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一、架空输电线路雷电过电压概述
架空输电线路地处旷野，绵延数千千米，很容易遭受雷击.雷击是造成线路跳闸的主要原因.同时，雷击线路形成的雷电过电压波.沿线路传播侵人变电所.也是危害变电所设备运行的重要因素。
根据过电压形成的物理过程，雷电过电压可以分为两种。一是直击雷过电压。它是雷电直接击中杆塔、避雷线或导线（见图2. 1中①、②或③）引起的线路过电压。二是感应雷过电压。它是在雷击线路附近大地，由于电磁感应在导线上产生的过电压。运行经验表明.直击雷过电压对电力系统的危害大，感应雷过电压只对35 kV及其以下的线路有威胁。图2.1 雷击输电线路部位示意图
按照雷击线路部位的不同，直击雷过电压又分为两种情况.一种是雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使该点对地电位大大升高.当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压。因为这时杆塔或避雷线的电位(值)反而高于导线。故通常称为反击。另一种是雷电直接击中导线(无避雷线时)或绕过避雷线(屏蔽失效)击中导线.直接在导线上引起过电压。后者通常称为绕击。
雷击线路可能导致两种破坏性后果。一是使线路发生短路接地故障。雷电过电压的作用时间虽然很短(数十秒)，但导线对地(避雷线或杆塔)发生闪络以后，工频电压将沿此闪络通道继续放电，进而发展成为工频电弧接地。此时继电保护装置将会动作，使断路器跳闸，影响线路正常送电。二是形成沿输电线路侵人变电站的雷电波，在变电站内产生复杂的折反射过程，可能使电力设备承受很高的过电压，以致设备绝缘破坏.造成停电事故。
输电线路防雷性能的优劣，工程上主要用耐雷水平和雷击跳闸率这两个指标来衡盆。耐雷水平是指线路遭受雷击时所能耐受的不致引起绝缘闪络的大雷电流幅值(单位为kA).耐雷水平越高，线路的防雷性能越好.雷击跳闸率是指在折算至年雷电日数为40的标准条件下.每百千米线路每年因雷击引起的线路跳闸次数.单位为:次/百千米·年。需击跳闸率是衡量线路防雷性能的综合性指标。二、感应过电压
在雷云对地放电过程中.放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。因而当雷击输电线附近的地面时，虽未直击导线。由于雷电过程引起周围电磁场的突变，也会在导线上感应出一个高电压来.这就是感应过电压。感应过电压包含静电感应和电磁感应两个分量，一般以静电感应分量为主。
虽然对于感应过电压形成的物理解释已经有了一个比较一致的认识，但由于难以得到雷电放电过程的原始数据等原因，感应过电压有多种不同的计算方法，而且结果还差别较大。
由于感应过电压对各相导线来说基本相同，所以不会发生相间闪络。又由于感应过电压是因电磁感应而产生的，其极性与雷云电荷.即与雷电流的极性正相反，因而绝大部分感应过电压是正极性的，这一点与直击雷过电压不同。另外，感应过电压的波形较直击雷过电压更平缓，波头由几秒至几十秒，波尾则可达数百秒。避雷线由于对导线有屏蔽作用.因而能降低导线上的感应过电压幅值。避雷线与导线间的藕合系数越大，导线上的感应过电压就越低。
三、雷击导线过电压
无避雷线的线路，当雷闪放电过分靠近线路时，发生的就不是雷击地面的感应过电压，而是雷电直击导线的过电压。在我国110 kV及其以上线路一般都架
有避雷线.以免导线直接遭受雷击，但由于各种偶然因素的影响.仍有可能发生避雷线屏蔽失效.雷电绕过避雷线而击中导线的情况，通常称绕击.
绕击发生的概率虽然很低，但一旦雷电击中导线，导致线路跳闸的几率将很高。四、雷击塔顶过电压
雷击塔顶(包括雷击塔顶附近的避雷线)时，杆塔电感与接地电阻的存在将使塔顶电位瞬时升高，其电位位甚至大大超过导线电位，引起绝缘子串闪络，即反击，造成线路跳闸，同时在线路上形成向线路两侧传播的过电压波.过电压波侵人发电厂、变电站。
除上述二种雷电过电压外，还有一种雷击避雷线挡距中央时的过电压.国内外大量的运行经验表明，此时引起挡距中央避需线与导线空气问隙发生闪络是非常罕见的，故对这种雷电过电压此处不再分析。
应当指出，上面的感应过电压、雷击导线过电压、雷击塔顶过电压的计算公式都没有考虑绝缘子串的运行电压，亦即导线的运行电压.对220 kV及其以下的线路来说，运行电压所占比重不大，一般可以忽略。但在超高压线路中，随着电压等级的提高，工作电压不应再被忽略，有人建议至少应按照导线运行相电压峰值的一半来考虑，且电压极性与雷电流极性相反。因为任何时刻都至少有一相导线运行在与雷电流相反的极性下。如果按照统计法计算，则雷击时的导线工作电压瞬时值及其极性应作为一个随机变来考虑。但这些还都没有列入电力行业的相关规程中。
五、雷击跳闸率
当雷闪放电造成线路产生雷电过电压时，若雷电流超过相应情况下的耐雷水平，则导致线路绝缘发生闪络。但雷电过电压的持续时间极短，只有几十秒、高压开关还来不及跳闸.只有当冲击闪络后的闪络通道发展成稳定的工频电弧时才会导致线路跳闸。这些过程都有随机性。因此工程中除耐雷水平外.还采用雷击跳闸率作为一个综合指标，来衡量线路防雷性能的优劣。我国电力行业标准DL/T 620 1997给出了一般上壤电阻率地区有避雷线线路的耐雷水平和雷击跳闸率数值.见表2.
表2 架空输电线路典型杆塔的耐雷水平及雷击跳闸率
湛江遂溪温州盾开电气有限公司是专业研发 电涌保护器,信号隔离器。本公司座落于浙江省温州市乐清经济技术开发区,竭诚为五湖四海的朋友提供优质的服务，用货真价实的优质产品和积j i负责的服务，以及商业道德文明铸就品牌建设之路。
公司坚持科技创新，追求的质量方针，狠抓品牌建设，精细选材，禁止为了迎合低价位竞争而偷工减料，更禁止一味追求利润而欺骗消费者，产品生产流程严格把关，凭借先进的现代化生产设备，不断提高生产工艺水平。
公司拥有一支专业的队伍，形成了一支有知识、有活力朝气蓬勃的团队。自成立以来，公司团队不断的努力，诚信、负责、积j i、创新，塑造了良好的品牌信誉和客户的好评。
1）防雷
接地系统采用TN-S系统，工作接地、保护接地、防雷接地合一设置，总接地电阻小于1欧姆。投标人可结合上述接地系统，设计自己独立的系统接地。
整个系统要求能够防护雷电对电子设备的各种侵害，防雷保护器应在不影响系统正常运行的前提下，能够承受预期通过它们的雷电流和过电压。
投标人须提供完整有效的防直击雷、感应雷、地电位升高的防雷系统。要求在控制室的电源进线加装合适的避雷器，在总线网络和视频接口处加装合适的隔离器，并采取等电位连接，以达到佳的防雷效果。同时，为减少备品备件和后期维护方便，投标人应采用同一品牌防雷产品。
投标人须对装有号通道防雷保护器的通讯线路复核其传输速率，即选择适当的防雷保护器的通频带和网络分支上的防雷保护器的安装数量，以保证系统网络原有的大传输速率。
电源二级防雷：在中控室、各PLC现场控制分站电源进线端、出线端及现场仪表供电电源出线端安装电源第二级防雷保护器(或组合)，以保护中控室设备、PLC现场控制分站设备及现场仪表等的供电。同时，防雷保护器(或组合)应选用相应IP等级的保护箱，以满足现场环境对防雷保护器(或组合)的防尘、防潮、抗冲击等要求。
电源三级防雷：在室外仪表箱内安装电源第三级防雷保护器(或组合)，以保证下层弱电设备供电。同时，防雷保护器(或组合)应选用相应IP等级的保护箱，以满足现场环境对防雷保护器(或组合)的防尘、防潮、抗冲击等要求。
号部分：凡经室外传送的各类现场总线电缆和4～20mA模拟量号电缆以及网络号（通讯总线）电缆的两端分别安装合适的号防雷保护器。
2）接地
接地装置按照标准，根据系统接地要求分别接地，以及各电气设备的等电位连接。
在含有接地系统的装置和设备中，同样要考虑电源系统及自动化监控系统的影响，每组地电极系统自身对地电阻不能超过1欧姆。
应提供标识杆和标识牌，以标明地下钢带接地体的埋设路线。所作标识与电缆线路的标识类似。
1.1.2 防雷保护器技术参数要求
投标人应按照IEC标准及有关规范的要求，在做好系统屏蔽、接地和等电位连接的同时，还须根据系统特性及使用要求提供完整、可靠的防直击雷、感应雷及过电压保护系统，选择通过防雷形式试验测试（GB18802）的产品，以防止雷击或浪涌电压对系统的损坏。为减少备品备件和后期维护方便，投标人应采用同一品牌防雷产品。
电涌保护器必须符合 IEC 664 和 DIN VDE.011 标准
1）级电源防雷器
使用电子触发式火花间隙，且带有附加的灭弧装置，可以熄灭很高的线路工频续流，使用电子触发式电涌保护器可以得到很大的放电电流，触发电压低，所以和第二级的电涌保护器之间无需退耦元件。
?额定工作电压：Un（AC)：330V或440V；
?大允许工作电压UC（AC)：330V或440V；
?冲击电流limp(10/350μs)：50KA/25As电量；
?大前置保险丝：250Agl；
?无前置保险丝的自熄短路电流：50 KA/50Hz；
?响应时间：≤150ns；
?状态显示：绿色LED；
?认证cURus，File E198315：KEMA。
2）第二级电源防雷器
电涌保护器使用压敏电阻，使电涌保护等级低的电气和电子设备免受雷电和线路中电涌的冲击。内置热敏过流保护装置，能提供不同的电压等级的产品（Un<Uc）、多片组合的产品，以满足不同供电系统的应用。选用产品需满足相应的标准，比如：IEC 60364-5-53：2001等。底座180°可旋转有助于选择从顶部或底部进线。具有EWS功能在红色、绿色两种显示状态的基础上，增加了黄色的状态显示。当状态显示黄色时，表示该模块已遭受过雷击，部分已损坏。同时该状态也可通过遥触点输出号，你此时更换保护模块。
?额定电压 Un：230V；
?大持续工作电压, Uc (AC)：280V；
?大持续工作电压, Uc (DC)：350V；
?大放电电流 (8/20 μs)：150 kA；
?响应时间：≤25 ns；
?大前置熔丝：125 A gL；
?电压保护水平，Up(In 时）：<1450V；
?电压保护水平，Up(5kA 时）：<850V；
?暂态过电压：335V TOV；
?状态显示：绿色＝正常；红色＝保护模块损坏，需更换。
3）第三级电涌保护器
电涌保护器内部集成有温度监控装置，在压敏电阻温度升高时将压敏电阻同电网自动切断，同时外壳上的工作指示灯熄灭，并且带一个开关触点，输出一个告警号。保护线路中的大电流为 16A。
?额定电压 Un：230V；
?大持续工作电压，Uc (DC)：260V；
?大放电电流(8/20 μs)：7kA；
?响应时间：≤150 ns；
?大前置熔丝：16 A gL；
?电压保护水平，Up (L - N )：≤1200V；
?电压保护水平，Up (L/N-PE)：≤1800V，状态LED绿色＝正常。
4）测量、控制系统的电涌保护
电涌保护器由气体、放电管、抑制二极管和耦合电阻组成。通过导轨直接接地从而提高接线效率，保护模块可以通过LED显示工作状态，LED显示绿色，表示模块工作正常，LED显示红色，表示模块有故障。提供额定电压为5 V, 12 V, 24 V, 48 V和60 V的产品，不同电压的产品以相应的颜色标签加以区分。
数字量模拟量的保护
?通道电阻4.7Ω
?截止频率 (-3dB) 750 kHz
?标称放电电流 (8/20 μs) 线-线/线-PE/GND-PE：2.5kA/2.5kA/2.5kA；
?大放电电流(8/20 μs) 线-线/线-PE/GND-PE：10kA/10kA/10 kA；
?冲击电流(10/350 μs) 线-线/线-PE/GND-PE：2.5kA/2.5 kA/2.5kA。
5） CAT.5网线过压保护：
?提供 RJ45 口，保护所有的号线，10/100BASE TX；
?额定工作电压 UC（AC)：5V；
?大允许工作电压 UC（AC)：7V；
?通道电阻：1.3 欧姆；
?波特率：〈6MB；
?输出端残压 1KV/us 对称：<40V；
?输出端残压(8/20μs) 对称：<45V；
?输出端残压 1KV/us 非对称：<450V；
?输出端残压(8/20μs) 非对称：<500V；
?响应时间：≤5ns。
6）485-RS485协议号
?可插拔模块(插拔模块，不影响号通讯)；
?低残压；
?保护RS485协议串行通讯数据的传输；
?插拔模块可经V-TEST仪器检测；
?导轨直接可靠接地，可泄放电流20 kA (8/20 μs), 2.5 kA (10/350 μs)。
7）高传输速率号保护
?额定电流450 mA
?通道电阻2.2 Ω
?过载故障模式模式 2
?IEC 61643-21类别 C1; C2; C3; D1
?截止频率 (-3 dB) 200 MHz
?标称放电电流(8/20 μs) 线-线 / 线-PE / GND-PE 2.5 kA / 2.5 kA / 2.5 kA
?大放电电流(8/20 μs) 线-线 / 线-PE / GND-PE 10 kA / 2 x 10 kA / 10kA
?冲击电流(10/350 μs) 线-线 / 线-PE / GND-PE 2.5 kA / 2.5 kA / 2.5 K
防雷产品中的主要材料是氧化锌压敏电阻，其材料的品质和工艺水平的高低对产品遭受雷击时是否能产生预期的保护作用有直接的影响，所以你在选择防雷器时一定要了解厂家的压敏电阻的来源。
电源防雷器的重要参数：
标称电压Un：被保护系统的额定电压相符，在息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流或直流电压的有效值。
大持续工作电压Uc：能长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和保护元件的大电压有效值。
标称放电电流In：给防雷器保护器施加波形为8/20s的标准雷电波冲击10次时，保护器所耐受的大冲击电流峰值。
大放电电流Imax：给保护器施加波形为8/20s的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的大冲击电流峰值。
电压保护级别Up：保护器在下列测试中的大值：1KV/s斜率的跳火电压；额定放电电流的残压。
级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放，或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放，对于有可能发生直接雷击的地方，必须进行CLASS—I的防雷。第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备，对于前级发生较大雷击能量吸收时，仍有一部分对设备或第三级防雷器而言是相当巨大的能量会传导过来，需要第二级防雷器进一步吸收浪涌保护器。同时，经过级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP，当线路足够长感应雷的能量就变得足够大，需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。
目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区，将数万至数十万伏的浪涌电压限制到2500—3000V。
入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为级保护时应为三相电压开关型电源防雷器，其雷电通流量不应低于12.5kA(T1测试)。该级电源防雷器应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防雷器。一般要求该级电源防雷器具备每相12.5kA(T1测试)以上的大冲击容量，要求的限制电压小于2500V，称之为CLASSI级电源防雷器。
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