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交流电力系统过电压防护及绝缘配合是保障电力系统安全稳定运行的重要技术措施。过电压是指电力系统中因雷击、操作或故障等原因引起的瞬时或短暂的电压升高，可能对设备绝缘造成损害甚至引发事故。因此，合理设计过电压防护和绝缘配合策略至关重要。

过电压防护主要包括外部过电压（如雷电过电压）和内部过电压（如操作过电压、谐振过电压等）的防护。针对雷电过电压，通常采用避雷针、避雷线和氧化锌避雷器等装置进行防护。避雷针和避雷线通过引导雷电流流入大地，减少雷击对设备的影响；氧化锌避雷器则能有效限制过电压幅值，保护设备绝缘。对于内部过电压，可通过优化系统结构、安装消弧线圈或并联电抗器等方式降低过电压水平。

绝缘配合则是根据系统可能出现的最大过电压水平，结合设备的绝缘特性，合理选择设备的绝缘等级，以实现经济性和可靠性的平衡。绝缘配合需要综合考虑过电压的类型、持续时间、出现概率以及设备的耐受能力。常用的绝缘配合方法包括惯用法、统计法和简化统计法。惯用法基于工程经验确定设备绝缘水平，适用于一般情况；统计法则通过概率分析，更精确地评估过电压与绝缘耐受能力的关系，适用于复杂系统。

总之大体积混凝土结构施工工艺规程，交流电力系统的过电压防护和绝缘配合是一个系统性工程，涉及设备选型、布局优化和技术经济分析等多个方面。科学合理的防护措施和绝缘配合方案能够显著提高电力系统的安全性和经济性，为电网的长期稳定运行提供有力保障。

至今，世界各国对电力系统物体（架空线路、变电所、建筑物等）的雷击次数都是间接 地估算的，按其长、宽、高来推算等效地面面积。等效面积乘以对地雷击密度Po，即该被 击物雷击次数。 Po是指在一个持续期间内单位面积记录的雷击次数。俄1954《导则》[3］和DL/T 620一1997是以“雷暴日”数与P相关来推算。 DL/T620一1997推荐，40个“雷暴日”地区P。取值为0.07。40个“雷暴日”地区的避 雷线或导线对地平均高度为h（m）的架空线路，每100km40个“雷暴日”的雷击次数为

N.=0.28（b+4h）

两依避苗线之间的距两，Ⅲl 俄1999《导则》1改用“雷暴小时”与P相关来推算，分为对地平均高度hcp>30m和 h≤30m两种情况分别确定。 实测证明，“雷暴日”或“雷暴小时”与P。是弱相关。从第1.4节《雷击的选择性和易 击点》论述中可知，目前世界各国所用的被击物的雷击次数是不精确的，这是设计时预计值

雷云放电时在导线或电气设备上所形成的过电压，称为雷电过电压，又称为外部过电 压，或称为大气过电压。 雷电过电压分为直击雷过电压和感应雷过电压。雷电直击于电力系统（导线、设备）或 设施或建筑物时产生的过电压称为直击雷过电压。直击雷过电压对任何电压等级（含百万伏 电压等级）的线路和设备都可能产生危险。雷电击于导线或电气设备附近时，由于静电和电 磁感应而在导线或电气设备上形成的过电压称为感应雷过电压。感应雷过电压通常只对 35kV及以下等级的线路和设备构成威胁。 关于雷电过电压的防护，至今国内外著名专家的共识是：雷击是不能阻止其发生的，即 无源不可消雷，也不能驱（拒）雷，只能拦截导引改变入大地路径。很好地设计和建设雷电 过电压防护系统是能避免雷电过电压产生破坏后果的。 雷电过电压防护系统（以下简称防雷保护系统）是一个系统工程。通常包含若干个子系 统，也即若干道防线构成一个完整的防护系统。一般地说，防直击雷系统由避雷针（线）组 成；防侵人波系统由分流、均压、等电位和限幅（避雷器、限压器、压敏电阻器、放电器、 电容器等）组成。

2.1避雷针（线）的防雷保护原理

避雷针（线）的防雷保护作用，在于它比被保护物高，能把雷电从被保护物上方引向自 身并安全泄人大地。因此，避雷针（线）的引雷和安全泄入大地是至关重要的。 避雷针（线）的引雷作用，基本上是：在雷电先导阶段，避雷针（线）顶部聚积电荷， 在发展先导和避雷针（线）顶端之间通道中建立了很大电场强度，避雷针（线）迎面先导的 产生和发展大大加强这通道中的场强，最后选定击中避雷针（线），布置在靠近避雷针（线） 的被保护物比避雷针（线）低，由于避雷针（线）的屏蔽和迎面先导作用，所以被保护物遭 受雷击的概率很小。利用避雷针（线）可实现直击雷保护。虽然这方法不是主动的，但能提 供99.5%～99.9%保护效果。对密闭在完全金属壳体（或金属网）内被保护物才能提供完全 保护。例如，人在金属壳体内或在停放的金属壳体汽车内，能安全免遭雷击伤害。按避雷针 （线）引雷性能，确切名称应是“引雷针（线）”，在20世纪50年代，我国有的学者称为 导闪针（线）”，后来在一些文献上称为“接闪器”或“拦截器”。但因避雷针（线）这一名 词已被广泛地使用，成为惯用名词，一时难以变动。 避雷针（线）的防雷保护作用，除引雷作用（保护范围）外，可靠保护的必要条件是要 求避雷针（线）的泄流通道（回路）的阻抗（包括引流线电抗和接地电阻）很低，因为在雷 电直击避雷针（线）时，很高的引流线电抗和接地电阻可能产生很高电压，引起避雷针 （线）对被保护物在空气中（或绝缘物上）或地中反击。 避雷针（线）在受雷击向大地泄放电流时产生高电压对于金属、砖石或混凝土结构一般 不会造成破坏，所以像烟肉、冷水塔、架空线路杆塔、高压配电装置架构的避雷针（线）及 其引流线，均可固定在其本体上。但上述这种高电压，对于易燃、易爆和敏感电子设备和低 压电气设备，便可能因出现火花或发生反击而造成起火爆炸或绝缘击穿。通常要采取降低接 地电阻或设置独立避雷针（线）等措施来消除这种危险。

2.2避雷针（线）的保护范围

避雷针（线）保护范围在不同标准（规程、规范等）中规定的不同，不同文献中推荐的 计算方法不同。 所谓保护范围是指被保护物在此空间内可遭受雷击概率在可接受值之内。各种文献规定 的不同保护范围是允许遭受雷击概率不同。例如，电力行业标准DL/T620一1997《交流电气 装置的过电压保护和绝缘配合》规定的避雷针（线）保护范围内可能遭受雷击概率为 0.1%，即保护范围可靠率达0.999。又如，美国推荐性的IEEEStd142一1991规定的避雷针

2.3电力行业标准DL/T620一1997有关规定

中华人民共和国电力行业标准DL/T620一1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配 合》5.2节中关于避雷针（线）保护范围，在避雷针（线）高度h≤30m时的保护范围是 A.A.AKOn9H在1936～1940年间在广泛的实验室研究基础上确定的。它的可靠性经原苏联、 中国等国家长期运行经验证实，可靠性为0.999。后来扩大用于避雷针（线）高度至120m， 对高度影响保护范围作了修正（p)：h≤30m，p=1；30m

2.3.1单支避雷针的保护范围

式中r避雷针在h水平面上的保护半径，m; hx—被保护物高度，m; ha—避雷针有效高度，mo 2）当hx<0.5h时

2.3.2两支等高避雷针的保护范围

2.3.3多支等高避雷针的保护范围

2.3.4避雷线的保护范围

些情况下，用避雷线比用避雷针较方便和经济。避雷线保护范围截面建立类似避雷 数不同，这是因为避雷线的引雷功能没有避雷针强。

2.3.4.1单根避雷线的保护范围

2.3.4.2两根等高平行避雷线的保护范

2.3.5不等高避雷针（线）的保护范围

2.3.6斜坡地面设置的避雷针（线）的保护范围

若被保护物需要布置在具有较大坡度地方，则避雷针（线）的保护范围亦要倾斜，可以 如图2－8所示来建立[1。仅是避雷针（线）的顶点影响放电过程。首先接近的地表面可以作 为零电位面，所以保护范围按垂直斜坡地面高度h'计算确定。避雷针（线）保护范围，垂 下来的下部分自然要减小，上部分要增大。 但利用山势设立的远离被保护物的避雷针（线），不能作为主要保护装置。

（线）保护范围计算方法。避雷针（线）高度虽然有扩大用到 120m的规定[广州]污水管网工程钢板桩支护专项施工方案 ，但在实际工程中，不希望用较高避雷针（线）， 通常选用不超过30m的避雷针（线）。这是因为：①有长期多 年丰富经验证明，避雷针（线）高度不超过30m，保护有效 性非常高。②如前所述，避雷针是引雷的，过高避雷针（线） 却会增加遭受的雷击频率。若是利用建筑物或结构物上安装 高避雷针（线）会增加该建筑物或结构遭受的雷击频率。虽 然建筑物采用了正确配置的防雷保护系统，但增加了雷击频 率，对建筑物内部电子设备的运行会造成不利的影响。所以

大面积的被保护物，亦是宜用多针（线），不宜用很少的高针（线）来保护。例如露天大型 110kV及以上配电装置，是采用安装在变电架构上的多避雷针（线）防雷保护系统。又如保 护长形物体，可用避雷线在被保护物上部并通过杆（塔）接地。

2.4避雷针高度超过120m的保护范围

有一些特殊工程，需安确定高度超过120m时避苗针 发电厂烟肉高度超过200m；中央电视发射塔高度为 405m；上海环球金融中心楼高492m；上海东方明珠电视 发射塔高度为468m；北京德外马甸大气观测塔高度为 325m；俄罗斯OCTAHKVIHCKO电视发射塔高度为 540m（世界第一高塔）；台北金融中心大楼高508m；目 国 内外有很多建筑物高度超过120m，有的达到500多mo 高度超过300m，就可能伸入云层。 这些高耸建筑物顶端上避雷针常遭雷击外，在针端 下部也常遭受雷电侧击。例如，北京德外马甸大气观测 塔，在1995～1996年，除安装在325m上的5m长的半导 体消雷器多针被击坏外，在320m处安装寻呼机天线亦被

击中（图2－10)；又如，OcTaHKHHCKon电视发射塔，在塔顶部下215m处有遭受雷击记录， 同样地在地面上至塔200m处有雷击[1]。 因此，精确确定这类特高避雷针（线）保护范围是现在世界上一个技术难题。正如前面 2.2节所述钢筋混凝土墙式防撞护栏施工方案，现在还有一些主要参数未掌握，靠推论就有多个不同的计算击距（球半径）长 度的公式。

现在一些国家确定这类特高避雷针保护范围，是采用电气几何法（或滚球法、抛球法）。 按照概率方法来计算确定保护范围外廓，按照雷云先导下降，避雷针、被保护物以及地面形 成相关的多电极系统。这时认为，先导通道接近地面上物体并接着开始发展放电迎面通道， 定向击于物体。头部先导与迎面先导开始发展时刻的击点之间最小距离称为定向距离（也是