输电线路雷电防护

图书标准信息

• 作者 何金良
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2024-04
• 版次 1
• ISBN 9787302627609
• 定价 298.00元
• 装帧 精装
• 开本 其他

【内容简介】

:
    本书全面系统地介绍了输电线路雷电防护基础理论及防护技术，着重阐明雷击输电线路时，从雷电下行先导击中线路，雷电流流经线路及杆塔，然后经接地装置入地的全物理过程的放电特性及雷电电磁暂态传播机理，以及绝缘子、线路、杆塔、接地装置的电磁暂态分析模型及雷击输电线路的全物理过程计算方法，接地装置、绝缘子并联保护间隙、线路避雷器及同塔多回线路不平衡绝缘等雷电防护技术，还介绍了输电线路雷击故障监测及辨识的最新研究成果。
    本书可作为电力行业和其他相关行业的工程技术与设计人员的专业培训教材及工程参考用书，也可作为本科生相关课程的教材。

【作者简介】

何金良，博士生导师，IEEE Fellow，IET Fellow。2004年国家杰出青年基金获得者。现为清华大学电机系高压研究所所长，清华大学校学术委员会委员。主要从事交直流输变电技术、雷电防护技术及电磁环境及电介质材料等领域的教学和研究工作。在国内外期刊及国际会议上合作发表论文600余篇，获发明专利授权140余项。研究成果获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖2项、世界知识产权组织最佳发明奖1项、省部级科技进步奖17项，以及IEEE Herman Halperin输配电奖、IEEE技术成就奖、日本Hoshino奖、Rudolf Heinrich Golde奖、CIGRE杰出会员奖、IEEE电力与能源学会杰出讲座学者等国际奖项及荣誉。兼任全国雷电防护标委会主任、中国电机工程学会输电专委会副主任委员、中国电机工程学会高电压专委会副主任委员、电磁干扰专委会委员及变电站电磁环境学组副主任，亚太雷电国际会议执委会主席、国际雷电防护会议科学委员会委员、国际电工委员会TC81（雷电防护）中国代表及七个工作组委员、IEEE电磁兼容学会SETcom委员会秘书长、国际大电网会议C4委员会委员等，Journal of Lightning Research副主编，iEnergy主编，High Voltage、CSEE JPES、高电压技术副主编。

【目录】

第1章雷电物理及雷击线路特征
1.1雷电放电
1.1.1雷电放电物理过程
1.1.2雷电放电的主要阶段
1.1.3雷电放电类型
1.1.4多重雷电放电
1.1.5雷击选择性及雷击定位
1.2雷电参数
1.2.1雷电参数研究方法
1.2.2雷电日和雷电小时
1.2.3地面落雷密度
1.2.4雷电流的波形
1.2.5雷电流的幅值
1.2.6先导电荷密度
1.2.7先导发展速度
1.3雷电放电模型
1.3.1雷电放电过程模型
1.3.2雷电主放电模型
1.3.3雷电先导简化模型
1.3.4雷电放电产生的电磁场
1.4输电线路上行先导特性
1.4.1雷击输电线路观测
1.4.2雷击输电线路模拟实验
1.4.3输电线路上行先导的形态
1.4.4地线对导线上先导特性的影响
1.4.5地线保护角对导线上先导特性的影响
1.4.6模拟线路上行先导的主要特征
参考文献

第2章输电线路外绝缘雷电闪络特性
2.1雷击时绝缘子串上作用的波形特征
2.2绝缘子雷击闪络过程
2.3外绝缘雷电冲击特性
2.3.1标准雷电波作用下的线路绝缘强度
2.3.2短波尾波与标准波的雷电冲击特性比较
2.4绝缘子的雷电冲击闪络模型
2.4.1压控开关模型
2.4.2伏秒特性模型
2.4.3破坏效应系数模型
2.4.4绝缘子雷击闪络先导发展模型
2.5运行绝缘子的雷击闪络统计
参考文献

第3章输电线路雷电冲击电晕特性
3.1雷电冲击电晕特性测试方法
3.1.1同轴电极实验装置
3.1.2线板电极实验装置
3.1.3实验线段
3.2输电线路雷电冲击电晕特性
3.2.1导线雷电冲击电晕伏库特性曲线
3.2.2正极性雷电冲击电晕起晕时延
3.2.3雷电冲击电压参数对伏库特性曲线的影响
3.2.4导线参数对雷电冲击电晕伏库特性曲线的影响
3.2.5天气对导线雷电冲击电晕特性的影响
3.2.6实验线段雷电冲击电晕实验
3.2.7直流电压下导线冲击电晕特性
3.3雷电冲击电晕伏库特性计算公式
3.4导线雷电冲击电晕特性模型及数值计算方法
3.4.1冲击电晕伏库特性数值计算模型
3.4.2冲击电晕空间电荷数值计算方法
3.4.3直流电压下冲击电晕特性的数值计算
3.5雷电冲击波沿输电线路的传播特性
3.5.1沿线冲击电压测量及分析
3.5.2无直流电压时雷电波沿长距离线路传播
3.5.3空间电荷作用下雷电波沿导线的传输特性
3.5.4叠加同极性直流电压时雷电波沿导线的传输特性
3.5.5空间电荷作用下多重雷击沿导线的传输特性
3.6冲击电晕对波过程的影响 
3.6.1冲击电晕引起波的衰变和变形
3.6.2冲击电晕后导线的动态波阻抗
3.7冲击电晕对雷电过电压的影响
3.7.1冲击电晕的电磁暂态模型
3.7.2冲击电晕对变电站雷电侵入波的影响
3.7.3冲击电晕对线路绕击耐雷水平的影响
3.7.4冲击电晕对输电线路反击耐雷水平的影响
参考文献

第4章输电线路杆塔雷电冲击响应特性及模拟
4.1输电电路杆塔的冲击阻抗
4.1.1金属杆塔的冲击阻抗
4.1.2不同雷电作用方式时的杆塔冲击阻抗
4.1.3带接地引线的绝缘塔
4.2杆塔的等值电感模型
4.2.1杆塔的电感模型
4.2.2拉线塔
4.2.3塔底地平面的冲击效应
4.3杆塔的多波阻抗模型
4.3.1变波阻抗无损传输线模型
4.3.2多波阻抗无损传输线模型
4.3.3多层杆塔有损传输线模型
4.3.4非均匀传输线模型
4.4频变传输线模型
4.4.1基于有理逼近的杆塔电路模型
4.4.2二端口网络模型
4.5准静态假设下复杂导体结构暂态的时域求解方法
4.5.1准静态下复杂导体结构的时域PEEC模型
4.5.2改进的回路电流法
4.5.3方法验证
4.5.4准静态模型与传输线方法以及全波方法的比较
参考文献

第5章输电线路的雷电过电压
5.1输电线路雷电过电压分类
5.2雷电沿线路的传播
5.2.1波的传播
5.2.2雷击输电线路的等值电路模型
5.3雷击杆塔的反击过电压
5.3.1雷击塔顶
5.3.2雷击避雷线档距中央时的过电压
5.3.3工作电压的影响
5.4输电线路的感应过电压
5.4.1输电线路感应过电压的产生机理
5.4.2雷击线路附近大地时导线上的感应过电压
5.4.3避雷线的屏蔽作用
5.4.4雷击线路塔顶时导线上的感应过电压
5.5雷击绕击导线时的过电压
5.6输电线路的雷击跳闸率
5.6.1建弧率
5.6.2雷击跳闸率
5.6.3雷击闪络率的加权方法
5.6.4线路雷击跳闸影响因素分析
5.7雷电过电压的数值计算方法
5.7.1波在平行多导线系统传播的静电方程
5.7.2单导线的波过程数值计算方法
5.7.3平行多导体线路波过程计算方法
5.8输电线路的防雷保护措施
5.8.1防雷措施分类
5.8.2耦合地线
5.8.3防雷措施的综合决策
参考文献

第6章输电线路雷电绕击防护
6.1避雷线保护
6.1.1避雷线的保护原理
6.1.2避雷线的保护范围
6.1.3避雷线保护角
6.1.4绕击率
6.2电气几何模型
6.2.1电气几何模型的基本原理
6.2.2雷电击距
6.2.3最大绕击雷电流及雷电绕击率
6.3先导发展法
6.3.1先导发展法原理
6.3.2雷云模型
6.3.3下行先导模型
6.3.4上行先导起始判据
6.3.5先导发展速度
6.3.6末跃发生的判据
6.3.7空间电场计算方法
6.3.8雷电绕击数值计算方法的实现
6.3.9先导发展法的验证
6.4影响线路绕击特性的因素
6.4.1工作电压对先导发展过程的影响
6.4.2同塔多回特高压线路雷电绕击特性
6.4.3雷击单回特高压线路的中相导线
6.4.4雷击落点沿线路分布特征
6.4.5地形对特高压直流线路绕击特性的影响
6.5不同模型应用范围讨论
6.5.1不同模型原理的比较
6.5.2不同模型的统计学特性比较
6.5.3电气几何法和先导发展法的适用范围
6.6电气几何模型的修正
参考文献

第7章输电线路杆塔接地装置
7.1对输电线路杆塔接地装置的要求
7.1.1对输电线路杆塔接地电阻的要求
7.1.2土壤电阻率及杆塔接地装置接地电阻的季节系数
7.2输电线路杆塔接地装置的结构
7.2.1输电线路杆塔接地装置的基本结构
7.2.2利用自然接地极作为杆塔接地装置
7.3钢筋混凝土自然接地的特性
7.3.1钢筋混凝土接地装置的作用
7.3.2混凝土的吸湿性能
7.3.3钢筋混凝土接地装置的通流能力
7.4杆塔接地装置的接地电阻计算方法
7.4.1外包混凝土的垂直接地极的接地电阻
7.4.2装配式钢筋混凝土基础的接地电阻
7.4.3不同结构的输电线路杆塔接地装置接地电阻的计算方法
7.4.4利用系数
7.5土壤的雷电冲击放电特性及击穿机理
7.5.1土壤的冲击放电现象
7.5.2土壤的冲击放电特性
7.5.3电弧通道电阻率
7.5.4土壤的冲击放电时延特性
7.5.5土壤的临界击穿场强
7.5.6土壤的冲击电击穿机理
7.5.7土壤放电模型
7.6接地装置冲击特性的简单等效电路计算方法
7.6.1表征接地装置性能的模型
7.6.2接地导体的简单电路模型
7.6.3十字形接地装置的等效电路模型及计算方法
7.7考虑时变及频变特性的接地装置雷电冲击暂态计算模型
7.7.1建立冲击暂态计算模型的基本思路
7.7.2等效电路的构建及元件参数的计算
7.7.3频变电路的时域求解
7.7.4土壤电离的等效处理
7.7.5计算模型的验证
7.7.6土壤电离效应与参数频变效应对接地装置冲击特性的影响
7.8输电线路杆塔接地装置冲击特性
7.8.1各种因素对杆塔接地装置冲击接地电阻的影响
7.8.2各种因素对接地装置冲击系数的影响
7.8.3计算冲击系数的经验公式
7.8.4接地极的冲击有效长度
7.8.5不同接地装置模型对线路防雷计算结果的影响
7.9冲击条件下杆塔接地装置的优化设计
7.9.1水平接地极长度与数量的最优化设计
7.9.2垂直接地极位置的最优化设计
7.10低电阻率降阻材料及其应用
7.10.1低电阻率降阻材料降低接地电阻的原理
7.10.2低电阻率降阻材料的工频降阻性能
7.10.3裹有低电阻率降阻材料的接地极的冲击降阻性能
参考文献

第8章绝缘子并联保护间隙
8.1绝缘子并联保护间隙概述
8.2雷击闪络后绝缘子表面交流电弧运动特性
8.2.1阳极弧根运动特性
8.2.2阴极弧根运动特性
8.2.3弧柱运动特性
8.2.4电弧整体运动特性
8.3电弧运动特性模拟方法
8.3.1电弧空间模型
8.3.2电弧时间模型
8.3.3电弧运动仿真模型
8.3.4电弧运动仿真流程
8.4绝缘子并联保护间隙设计
8.4.1并联保护间隙的功能及设计原则
8.4.2绝缘子并联保护间隙设计
8.4.3各种并联保护间隙结构
8.4.4合成绝缘子并联保护间隙优化设计结构
8.5并联保护间隙“导弧”性能分析
8.5.1电极倾角对电弧运动速度的影响
8.5.2复合绝缘子均压环“导弧”性能分析
8.5.3并联保护间隙放电定位率
8.5.4不同环状电极的电弧运动特性
8.6并联保护间隙与绝缘子的雷电冲击绝缘配合及防雷效果
8.6.1与绝缘子的雷电冲击绝缘配合
8.6.2采用并联保护间隙后的线路防雷效果
8.7并联间隙工频大电流耐受特性
8.7.1并联间隙工频大电流燃弧特性实验
8.7.2电弧作用下绝缘子及保护间隙电极烧蚀情况分析
8.7.3绝缘子间隙大电流通流能力实验
8.8架空线路并联保护间隙安装方式
8.8.1不同位置初始电弧所受磁场力分析
8.8.2并联保护间隙安装角度对电弧磁场力的影响
8.8.3并联保护间隙安装方式
8.9气吹灭弧并联保护间隙
8.9.1气吹灭弧并联保护间隙的防雷保护原理
8.9.2气吹灭弧并联保护间隙的灭弧特性
8.9.3气吹灭弧并联保护间隙的喷射气体灭弧过程模拟
8.9.4气吹灭弧并联保护间隙的防雷效果
参考文献

第9章线路避雷器
9.1线路避雷器设计
9.1.1线路避雷器结构
9.1.2带串联间隙的线路避雷器本体设计
9.1.3对线路避雷器的基本要求
9.1.4氧化锌压敏电阻
9.2线路复合外套避雷器的串联间隙设计
9.2.1串联间隙的结构型式
9.2.2线路避雷器与绝缘子串的雷电冲击绝缘配合
9.2.3带串联间隙的避雷器的工频过电压耐受特性
9.2.4带间隙的避雷器的操作冲击耐受性能
9.2.5线路避雷器用于限制输电线路操作过电压的探讨
9.2.6不同间隙结构对雷电冲击绝缘配合的影响