馬強(qiáng)+++張瓊月

摘 要：雷電的放電現(xiàn)象會(huì)因?yàn)槔自埔?，水結(jié)冰之后會(huì)帶正電。正電荷形成的氣流會(huì)變成雷云。大地遭受雷擊以后就會(huì)進(jìn)過(guò)三個(gè)階段放電，同時(shí)可能發(fā)生導(dǎo)電現(xiàn)象，甚至?xí)a(chǎn)生火花。

關(guān)鍵詞：雷云；放電；電荷

1 雷電放電基本過(guò)程

如果大地被雷擊之后，一般情況下經(jīng)過(guò)三個(gè)階段完成放電的過(guò)程，一是先導(dǎo)放電過(guò)程，二是主放電過(guò)程，三是輝光放電過(guò)程。如果云中的電荷密度增加到2500-3000kV/M時(shí)，即發(fā)生一階段放電。與此同時(shí)，當(dāng)雷擊空氣中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到30kV/m時(shí)，將會(huì)發(fā)生火花放電。

2 輸電線路感應(yīng)雷過(guò)電壓的形成

當(dāng)雷擊到輸電線路時(shí)，導(dǎo)線上將會(huì)有感應(yīng)過(guò)電壓。這一現(xiàn)象的電場(chǎng)是空氣中雷云及其先導(dǎo)通道形成的，因靜電感應(yīng)形成感應(yīng)過(guò)電壓。因先導(dǎo)通道的速度可以導(dǎo)致雷電流流入大地。當(dāng)雷擊到線路附近周邊的地時(shí)，正電荷將迅速中和先導(dǎo)通道中的負(fù)電荷。電荷開(kāi)始沿著導(dǎo)線的兩側(cè)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，于是產(chǎn)生了感應(yīng)雷過(guò)電壓。稱(chēng)這個(gè)感應(yīng)過(guò)電壓的電磁分量。

（1）輸電線路周邊的大地被雷擊時(shí)，雷電感應(yīng)的過(guò)電壓的MAX為：

（2）線路桿塔的塔頂被雷擊時(shí)，導(dǎo)線上面產(chǎn)生的感應(yīng)過(guò)電壓。

3 輸電線路的直擊雷過(guò)電壓

現(xiàn)階段，在我國(guó)110kV及以上的變電站和輸電線路上幾乎全都安裝了避雷線，目的是為保護(hù)輸電線路，免遭直接雷擊，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。

當(dāng)導(dǎo)線被雷擊中時(shí)，著雷擊點(diǎn)A的點(diǎn)位計(jì)算等值電路圖如圖1。

4 雷擊輸電線路模型

選擇PSCAD中Bergeron模型建立輸電線路桿塔雷擊全過(guò)程模型，設(shè)定的沖擊雷電流數(shù)值為50kA，如圖2，模擬出雷擊輸電線路桿塔塔頂或接近塔頂?shù)囊欢伪芾拙€。

由圖3得雷擊電流為50kA時(shí)，塔頂電壓Vhigh最大值為5000kV；線路電壓Vltg最大值也只是90kV并且是不穩(wěn)定的，中線點(diǎn)接地電壓VNeut最大值為5000kV。對(duì)比得塔頂電位較高，容易導(dǎo)致絕緣子串閃絡(luò)和引起線路跳閘事故。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了輸電線路雷擊機(jī)理和模型：

（1）通過(guò)對(duì)雷電機(jī)理的介紹，得出了雷電放電的發(fā)展過(guò)程和電流的波形圖。

（2）得出了輸電線路附近大地被雷擊時(shí)、線路桿塔塔頂被雷擊時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓。

參考文獻(xiàn)

[1]李景祿，胡毅，劉春生.實(shí)用電力接地技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2002.

[2]曾永林，接地技術(shù)[M].北京：水利電力出版社，1979.

作者簡(jiǎn)介：馬強(qiáng)（1981，09-），國(guó)網(wǎng)四川省電力公司南充供電公司，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。

張瓊月（1991，05-），國(guó)網(wǎng)四川省電力公司西充電力有限責(zé)任公司，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。