资过于增加。（2）线路具体的防雷措施应根据电压等级、负荷性质、系统运行方式、雷电活动强弱、地形地貌和土壤电阻率等条件，结合运行经验，通过技术经济比较后合理选定。3雷电流压降导致的高电压当雷击于接闪器或目标物后，雷电流将流经引下线或构筑物，再通过接地网流入大地中，雷电流将在引下线或构筑物上，在接地网上产生电压降。此电压降也是二次雷电压。 3.1接触电压接触电压是指接闪器的引下线的以及诸如铁塔或构筑物在下泄雷电流时的某个电压。它是根据人身体的特点来定义的。人站在接地网里，在引下线、铁

20、塔或构筑物旁，脚步离引下线、铁塔或构筑物0.8m，人的手伸出在离地高度为1.8m的地方接触引下线、铁塔或构筑物，则在人手与脚步之间的电压称为“接触电压”。接触电压不仅与雷电流的大小有关，还与人体的电阻和脚底与地之间的电阻有关。需要指出，接触电压是加在人的手与脚之间，接触电压产生的电流将流过人体躯干，对人来说是很危险的。如果是一侧的手与脚遭受接触电压，雷电流流过一侧身体，那又稍好，如果遭受接地触电压的手与脚不在同侧，那雷电流就要流过心脏，危险就大了。3.2跨步电压 跨步电压是指下泄雷电流的接地网或相邻大地上相距0.8m两点之间的电压，因为人走路的步距平均为0.8m。跨步电压不仅与雷电流的大小有关

21、，还与离开引下线（即电流注入点）的距离有关。离引下线越近，跨步电压越大；离引下线越远，跨步电压也越小。具体分析人（畜）的跨步电压时，还与跨步的位置与大小有关。人的跨步稍小，就是0.8m左右吧，而畜的跨步就大多了，因此牲畜受到有跨步电压的伤害比人大很多。此外，人遭受跨步电压的袭击时，雷电流是从一支脚底进，而从另一支脚底出，只是人的下胯受到伤害，但雷电流不流过躯体与心脏，因此对生命的威胁又稍轻。但对于牲畜来说，一方面由于它们的跨步大于0.8m，另一方面，雷电流将流过心脏，因此跨步电压对牲畜的伤害更严重，往往导致它们的死亡。3.3地电位分布不均与地电位的反击当雷电流通过接地网扩散到大地中去时，由于接

22、地网有接地电阻，因此接地网与大地无穷远之间会有电压降；同时由于接地网自身也有电阻和电感，因此在接地网上还将有电压降与电压分布不均。第一章 从雷害认识高电压雷害，就是雷电高电压造成的危害，因此，在分析雷害的原因时，应首先抓住高电压这个关键。不懂高电压，或离开了高电压，就不能正确的分析雷害事件。如果硬是要分析，给雷害事件提出这样或那样的解释，那就只能是违反科学的胡吹乱说了。 雷害事件分析的思路应该是坚持严格的因果关系，从可见的伤害现象与结果分析与判断高电压的来龙去脉。在分析过程中，应保持严格的逻辑思维，科学的判断，不得以猜测，估计代替科学的判断。下面结合几种主要的雷害类型介绍其对应的高电压的性质与

23、来龙去脉。 3.3.1直接雷击伤害 直接雷击就是雷电直接打在人畜身体（或物体）上，雷电放电电流的全部或大部流经受害人畜的身体（或物体）。在所有雷电伤害中这是最严重的伤害。 当人（或物体）在一个局部范围内处于（或位于）比周围环境和建筑物高时，就成为一个比周围物体高的突出目标，特别是在人手持或肩抬着长形物体时，更容易形成雷电袭击的尖端。因为在雷电先导临近时，那些比周围环境高的突出的人或物，其顶上或尖端处的电场强度最大，高电压的放电最容易在这些顶上或尖端处形成。一旦高电压的放电形成，人（或物体）就立即成为雷电的接闪器而遭到雷电的直接袭击和伤害。 特别需要指出，不仅人（物）处于对天空直接暴露的突出位置

24、容易遭受雷击，当人处于山头上的，或田间地头上的简易窝棚中也常遭受雷击。因为搭建这些简易窝棚的材料乃是一些树枝、柴草、塑料或纸板，它们几乎不会，或很少影响雷电先导与人体之间的雷电电场，即是说，在棚内的人的头部仍将是与直接暴露于天空时的处境相似，在雷电到来时仍有可能遭受直接袭击。如果棚内还有长形的金属物体或农具，这些金属物体也将成为雷电的接闪器。当雷直击于窝棚时，其中的人也就同时受害。 雷电主放电电流很大，其数量级为几十kA到百千安以上。那么强大的电流流过受害者的躯体，首先伤害的是受害者的大脑和心脏。因为人类的心脏只要几毫安的电流就足以使它发生心室纤维性颤动，停搏，雷电流也会致使呼吸系统麻痹而停止

25、呼吸，从而致人丧命。此外雷电流的极大的机械效应足以撕裂受害者的皮肤和肌肉，而强烈的热效应也足以烧焦受害者的躯体。 除直击雷强大的电压和电流对人身体的伤害外，伴随而来的还有强烈的震荡声波和强烈的电光刺激对人体的伤害。 遭受直接雷击的人十有八九会死亡。但也有少数例外，受直接雷击而没有死亡。一般来说，雷电压很大，通常具有百万伏级，甚至更高。这么大的电压击于人的头部时，在头部皮肤还未来得及击穿之前，雷电压就在人的躯体之外造成闪络，闪络的发生使头部承受的电压突然降低。闪络形成的电弧长度约为人体的高度。电弧中的电压降不大，通常只有20V/cm。假若人体的高度以1.7米计，那么人体从上到下的电压降就将立即降

26、至3.4kV左右。人体的电阻通常只有约1000欧姆，这样一来，通过人体的电流也立即降至34安培。如果人穿着汗湿的衣服，或人体被雨水淋湿，人体表面的电阻会降低得更小。这使通过人体的雷电流更小。此电流的持续时间与闪电的时间相同，在大多数情况下可能不超过百分之几毫秒。如果人是处于单脚触地，这个电流虽然通过人体，但有可能没有直接流过心脏，在这个电流和这个持续时间之下，不一定能引起心脏的损坏，这就是为什么有少数受到直接雷击的人还能侥幸活着的原因。 3.3.2感应电压的伤害 雷电感应电压通常是指室外架空线路（包括电源线、通信线以及各种低压信号和控制线路）受到雷电的感应或直接袭击后产生的雷电电压沿线路传输入

27、室内，造成对人或电气设备的伤害和损害。 在雷雨天人在室内接电话受击，人在靠近电灯或电线处受击，电气设备的电源变压器受击损害等等，都是属于沿线路传入的感应电压，或称浪涌电压造成的伤害和损害。 一般说来，在人畜的身上应留下有两个受击点。一个是雷电压的击点，即雷电流进入身体的点或部位；另一个是电流的流出点或部位。通常受击点在头部或上身，而流出点在脚底或身体下部。 3.3.3感应电流的伤害 当雷电先导发展临近地面时，先导头部中积聚了大量的因热游离和碰撞游离产生的电荷，这些电荷与雷云内的电荷同极性。同时，先导头部的体积也增长得很大。先导头部的体积最后可能达到多大，取决于雷云中原来的电荷量。先导头部与大地

28、和地面上所有物体之间都有电容，此电容上的电压就是先导头部的对地电压。 比较典型的例子如： （1）2001年首都机场遭受雷击，七名飞机维修人员受伤，某教授错误地解释为“微波炉效应”。其实，七名维修人员正是受到雷电电容感应电流的伤害。（2）2004年浙江省临海发生的雷击致十余人死亡，多数人受伤的事件。在死伤者中，有被雷直击的，有遭从树杆击来的旁侧闪击，更多的侥幸未死的人就是受到雷电电容感应电流的伤害。 （3）2004年发生在居庸关长城的雷击群伤事件，在锋火台内避雨受击的所有人都受到这种雷电电容感应电流的伤害。 （4）2007年重庆开县义和小学的雷击群死群伤事件，除死亡的学生外，其他座在教室中间的学

29、生，以及老师，都受了到这种雷电电容感应电流的冲击。 受到雷电电容感应电流伤害的人，感到震惊，麻痹，多数跌倒在地，并出现短暂的失意，但随后能自行醒来，身体也无大碍。 对于这样的电容感应电流，普通的砖石、草木结构的房屋是不能保护的，因为这样的材料不能隔离位移电流的通过。只有接地的金属屋面才能屏蔽和隔离电容的感应，阻止位移电流的流过。 3.3.4旁侧闪击的伤害 当一个高的物体，如塔、墙壁、烟囱以及树木等遭受雷击时，强大的雷电流沿物体下泄，这样在物体表面就会有很大的电压降。对于金属塔、避雷针或金属引下线，在1.8米高的地方，就有对地电压180kV，这个电压足以击穿0.4米的空气间隙。而对于树木、墙壁等

30、非金属物体，在同样高度的地方，对地电压更高。如果人（畜）在此物体近旁避雨，即使没有伸手触及此物体，但由于站立的位置很靠近此物体，就有可能遭受此电压从侧面的闪击，称作旁侧闪击 旁侧闪击对人的伤害主要在上部，特别是在头、肩或臂部位。因为雷电压多击于人体的头、肩、臂部，雷电流从上部进入身体，而从脚底出来。 3.3.5接触电压的伤害 接触电压的伤害与旁侧闪击相类似，只是这时人手或人体接触到了塔身或墙壁，雷电压直接袭击人体，而不是通过一个空气间隙击于人体。当人体靠在塔身或墙壁上时，所受到的袭击也是接触电压。 3.3.6跨步电压的伤害 当雷电流经过一个接地极或接地网泄放入大地时，在接地极或接地网上会出现电

31、压分布不均3。这时靠近引下线（雷电流入地点）的地方，电压越高，而远离引下线的地方，电压越低。当人（或畜）的两支脚位于接地极附近或接地网上时，在两支脚之间就会有电压降，人（畜）就会遭受此电压降的袭击而在两脚之间流过电流。跨步电压是指在接地极附近或接地网上相距0.8m 两点之间的电压。因人的步长大体上为0.8m。 跨步电压对人体的伤害主要在两支脚之间，因为电流没有经过人的心脏，一般不会致人于死地。但对于大牲畜，如牛、马或羊，因它们的步长较大，受到的跨步电压也比人体大得多。并且，当电流在前、后脚之间流过时，会伤及它们的心脏，因此，跨步电压常将大牲畜击死。 雷击人（畜）死伤事件的调查，首先应从死伤者身

32、上着手，从他们身体上的伤情开始进行。通过身体上的伤情观察，主要是皮肤和衣服的损坏和损伤，颜色的变化等现象的观察，找到受雷击点（部位）在哪里，雷电流流出点（部位）在哪里。进一步观察雷电流如何从受击点进入身体，如何流过身体，再如何从身体的流出点流出来。再进一步观察受击点和流出点与周围墙壁、电线、家具以及地面等物件之间的关系。判断雷电压是从什么物体或地方袭击到人体的受击点的。雷电流从流出点又击到什么地方和物件。即是说，调查分析首先要找到和弄清雷电高电压的来龙去脉。 雷害事件的调查，首先是对受害人受雷电袭击情况的调查，次之是对雷电电压侵入的路径进行的分析。 对死者的调查，就是要从死者身上找寻雷电高电压

33、的袭击点和雷电流的流出点。 即是说，如果是二次雷电压，二次雷电压比一次雷（即直接雷击）电压小很多。因此，在人的身体上只留下很小的雷击通道的痕迹。如果是受到的直接雷击，由于雷压很高，雷电流很大，被击人肯定会皮开肉绽。人受雷击后，只有很小的雷电流通过身体，从人的头或背部进入身体，而从脚底出来，再通过（击穿）鞋底，进入地面。人的身体上没有显著的伤痕，只留下很小的放电痕迹。不注意，或无经验，往往难于发现。 建筑物受到的雷击一般来说是直接雷击。直接雷击的电压很高，对建筑物的破坏也比较明显，对受雷击点的观察和判断比较容易确定。对雷击事件的分析主要在于建筑物在防护直接雷击的方法与措施上有无缺陷，并据此进行改

34、进。 对室内设备的雷击损坏事件的分析比较复杂一些。首先应观察与分析有些什么设备受损，受损的部位在哪里，受损程度如何等。 通常室内设备受雷击损坏主要有三种可能： （1）沿线路传入的感应雷高电压，受损的部位主要在线路的入口处。设备中的电路有短路，开关跳闸，并伴有电弧烧灼痕迹， （2）电磁辐射干扰的袭击。有的电子设备，如电脑，整天工作很好，可第二天开机就发现不行。可从外观上又难找到损坏的痕迹。这有可能是头天晚上打雷，雷电电磁辐射干扰损坏了设备中的微电子部件。 （3）电气设备的电源变压器烧毁，可明显看到受损的变压器及与它的接线的烧灼痕迹。这多是接地系统因电压升高造成的反击。 4怎样进行雷电灾害防护4.

35、1单位应定期由专业防雷公司检测防雷设施，评估防雷设施是否符合国家规范要求，比如：学校、公司、区级以上医院、四星级以上宾馆、城区内高度在45米以上的高层建筑需两年检测一次。4.2单位应设立防范雷电灾害责任人，负责防雷安全工作，建立各项防雷安全工作，建立各项防雷设施的定期检测，雷雨后的检查和日常的维护。如雷雨过后,安装在电话程控交换机、电脑等电器设备电源上和信号线上的过压保护器应检查有无损坏，发现损坏时应及时更换。4.3建设单位在防雷设施的设计和建设时，应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点，雷电活动规律等因素综合考虑，采用安全可靠、技术先进、经济合理的设计施工。4.4应采用技术和质量均符合

36、国家标准的防雷设备、器件、器材、避免使用非标准防雷产品和器件。4.5新增加建设和新增加安装设备应同时对防雷系统进行重新设计和建设，如：重新铺设电脑网络线、室外天线的移位和加高等等都应该重新设计和建设防雷设施。4.6雷灾发生时应及时处理，采取措施，避免再次雷击。5雷电保护的整体概念6六点防雷计划 针对雷电的危害，我们认为防雷必须是全面的。主要包括以下六方面：A、控制雷击点（采用大保护范围的避雷针）B、安全引导雷电流入地网C、完善的低阻地网D、消除地面回路E、电源的浪涌冲击防护F、信号及数据线的瞬变保护 在科学技术日益发展的今天，虽然人类不可能完全控制暴烈的雷电，但是经过长期的摸索与实践，已积累起

37、很多有关防雷的知识和经验，形成一系列对防雷行之有效的方法和技术，这些方法和技术对各行各业进行行之有效地预防雷电灾害具有普遍的指导意义。6.1接闪接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。地面通信台站的安全在很大程度上取决于能不能利用有效的接闪装置，把一定保护范围的闪电放电捕获到，纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。避雷针是一种主动式接闪装置，其英文原名是lightning conductor，原意是闪电引导器，其功能就是把闪电电流引导入大地。避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的。采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。6.2均压连接接闪装置在捕获雷电时，引下线立

38、即升至高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。台站内的金属设施、电气装置和电子设备，如果其与防雷系统的导体，特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时，台站内的所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。6.3接地接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入

39、大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。过去有些规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。90年代以前，部队的通信导航装备以电子管器件为主，采用模拟通信方式，模拟通信对干扰特别敏感，为了抗干扰，所以都采取电源与通信接地分开的办法。现在，防雷工程领域不提倡单独接地。在iec标准和itu相关标准中都不提倡单独接地，美国标准ieeestd1100-1992更尖锐地指出:不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都

40、不能发挥出来。防雷接地是地面通信台站安装验收规范中最基本的安全要求。6.4分流分流就是在一切从室外来的导线（包括电力电源线、电话线、信号线、天线的馈线等）与接地线之间并联一种适当的避雷器。当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，将闪电电流分流入地。分流是现代防雷技术中迅猛发展的重点，是防护各种电气电子设备的关键措施。近年来频繁出现的新形式雷害几乎都需要采用这种方式来解决。由于雷电流在分流之后，仍会有少部分沿导线进入设备，这对于不耐高压的微电子设备来说仍是很危险的，所以对于这类设备在导线进入机壳前应进行多级分流。现在避雷器的研究

41、与发展，也超出了分流的范围。有些避雷器可直接串联在信号线或天线的馈线上，它们能让有用信号顺畅通过，而对雷电过压波进行阻隔。采用分流这一防雷措施时，应特别注意避雷器性能参数的选择，因为附加设施的安装或多或少地会影响系统的性能。比如信号避雷器的接入应不影响系统的传输速率；天馈避雷器在通带内的损耗要尽量小；若使用在定向设备上，不能导致定位误差。6.5屏蔽屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来，阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。7国内外电网防雷研究的现状7.1变电站防雷保护的现状变电所防雷保护是一个系统工程。它由3个子系统即

42、三道防线组成：第一道防线，即第一子系统的作用是防止雷直击变电所电力设备。雷击是无法阻止的，只能通过拦截导引改变其入地路径。好的设计和建设，能避免破坏性后果。这道防线由拦截受雷（接闪）、引流、接地散流防护系统组成。接闪器有避雷针（线），小变电所大多采用独立避雷针，大变电所大多在变电所架构上采用避雷针或避雷线，或这两者结合，对引流线和接地装置都有严格的要求。宣称避雷针保护范围大，或计算方法准确等都不符合实际情况。事实上，避雷针（线）的拦截雷效应，即对被保护物的保护作用（保护范围），与雷电极性、雷电通道电荷分布、空间电荷分布、先导头部电位、放电定位高度、避雷针的数量和高度、被保护物的高度以及相互之间

43、的位置、当时的大气条件和地理条件等因素有关。一般地说，地理条件（包括地貌和地质结构）影响雷击先导阶段电场分布，从而影响到主放电的发展；大气条件的影响是空气湿度和温度愈高，避雷针（线）保护效果就愈小；还有，雷电流幅值（或放电定位高度）愈大，避雷针（线）拦截雷范围就愈大，也即是保护范围愈大。拦截雷的避雷针保护范围与这么多因素有关，而且这些因素中许多是随机性的，能完全免遭雷击的避雷针（线）绝对保护范围是没有的。所谓保护范围是指被保护物在此空间范围内遭受雷击的概率在可接受值之内。各种文件规定的不同保护范围只是允许遭受雷击的概率不同而已。美国推荐性的IEEEstd1421991中第3331节介绍：计算避

44、雷针保护范围时采用滚球半径（即雷击半径）为30m，大约保护范围内雷击概率为01，采用45m，大约为05。企图从一些很不够的条件和参数开发定量求出避雷针（线）不同保护范围绕击率的计算方法，如电气几何击距法，滚球法，抛球法等，都是积极的、有益的。但迄今为止，这些方法算出的避雷针（线）在不同保护范围时的绕击率都是定性的，定量是不可信的。正如前述，避雷针（线）保护范围受很多因素影响，其中一些因素的影响至今无法定量。这些方法中应用的一个关键参数，如电气几何击距法中的击距、滚球法和抛球法中的球半径，定性上是随着雷电流增大而增大，定量就难了。至今，人们还不知道击距或球半径3060m的长空气隙击穿电压值，不讨

45、论实验室空气间隙放电是否逼真自然雷击放电。至今世界上最大实验室做的最长的雷电冲击波空气间隙放电距离也只有10m左右，将其向外延长用到3060m或以上，有的按3kVcm，有的按5kVcm推算，得出了很多在同一雷电流下不同击距或球半径的计算公式，这是必然结果。同时，从实验室雷电冲击波10m左右空气间障放电电压值，外延用于确定3060m或以上的自然雷击放电电压值，令人难以置信。此外电气几何击距法、滚球法、抛球法的一个共同特点是谁距离短就击谁，也与实验室获得的放电现象不符合，放电有分散性和曲折多分支路，并不一定击中距离短的物体。 鉴于上述理由，电力行业标准DLT 6201997交流电气装 置的过电压保

46、护和绝缘配合，关于避雷针（线）的保护范围仍沿用过去方法。统计我国4272变电所运行年的经验，表明按这种方法计算的保护范围绕击率为007次100所a5，这是可以接受的，没有必要改变，否则会造成混乱和浪费。变电所现行的直击雷防护的可靠性，比沿架空输电线路导线侵入的雷电防护高10倍以上。变电所的危险主要来自沿架空输电线路导线上的侵入波。 第二道防线，即第二子系统为进线保护段。雷击进线保护段首端及以外时，绝大部分雷电流被引入地中，只有很小部分的雷电流沿架空线路导线侵入变电所。雷电波沿架空线路导线传播时，受冲击电晕和大地效应影响而衰减，能降到变电所电气装置绝缘强度的允许值。变电所的主要危险是来自进线保护

47、段之内的架空线路遭雷击，反击导线或绕击导线产生雷电侵入波，因此进线段又称危险段。加强进线段防雷保护是十分重要的，要求避雷线具有很好的屏蔽和较高的耐雷水平。不管如何，反击和绕击仍是可能的。因此，变电所设防（第三道防线）要求的进线保护段（危险段）愈短愈好，这样允许侵入波的陡度和幅值较大。第三道防线，即第三子系统期望将侵入变电所的雷电波降低到电气装置绝缘强度允许值以内。我国主要是采用金属氧化物避雷器（MOA），西方国家除用MOA外，还在所有电气装置上安装空气间隙，在MOA失效后空气间隙可作为后备保护。总之，由这三个子系统的三道防线构成一个完整的变电所防雷保护系统。这三道防线各负其责，缺一不可，不存在谁替代谁的问题。只是视具体情况不同，哪一道防线