作者：wakakala
发布时间：June 30, 2010
分类：高压/绝缘
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雷击导线与偶合
Posted on 2005年12月10日 20:47
先看雷击导线，暂把偶合放在一边。如果雷击导线，雷击处设为A点，我们想求出A点的电位UA。当雷击导线时，雷电流碰到的是两侧导线，即雷电流兵分二路，即对电流而言，它碰到的阻抗是Z/2，又由于雷击点的阻抗很大（即Z/2=400/2=200欧姆），所以此时进入导线的雷电流将减半为i/2。于是A点电位等于进来的总电流乘以进来的总波阻，即
UA=i/2·Z/2=iZ/4 可以这样来记忆：雷打在导线上，相当于碰到一个大阻抗，所以雷电流减半（Z/2），而雷电的路径是一左一右，所以波阻减半（Z/2），两者相乘为iZ/4。
例如：导线的波阻一般为400欧姆，在我国60％的雷电流超过20KA，所以
UA=400×20/4=2000KV，即60％的雷击中导线时，导线被击处的电位为200万伏，因此雷击中导线是很厉害的，线路基本上都要闪络，特别是35KV及以上线路是不装设避雷线的，所以更加危险。
下面可以考虑偶合了。
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作者：wakakala
发布时间：June 29, 2010
分类：高压/绝缘
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雷电流沿导线的流动
Posted on 2005年12月10日 20:47
雷击导线意味着有大量的电荷涌到导线上来，它产生的作用完全和将电源合闸到导线上一样，因此对于雷击导线，可以想像是电源合闸，至于电源是直流还是交流，可以不去考虑，反正它是供给导线电荷的装置。
我们研究雷击导线的规律，实际上是研究电荷沿导线流动的规律。对于输电线来说，它对地有电容，这些电容不是在一头一尾有，而是处处都有。输电线有电流通过的有磁力线交链导线，所以输电线也有电感，这些电感也是处处都有，即在输电线上，它每点都有对地电容，每点都有电感，它们分布在全部输电线的所有点上。
开关合闸意味着给导线送电荷，
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作者：wakakala
发布时间：June 28, 2010
分类：高压/绝缘
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送电线路需要防雷
Posted on 2005年12月10日 20:31
电力系统中的落雷主要打在送电线路上。为了衡量该问题的严重性，需要引进几个概念：
1．线路受雷击的等值面积S
面积S＝长×宽，线路的雷击次数规定线路的长为100公里，那么宽呢？是否是三根输电线所占的面积呢？否！因为它们不是紧贴地面，对雷云它们具有吸引宽度。实验证明：吸引宽度与线路的高度有关，并且成正比，其宽度为高度的5倍，所以两边的宽度一加，应为10倍高度。这里的高度是取三根导线中最高一相的平均高度（因为导线有弧垂），高度的单位为米。所以线路受雷击的等值面积为：S＝100×(10h／1000)＝h（平方公里）。这个公式很好记，要计算S，只要记住h就行。
2．每个雷电日每平方公里地面的落雷次数γ
我国用磁钢棒在5个省市的11条线路进行实测，γ值多在0.01～0.021之间，只有一条线路（这条线路部分路段经过煤矿区，而煤矿是导电的）γ＝0.075。11条线路的加权平均值γ＝0.015，这就是我国1976年版过电压保护规程中采用的数值，而且一直采用到今天，现在看来此问题还应该作进一步的研究。
3．每年雷电日数T
为了表征雷电频度，
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作者：wakakala
发布时间：June 27, 2010
分类：高压/绝缘
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避雷器的荷电率
Posted on 2005年12月30日 17:52
首先我声明，我不喜欢荷电率这个名称，避雷器是外来物，所以荷电率是我国的学者翻译过来的，我认为翻译得不好。首先“荷电”就不符合我国的习惯，念起来咬口，理解起来也不易明白。
当然，避雷器中的所有其它术语都只针对一件事，比如额定电压、持续运行电压、残压、通流等等，而荷电率有“率”这个字，“率”就表示涉及两个事情，而且这两件事情要做除法，这就意味着荷电率这个概念是应该比其它概念理解起来要困难一些。
我们先不管“荷电”这两个字，先看看氧化锌避雷器在系统中的运行特点，在叙述中偶尔插入“荷电”两个字。
1． 由于它不带间隙，所以系统电压长期作用在氧化锌阀片上
这是氧化锌避雷器的特点，阀形避雷器有间隙，所以系统电压不会作用在它上面，即碳化硅阀片正常运行时它不带电，换句咬口的话说，就是它不荷电。反之，氧化锌阀片（ZnO阀片，或ZnO电阻片，我们下面经常把这几种说法交替使用，让大家熟悉不同的说法）在正常运行时长期荷电，于是它会逐渐老化，甚至最终导致热崩溃，这是决定氧化锌避雷器寿命的主要因素。老化还存在一个速度问题，实际表明，ZnO阀片的老化速度取决于长期作用的系统工作电压，即取决于ZnO阀片的长期荷电，在这个意义上，我们可以说荷电与阀片的老化有关。而系统工作电压与持续运行电压相对应，所以荷电也与持续运行电压有关，为了保证ZnO电阻的寿命，我们必须限制其持续运行电压。
2． 由于它不带间隙，所以避雷器的导通是依靠其阀片的非线性曲线的拐点完成的。
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作者：wakakala
发布时间：June 26, 2010
分类：高压/绝缘
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雷电参数
Posted on 2005年12月7日 23:44
1．雷电流幅值
雷电流幅值与雷云中电荷有关，是个随机的变化的量。我国的雷电流幅值经过统计，其概率大致为：每100次雷电流平均有12次雷电流幅值超过100KA，有1/3的雷其幅值超过50KA，有60％的雷超过20KA，80％的雷超过10KA。
2．雷电日
在一天内只要听到雷声就算一个雷电日。我国各地的雷电日与纬度以及距海洋的远近有关。长江以南雷电日约为40－80，长江以北大部分地区（包括东北）多在20－40，西北多在20以下。
3．落雷密度
这是一个稍专业性的名词，表示每平方公里每个雷日的对地落雷次数，用希腊字母γ表示，这个数值各个国家是不同的，根据实例，我们国家的γ取0.015。看到这里，大家可能还是在头脑中建立不起这个概念，下面以例说明之。例如武汉地区的某个变电站，变电站占地面积为长宽各100米，那么这个变电站一年要遭几次雷打呢？武汉的雷电日为40个，变电站的面积用平方公里（因为落雷密度用的是平方公里）表示则为：
长 /1000 × 宽 / 1000 ＝ 100 / 1000 × 100 / 1000=0.01平方公里，按照落雷密度的定义，该变电站一年的落雷次数似乎应该为：40×0.01×0.015＝0.006次。实际上变电站不是紧贴在地面上，变电站中的建筑物或高耸的构架具有引雷的作用，根据模拟试验及运行经验，高度越高，吸雷作用越大，所以应该在变电站的长、宽各侧加上5h ( h为变电站内最高设备的高度) 作为吸雷宽度，所以上述变电站的占地面积虽然为 100 / 1000 × 100 / 1000 ，但是，它的吸雷面积应该为（100 ＋10h） / 1000 ×（100 ＋10h ）/ 1000 。如果这个变电站中有一个构架最高，高度为15米，则该变电站一年的落雷次数为：
40×[100＋10×15] / 1000× [100＋10×15] / 1000× 0.015=0.0375次/年
这个结果不便于说明问题，将它取一个倒数即为：26.7年≈27年该变电站落雷一次，这就是需要引入落雷密度的目的，它可以帮我们建立一个具有一定高度、一定面积的变电站或者发电厂究竟多少年可以遭受一次雷击，显然，γ越大，遭受的雷击越多。我国的γ取0.015究竟准确度有多大，目前也有一些争论，但在标准中还是这样规定。
大家对上述变电站27年才落一次雷可能不以为然，觉得好像变电站并无防雷的必要，但是27年落雷一次不是说第27年这个雷才来，很有可能明天这个变电站就会遭受雷击。更何况，武汉市也并不只有这一个变电站，起码27个变电站上需要的，如果都不防雷的话，那么武汉市的变电站平均每年都要有一个变电站遭受雷击，这种现象无论如何是不允许的。
作者：wakakala
发布时间：June 26, 2010
分类：高压/绝缘
今天偶然看到以前老师张德赛教授的BLOG，看其日志，如再次亲临教诲。那位每次授业座无虚席，每次讲到情深处掌声雷动，那位曾在课程结束时候，给我们声情并茂的念着王国维学问三境界的长者，一幕一幕犹在眼前。
转述日志如下http://science.mblogger.cn/zhangdesai：
在我国高等学校的教科书中，绝缘子是这样定义的：在电力系统和设备中，绝缘子的用途是将电位不同的导电体在机械上相互连接，而在电气上则相互绝缘。
在《电机工程手册》绝缘子篇中是这样解释的：架空输电线路的导线、|变电所的母线和各种电气设备的带电体，都需要用绝缘子支持，使之与大地或接地物绝缘，以保证电能安全地输送到广大城乡用户。
国外有一本书是这样定义的：绝缘子是在供电网络中用来支持、隔离带高压的导体的装备。即Insulators are the devices which are used on electricity supply network to support、separate conductors at high voltage.
绝缘子按其额定电压高低可分为低压、高压、超高压和特高压绝缘子，通常习惯上称额定电压1千伏及以下的为低压绝缘子，超过1千伏的为高压绝缘子，但其中330~750千伏的称为超高压绝缘子，1000千伏及以上的称为特高压绝缘子。按用途分通常分为线路绝缘子和电站、电器绝缘子。前者有针式绝缘子、蝶形绝缘子、盘形悬式绝缘子、横担绝缘子和棒形悬式绝缘子。电站电器绝缘子包括支柱绝缘子和套管绝缘子，支柱绝缘子又分为针式支柱绝缘子和棒形支柱绝缘子，套管绝缘子包括穿墙套管和用于电器的套管。有时，为了叙述方便，绝缘子又可以分为绝缘子和套管两类，例如有的高校教科书上的标题即为“绝缘子和套管”，但统称仍然应该叫“绝缘子”。
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