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因为雷电产生的强大电能将特高压、高压电网、低压电网的系列保护继电器、保护断路器的设定值满足了,这些保护装置此时必须动作,来确保电力设施的安全及接在电网中的使用者的人生安全。8 i+ A% F8 [0 Z" e
由于国家电网的整个发电、输电、配电是一个完整的系统,它幅员辽阔,输电线路长度大、分布广,地处旷野,容易遭受雷击;雷击线路造成的跳闸停电事故也属于正常现象。
! C8 v! X# C; x$ K雷电在输电线路上所产生的大气过电压有两种,一是直击雷过电压,它直接击于高压供电线路上引起过电压;另一种为感应雷过电压,它雷击于高压线路附近的大地或杆塔时,在导线上产生电磁感应所引起的过电压。
/ [3 { U, r4 y. N虽然在不同电压等级的供电线路上安装有不同型号的避雷器、架空避雷导线、避雷针、低压SPD电涌保护器、剩余电流动作保护等,但是还是防不胜防,每年因为遭受雷击而发生的总事故占其它事故的比例相当大。# g" L; m" ]5 l
雷电是由雷云产生的,是自然界中放电现象;雷电分为直击雷、感应雷、雷电入侵波和球形雷四种; , U; M$ t6 G" b( `! r3 d0 E( T3 @' _; \; X9 F: |0 G5 ~
是由带有电荷的雷云之间或雷云对大地(或物体)之间产生急剧放电的一种形式。雷电形成比较复杂,经观察和实验证明,通常雷云上部带正电,下部带负电,由于在雷云的不同部位存在着两种极性不同的电荷,这些电荷不是均匀分布的,而是形成许多堆积中心,所以在同一云块内部,不同云块之间或由于静电感应使得云块与地面之间,产生了强度不一的电场。 J$ z& A8 m* c- _ e) d9 t
当带电的云块临近地面的时候,对大地就会感应出与雷云的极性相反的电荷,这样二者之间就形成了一个巨大的“电容器”。# K1 l0 S! w5 f$ h" M
当电场强度超过空气可能承受的击穿强度,一般为 25 ~30kV/cm时,就会引起大气层强烈地击穿放电。放电时产生强大耀眼的电火花,即闪电。闪电通道中大量正、负电荷瞬时中和,产生雷电流,这一过程称之为主放电。雷电流高达几十千安至数百千安,具有极大的破坏性,极易发生建筑物炸毁或燃烧、线路停电和电气设备损坏等事故。主放电的温度可达几万摄氏度;而放电时间却极短,一般约为几十微秒。发生雷电的地方将产生强烈的光和热,使空气急剧膨胀振动。而发出巨大的响声。由于声音的传播速度比光慢得多(大概340米/妙),因此,总是先看到闪电后听到雷声。; ~5 t1 }9 g& t
雷电的危害主要是由雷电流和雷电压引起,主要包含以下几方面。$ B- r: t3 O% F% T
(1)雷电的机械效应:雷云对地放电时,强大的雷电流产生的电动力,可击毁杆塔、建筑物和人畜,毁坏电力变压器;极大的雷电电流流入大地时,会在雷击点及其连接的金属部分产生很高的接触电压或跨步电压,造成触电危险。 - {& N3 }2 r$ e; h6 X; A" c* p4 p6 J
(2)雷电的热效应:雷电流通过导体时,会产生很大的热量,可烧断导线和电力设备。如果雷击在易燃物上,更易引起灭灾。供电线路避雷线受雷击后的断股现象就是与雷电的热效应有关系。- X$ }6 `- y5 Z) W! ~* h& _9 y
(3)雷电的电磁效应:雷云对地放电时,在雷击点主放电的过程中,位于雷击点附近的导线上,将产生感应过电压。过电压的幅值一般可达几十万伏,它会使电气设备绝缘发生闪络或击穿,甚至引起火灾和爆炸,造成人身伤亡和设备破坏。/ }# G5 C4 z1 P8 l0 ~+ `$ c( K
在雷雨天气中,输电线路发生故障的概率最高,也是电力抢险工人最为紧张的时候(因为害怕大半夜又要起床去抢修)。, v$ w; ^; n5 E8 Y- o# v0 y& V: S+ d
输电线路由于容易遭受雷击,所以我们就设计了一套继电保护装置和避雷线,避雷器等保护系统。当雷电击中线路时,避雷器的过电压保护功能可以避免线路受损。当雷电击中杆塔或避雷线时,可能会有产生“反击”(高电压课程中的一个词)导致线路过电压,然后产生跳闸(若重合闸失败则不再尝试重合导致停电)。 . h! K$ d2 s2 c5 D. A9 }
( `' s" i( z; w7 ~1 s* |( q7 s( e另一种情况是雷雨天气大风导致线路短路(树枝或其他物体吹到线路上),这时候虽然有继电保护装置进行跳闸保护并尝试重合,但有些时候短路故障的起因不是暂时性的,所以就会导致停电。
* f6 S( [, x6 }/ W2 b6 v9 d6 j8 X* J常见的雷雨天气产生的停电原因我知道的只有这几个,如果有高手请补充。向所有在电力抢险一线的工作人员致敬。
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