什么叫雷电反击过电压?雷电反击和绕击的区别
在电力系统防雷领域,雷电反击过电压与雷电绕击是两种截然不同的雷电危害形式,它们对电力系统的安全运行产生着不同性质的影响。那么,什么叫雷电反击过电压?
一、雷电反击过电压的形成机制
雷电反击过电压是指雷电击中接地体(如输电线路铁塔、避雷线)后,由于雷电流通过接地体阻抗导致该点电位急剧升高,当电位升高超过线路绝缘的冲击电压时,发生从接地体向带电导线的逆向放电现象。这种过电压的形成机制源于接地体的阻抗特性。根据欧姆定律U=IR,当雷电流I流过接地体电阻R时,会在接地点产生高电位U。当这个电位超过线路绝缘的冲击耐受水平时,就会发生放电,造成绝缘击穿。
反击过电压的幅值通常可达上百万伏,其能量集中、破坏性强,往往导致绝缘子串闪络、变压器绕组击穿等永久性损伤。值得注意的是,反击过电压的产生与接地电阻密切相关,接地电阻越大,反击过电压的幅值越高。
二、雷电绕击的形成机制
雷电绕击是指雷电绕过避雷装置(如避雷线、避雷针)直接击中带电导体(如架空线路导线)的现象。绕击的发生与雷电的随机性和避雷装置的保护范围密切相关。当雷电的电场强度在避雷装置附近达到临界值时,雷电会选择电场强度较高的路径,可能绕过避雷装置直接击中导线。
绕击过电压的特点是能量相对较低,但因其直接作用于带电导体,同样会对电力系统造成严重破坏。绕击的形成机制与避雷线的保护角、避雷线的架设高度以及线路的绝缘水平密切相关。
三、雷电反击和绕击两者的本质区别
雷电反击与绕击的主要区别在于雷击点和放电路径。反击的雷击点在接地体,放电路径是从接地体到带电导线;而绕击的雷击点在带电导体,放电路径是直接从雷云到导体。这一区别对防雷设计有深远影响。
从工程角度看,反击过电压的产生与接地电阻密切相关,降低接地电阻是减少反击过电压的有效措施。而绕击则与避雷线的保护角、避雷线的架设高度以及线路的绝缘水平相关。保护角越小,避雷线对导线的保护效果越好,绕击概率越低。
四、防雷工程实践中的区分与应用
在实际电力系统中,反击和绕击的发生概率与线路电压等级、地形条件、气象条件等因素密切相关。研究表明,500kV及以上电压等级的线路,由于绝缘水平较高,反击过电压更为常见;而220kV及以下电压等级的线路,绕击过电压更为突出。在山区地形条件下,由于线路杆塔接地电阻较大,反击过电压更为严重;在平原地区,由于避雷线保护效果较好,绕击过电压相对较少。
从防护措施看,针对反击过电压,主要采取降低接地电阻、增加避雷线数量、提高线路绝缘水平等措施。针对绕击过电压,则主要采取优化避雷线保护角、增加避雷线高度、合理设置避雷线间距等措施。
在现代防雷设计中,"耐雷水平"和"雷击跳闸率"是衡量线路防雷性能的两个重要指标。耐雷水平是指线路能承受的最大雷电流而不发生故障的临界值;雷击跳闸率是指每百公里线路年均雷击故障次数。通过合理设计,可以将线路的耐雷水平提高到100kA以上,将雷击跳闸率控制在0.1次/(百公里·年)以下。
雷电反击过电压与雷电绕击是两种不同的雷电危害形式,它们的形成机制、影响因素和防护措施各不相同。在气候变化加剧的今天,雷电活动更加复杂多变,我们更需要从科学角度重新审视雷电反击与绕击的区别,不断优化防雷设计,为电力系统的安全运行提供坚实保障。想要获取更多相关内容,欢迎关注防雷知识栏目进行了解!
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