2024年4月16日发(作者:侯雅美)
第9章 习题
9.1 雷电流、落雷密度是怎样定义的?
答:雷电流:雷击具有一定参数的物体时,流过被击物的电流与被击物之波阻抗有关,
波阻抗越小,流过被击物电流愈大,当波阻抗为零时,流经被击物的电流定义为雷电流。
实际上被击物阻抗不可能为零,因此规程规定,雷电流是指雷击于电阻(等值)小于等于
30欧的低接地电阻物体时,流过该物体的电流。
落雷密度:每一个雷暴日,每平方公里对地面落雷次数,
称为地面落雷密度。
9.2 说明阀式避雷器中残压、额定(灭弧)电压、保护特性、续流的含义及定义。
答:残压:当避雷器上过电压的瞬时值达到放电间隙的冲击放电电压
U
b
时,间隙击穿,
电压波即被截断,这时避雷器呈现小电阻,它在最大允许冲击电流下的压降称为残压
U
R
。
额定(灭弧)电压:我国有关规程规定,阀式避雷器的间隙灭弧电压,在中性点直接
接地的系统中,应取设备最高运行线电压的80%,而在中性点非直接接地的系统中,取值
不应低于设备最高运行线电压的100%。
保护特性:为了保证避雷器有良好的保护性能,要求间隙应有平坦的伏秒特性和较强
的熄灭工频续流的能力,阀片电阻是非线性的,它在大电流(冲击电流)时呈现小电阻,
以保证其上的压降(残压)足够低,而在冲击电流过后,阀片在电网的工频电压作用下呈
现大电阻,以限制工频续流,有利于间隙灭弧。
续流:避雷器在雷电冲击作用下动作,冲击电压消失后,加在该避雷器上的恢复电压
即系统的工频电压,它将使间隙中继续流过工频电流,称其为续流。
9.3 金属氧化物避雷器有哪些优点?
答:金属氧化物避雷器优点如下:
1)非线性系数
值很小;2)保护性能好;3)金属氧化物避雷器基本无续流,动作
负载轻,耐重复动作能力强;4)通流容量大;5)结构简单,尺寸小,易于大批量生产,
造价低;6)可适用于多种特殊需要。
9.4 试述雷击地面时,被击点电位的计算模型。设雷电流
I
= l00 kA,被击点A对地的
电阻
R
= 30Ω。求A点的电位(雷电通道波阻抗
Z
0
= 300 Ω)。
答: 雷电主放电过程相当于一个电流源
I
沿着波阻抗
0
向雷击物体传播过程。
等效电路为:
I
Z
0
K
A
Z
可得:
U
A
I
Z
0
Z
30030
=100=2727kV
Z
0
Z30030
9.5 某原油罐直径为l0m,高出地面10m,若采用单根避雷针保护,且要求避雷针与
罐距离不得少于5m,试计算该避雷针的高度。
解: 单根避雷针的保护范围为:
(1)当被保护物高度大(等)于避雷针二分之一的高度(h
x
≥h/2)时:r
x
=(h-h
x
)p
h
;
(2)当保护物高度小于避雷针二分之一的高度(h
x
x =(1.5h-2h x )p h 其中,p h 为高度修正系数,当h≤30m时,p h =1;当30m h =5.5/ h 。 根据题意,避雷针若能够保护油罐则要求,在10m高度处,保护半径r x 至少等于15m。 假设油罐高度大(等)于h/2,即h≤20m,用第一种情况的公式,满足条件的避雷针高 度超过25m ,与假设矛盾,故舍掉这种情况。 假设油罐高度小于h/2,即h>20m,用第二种情况的公式,可计算得到避雷针高度约 为23m。 9.6 某220kV变电所,土壤电阻率为3×10 2 Ω·m,变电所面积为100×100 m 2 , 试估算该变电所接地网工频接地电阻。 解:该变电所接地网工频接地电阻: R 0.5 S 0.5310 2 100100 1.5
2024年4月16日发(作者:侯雅美)
第9章 习题
9.1 雷电流、落雷密度是怎样定义的?
答:雷电流:雷击具有一定参数的物体时,流过被击物的电流与被击物之波阻抗有关,
波阻抗越小,流过被击物电流愈大,当波阻抗为零时,流经被击物的电流定义为雷电流。
实际上被击物阻抗不可能为零,因此规程规定,雷电流是指雷击于电阻(等值)小于等于
30欧的低接地电阻物体时,流过该物体的电流。
落雷密度:每一个雷暴日,每平方公里对地面落雷次数,
称为地面落雷密度。
9.2 说明阀式避雷器中残压、额定(灭弧)电压、保护特性、续流的含义及定义。
答:残压:当避雷器上过电压的瞬时值达到放电间隙的冲击放电电压
U
b
时,间隙击穿,
电压波即被截断,这时避雷器呈现小电阻,它在最大允许冲击电流下的压降称为残压
U
R
。
额定(灭弧)电压:我国有关规程规定,阀式避雷器的间隙灭弧电压,在中性点直接
接地的系统中,应取设备最高运行线电压的80%,而在中性点非直接接地的系统中,取值
不应低于设备最高运行线电压的100%。
保护特性:为了保证避雷器有良好的保护性能,要求间隙应有平坦的伏秒特性和较强
的熄灭工频续流的能力,阀片电阻是非线性的,它在大电流(冲击电流)时呈现小电阻,
以保证其上的压降(残压)足够低,而在冲击电流过后,阀片在电网的工频电压作用下呈
现大电阻,以限制工频续流,有利于间隙灭弧。
续流:避雷器在雷电冲击作用下动作,冲击电压消失后,加在该避雷器上的恢复电压
即系统的工频电压,它将使间隙中继续流过工频电流,称其为续流。
9.3 金属氧化物避雷器有哪些优点?
答:金属氧化物避雷器优点如下:
1)非线性系数
值很小;2)保护性能好;3)金属氧化物避雷器基本无续流,动作
负载轻,耐重复动作能力强;4)通流容量大;5)结构简单,尺寸小,易于大批量生产,
造价低;6)可适用于多种特殊需要。
9.4 试述雷击地面时,被击点电位的计算模型。设雷电流
I
= l00 kA,被击点A对地的
电阻
R
= 30Ω。求A点的电位(雷电通道波阻抗
Z
0
= 300 Ω)。
答: 雷电主放电过程相当于一个电流源
I
沿着波阻抗
0
向雷击物体传播过程。
等效电路为:
I
Z
0
K
A
Z
可得:
U
A
I
Z
0
Z
30030
=100=2727kV
Z
0
Z30030
9.5 某原油罐直径为l0m,高出地面10m,若采用单根避雷针保护,且要求避雷针与
罐距离不得少于5m,试计算该避雷针的高度。
解: 单根避雷针的保护范围为:
(1)当被保护物高度大(等)于避雷针二分之一的高度(h
x
≥h/2)时:r
x
=(h-h
x
)p
h
;
(2)当保护物高度小于避雷针二分之一的高度(h
x
x =(1.5h-2h x )p h 其中,p h 为高度修正系数,当h≤30m时,p h =1;当30m h =5.5/ h 。 根据题意,避雷针若能够保护油罐则要求,在10m高度处,保护半径r x 至少等于15m。 假设油罐高度大(等)于h/2,即h≤20m,用第一种情况的公式,满足条件的避雷针高 度超过25m ,与假设矛盾,故舍掉这种情况。 假设油罐高度小于h/2,即h>20m,用第二种情况的公式,可计算得到避雷针高度约 为23m。 9.6 某220kV变电所,土壤电阻率为3×10 2 Ω·m,变电所面积为100×100 m 2 , 试估算该变电所接地网工频接地电阻。 解:该变电所接地网工频接地电阻: R 0.5 S 0.5310 2 100100 1.5