雷电放电及过电压

雷电放电及过电压是电力系统和电气设备保护中的重要议题。以下是对雷电放电及过电压的详细解释：

雷电放电的本质和过程

雷电放电是一种自然现象，其本质是“超长气隙极不均匀电场的火花放电现象”4。雷电放电的基本过程包括三个阶段：先导放电、主放电和余辉放电。在先导放电阶段，电流相对较小，大约数十到数百安培；主放电阶段时间非常短，大约50μs到100μs，电流幅值可达到数十甚至数百千安；余辉放电阶段是电荷泄入大地的主要阶段，电流约为数百安4。

雷电过电压的形成

雷电过电压通常由雷云放电引起，与气象条件密切相关，因此也被称为大气过电压或外部过电压1。雷电过电压的形成过程涉及雷云中的电荷积累，当局部电场强度达到空气击穿的条件时，会产生放电先导。随着放电先导的发展，电荷从雷云向先导头部灌注，增强电场，直至空气间隙被击穿，形成放电通道，产生巨大的雷电流2。

雷电过电压的类型

雷电过电压可以分为感应雷过电压和直击雷过电压等类型。感应雷过电压的特征是极性与雷云极性相反，三相同时出现且数值基本相等，不会出现相间电位差和相间闪络3。直击雷过电压则是雷电直接击中导线，产生巨大的电流和过电压13。

防雷保护装置

为了保护电气设备免受雷电过电压的影响，实际采用的防雷保护装置包括避雷针、避雷线、保护间隙、避雷器、防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等3。这些装置的作用是限制雷电过电压波的陡度，降低幅值，从而保护电气设备。

雷电的自然现象

雷电是伴有闪电和雷鸣的一种自然现象，产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性5。雷电通常发生在雷暴天气中，伴随着降水、强风等恶劣天气条件10。

雷电过电压的危害

雷电过电压对电力系统和电气设备构成严重威胁。雷电过电压的幅值可以达到数千kV，足以使电气设备绝缘发生闪络和损坏，引起停电事故12。因此，理解雷电产生的原因、过程及参数对于设计防雷设备和采取防雷保护措施至关重要。

结论

雷电放电及过电压是电力系统设计和维护中必须考虑的重要因素。通过了解雷电放电的本质、过程、类型和危害，以及采用适当的防雷保护装置，可以有效减少雷电对电气设备和电力系统的影响，保障系统的稳定运行。