雷电冲击电压和操作冲击电压

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雷电冲击电压下接地装置的电压升高和反击

昆明昆雷电力科学研究所梅忠恕

摘要：当接地装置泄放雷电流时，在其上将产生瞬间电位升高。联接在接地装置上的设备的

电位与接地装置的电位同时升高。从外界引入设备的各种传输线，如电源线、通信线以及数据采集和控制线等将受到接地装置升高电位的反击。对电位反击的防护是防雷的主要任务之一。

关键词：雷电冲击电压地电位升高地电位反击

1．前言

防雷的主要任务有三：直击雷防护、二次雷防护和雷电电磁辐射干扰的防护。二次雷又主要包括沿（各种）线路侵入室内的感应雷（俗称浪涌电压）和从接地装置产生的地电位升高和地电位不均两个方面，后者又形成地电位反击。从防雷论坛反馈的信息，不少人对接地装置的地电位升高和反击的机理感到疑惑不解。本文着重介绍和分析了在雷击发生时接地装置的电位升高及其带来的电压反击。

2．雷电冲击电压的产生及量值的估计

雷电冲击电压的产生机理

在雷击发生前，接闪器、引下线和整个接地装置都处于与大地相同的零电位，这时在它们之间没有电压分布不均的问题，在接地装置与联接在它上面的设备之间也不存在电位反击。而在接闪后，当雷电流流过引下线和整个接地装置的时候，雷电流在接地装置各部分造成的电压降是不相等的，于是在接地装置各

雷电冲击过电压的理论与试验

一．引言

电能与人类的生存、发展有密切关系，而高电压与绝缘技术是其中一个很重要的知识体系，它是支撑电能应用的一根有力的支柱。

高电压技术是以试验研究为基础的研究高电压及其相关问题的应用技术。其内容主要涉及在高电压作用下各种绝缘介质的性能和不同类型的放电现象，高电压设备的绝缘结构设计，高电压试验和测量的设备及方法，电力系统的过电压与绝缘配合、高电压或大电流环境影响和防护措施，以及高电压、大电流的应用等。

目前，随着科技的发展、经济的需要，输电电压等级越来越高，输电距离越来越长，电网结构也越来越复杂。而高电压技术对于进一步发展超高压、特高压输电继续起着重要的推动作用。一些国家正在沿着传统的“外沿发展模式”，继续开展更高一级电压。

二．雷电冲击过电压理论

雷电冲击电压是有雷电放电形成电流通过被击物体流入大地，电流脉冲在被击物体阻抗上的压降形成冲击电压。雷电放电包括三个阶段：先导放电，主放电，余光放电。主放电电流幅值较小，但电流波前时间比第一分量小得多，易造成过电压。 各分量中的最大电流和电流增长最大陡度是造成被击物体上过电压、电动力和爆破力的主要因素。 在余光阶段流过较长时间的电流则是造成雷电热效应的重要因素之一 。

介绍雷电冲击电压的测量原理及测量方法

第六章 冲击电压的测量6-1 概述冲击电压的特点：快速变化的瞬变信号 测量对象：幅值 幅值 波形 标准要求： (全波)幅值：≤ ±3%,波头、波尾时间： ≤ ±10% (截断波)幅值：≤ ±5% (波峰振荡)f>5MHz, or Ta<30ns (波前振荡)f>10MHz, or Ta<15ns (GB/T16927.2-1997) 测量方法：测量球隙 分压器+示波器(数据记录仪) 光电测量系统 冲击峰值电压表

介绍雷电冲击电压的测量原理及测量方法

6-2 球隙测量冲击电压的方法幅值测量的不确定度： ≤ ±3% 一、放电电压 50%放电电压(U50%)表示冲击电压的平均值 球隙放电电压表中，同一数据可表示交直流以及 冲击50%的放电电压值，WHY? 球隙的伏秒特性(DC~LI)呈水平 即冲击比β = 分散性影响测量的准确度 原因：间隙中空气的游离程度(照射) 球面状况 保护电阻：低电感的电阻，R<500

U 50% U b (DC/AC)

介绍雷电冲击电压的测量原理及测量方法

二、 U50%的测量方法1. 多级法 固定间隙，逐渐增加电压， 每级加

电气学科大类 2007级 《高电压》 课程设计 （冲击电压发生器的设计） 姓 名 ：杨军 学号：U200712316 专业班号：电气0705班 评阅人： 指导教师 ： 戴玲 日 期 ：2010.03.12

目录

一·冲击电压发生器的功用及原理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 二·设计目标 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 三·设计步骤 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 四·设计总结 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13 五·参考资料 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 六· 附录 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15

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一·冲击电压发生器的功用及原理

冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装置。原先它只被用于研究电

雷电过电压读书笔记

学号 2011302540085 李一晗

花了三天的时间阅读完了雷电过电压这一部分的内容，感觉收获颇丰，让我对雷电过电压的基本内容有了一定的了解，包括它的定义，如何形成，以及保护措施等等，下面我想来说说我了解到的这些知识。

(一) 定义：雷电过电压即雷击电力系统或雷击电力系统附近地区而

形成的系统电压升高，引起这类过电压的能量来源于系统外部的雷电能量，故雷电过电压又称为外部过电压或大气过电压。

(二) 电力系统防止雷电过电压的主要措施有：在架空输电线路上架

设避雷线，防止雷电直击输电导线；在变电站内设立避雷针和避雷线，反正雷电直击变电站中的电气设备；在变电站母线和重要设备旁并接避雷器，防止沿输电线路的雷电过电压波危害电气设备；在架空输电线路杆塔和变电站地下布设接地装置，是直击的雷电流通过接地装置快速向地中释放，降低直击雷过电压的幅值；对变电站的电子设备防雷应分区分级防护，采用引雷、分流、泄流、屏蔽、均压、隔离、钳位、接地等综合防护措施。

(三) 雷电参数和防雷设施：1、雷电放电共分为三个阶段，先导放电、

主放电和余光放电。全球每时每刻都用雷电发生，平均每秒有100次，地球上每天约发生800万次云对地的闪电。一次中等强

第三章 雷电感应过电压防护

在第一章中已经指出，对雷电感应过电压的防护，是现代防雷技术要解决的一项重要任务。随着科学技术的发展，人们工作、生活对信息的依赖程度更加密切，信息系统遭受雷害的事故也日益频繁，因此，对雷电感应过电压的防护也就越觉迫切、重要。信息系统对雷电感应的防护，与建筑物对直击雷的防护是完全不同的，有许多新的特点和要求。雷电击中户外输电线引起的雷电波侵入和雷电击中避雷针引起的高电位反击，也会对室内电子信息系统带来危害，也需要防护。由于其防护措施与雷电感应过电压防护基本相同，故与本章结合一并讨论。本章中我们将首先讨论雷电感应防护的特点和基本措施；然后分别介绍各种类型电涌保护器的结构、性能和应用；介绍低压配电系统和计算机信息网络的防雷设计；最后对现代化建筑信息系统的电涌保护问题举例进行分析。通过本章学习，要求掌握基本电涌保护器的性能和选用方法，掌握低压配电系统和常见信息系统电涌保护器配置的要求与方法。

第一节 雷电感应过电压防护的特点与基本措施

一、雷电感应过电压防护的特点

信息系统雷电感应过电压防护，较建筑物直击雷防护具有一些新的特点，主要体现在以下几方面：

1．对保护器的保护水平要求苛刻 由众多微电子设备组成的信息系统，对过电

第7 章主要内容：

雷电及防雷保护装置

雷电放电过程和雷电参数 电力系统防雷保护装置

第1 节主要内容：

雷电过程与雷电参数

雷电放电过程 雷电参数 雷暴日、雷暴小时、地面落雷密度 雷电流

雷道波阻抗

一、雷电放电过程(云—地)雷电是一种气体放电现象，是一种超长间隙的火花放 电，雷云是电极。 条件：当云中某一电荷密集中心处的场强达到25~ 30kV/cm时，就可能引发雷电放电。 过程：先导—主放电—余辉(余光) 1.先导阶段 特点：雷云下部伸出微弱发光的放电通道向地面的发展是 分级推进的。 平均每一级长度：25~50m 每级间停歇时间：30~90us 下行平均速度：0.1~0.8m/us 3 电流较小：数十至数百安培

2.主放电和迎面流注阶段 发展过程：先导接近地面→周围场强增加→空气电离→地 面或突出接地物体形成向上的迎面先导(迎面流注)→迎 面先导与下行先导相遇→主放电阶段 特点：强烈的电荷中和过程、雷鸣、闪电 主放电时间：50~100us 放电发展速度：50~100m/us 电流：数十至数百千安 3.余辉阶段 主放电完成之后，云中剩余电荷沿导电通道开始流向 大地，该阶段成为余辉(或余光)阶段。 特点：云中电荷主要在这一阶段

附件3：装置上电冲击电流及空开脱扣特性测试2011年9～10月，围绕组屏设计中配套空开的选型问题，质控中心共选取了六种典型装置（PCS-9705、PCS-912、PCS-931、PCS-978、PCS-915、PCS-9882）、三个厂家（ABB、良信、施耐德）生产的1A~4A规格的B特性2P空开，对装置的上电冲击电流、空开的脱扣特性进行了系统的测试。

所有装置在上电瞬间均会产生较大的冲击电流，但其大小、衰减时间存在一定差异，最大值在12A～23A之间(PCS-912带上滤波回路除外)，衰减时间在3ms～9 ms之间。冲击电流的大小、衰减时间主要取决于电源插件，按照冲击电流由大到小排序为：PCS-912（带上滤波回路）、PCS-9705（NR4304材料表版本为R1.0）、PCS-978、PCS-915、PCS-931、PCS-9882；就衰减时间而言，PCS-9705最长，PCS-978、PCS-915、PCS-931次之，PCS-9882最短。虽然PCS-912带上滤波回路冲击电流最大值比PCS-9705还要大，但衰减时间仅比PCS-9882稍长一点。

装置上电瞬间产生的冲击电流会导致空开脱扣，不同厂家生产的同规格空开对同一型号装置而言，脱扣

如何区分相电压和线电压

相电压是什么？线电压是什么？他们之间有存在什么关系和区别，本文会一一解读。

三角形接线和不引出中性点的星形接线有三根端线是三相三相制，三根火线，380V，线电压。引出中性线的星形接线算上三根火线一共有四根电源线，三相四线制，一火一零，220V相电压。线电压是两个相的相电压的矢量和。线电压=2*相电压*cos30度=根号3*相电压即 380=根号3*220

很多时候，对于相电压，一般会被理解为相与相之间的电压也就是380V，而将线电压理解为220V，其实刚好相反了。

概念：相电压也就是我们经常说的220V家用电压，零线与火线之间的电压成为相电压，其实我们家里面的都是相电压。

线电压是直指任意两火线的电压，也就是我们常说的380V，其实就是相电压。相电压为220V，线电压为380V。

关系区别：远距离输送电过程中，电压越高，损耗就越低，这就是国家为什么一直在研究超高压输送电的原因（I=U/R）。一般高压输送电到终端用户端，再通过降压变压器降为市电220V/380V供给不同的用户。

对于三相四线制的电网中，三根相线中任意一根与零线间的电压成为相电压；三根相线中任意两根之间的电压成为线电压。三相电压的相位相差120度，线电压

对于纯电阻电路来说

在电源是电压源（就是电压恒定不变，平常用的交流电就是电压源）的情况下

不严格的说就是先有电阻R才会有功率P 这时候P=

不管任何时候，P=UI总是成立的

对于非纯电阻电路， P=UI还能用， 发热功率P热=I2R

CPU在宏观其实也只是一个发热元件，可以使用发热功率P热=I2R来计算；但是实际上CPU是半导体，他的电阻时刻都在变化，没法确定，所以没法通过电阻来计算功率。

“升压降流”只限于功率不变的电器，这样的电器很少，只有变压器是这样的，平常的电器都不是这样的。变压器的一次侧（就是输入）和二次侧（就是输出）功率是相等的（不考虑损耗）如果一次侧的电压低于二次侧（就是说这个变压器是升压变压器），

=I2R

那么一次侧的电流一定大于二次侧。对于一个其他电路来说，要升高电压还要保持功率不变，唯一的方法就是降低电路的电导。如果你只是升高的电压，没有降低电路电导，功率绝对会改变。所以说“升压降流”绝对不适用于CPU。

对于一个CPU来说，CPU的功率为什么会改变呢？

CPU内部有很多很多开关，这些开关的不同状态决定了CPU的电导，它是会来回改变的。扳动这些开关都是要耗电的。没事的CPU闲着，这些开关不动，CPU耗电