雷電過電壓

中文名稱：雷電過電壓 定義：由電力系統外部雷電引起的過電壓。 雷電反擊過電壓

中文名稱：雷電過電壓
英文名稱：lightning overvoltage
其他名稱：大氣過電壓
定義：由電力系統外部雷電引起的過電壓。
套用學科：電力（一級學科）；高電壓技術（二級學科）
雷電過電壓與氣象條件有關，由電力系統外部原因造成的，因此又稱之為大氣過電壓或外部過電壓。一般把電力系統的雷電過電壓分成：直接雷擊過電壓、雷電反擊過電壓、感應雷過電壓、雷電侵入波過電壓。
雷雲形成 雷電是帶電荷的雲所引起的放電現象。夏季空氣悶熱，空氣中的水蒸氣接近飽和。由於太陽光的照射，接近地面的空氣受熱上升，形成上升氣流。在高空，氣壓隨高度增加而降低，而且十分寒冷。隨著壓力和溫度的降低，形成小水滴受重力作用下沉。這時，地面的熱氣流急劇膨脹上升，與下沉的小水滴衝擊摩擦。小水滴在上升熱氣流的作用下分裂為更細微的小水珠。在快速分裂的過程中帶上了正、負電荷。帶正電荷的小水珠下降，帶負電荷的小水珠被熱氣流帶動上升，形成帶負電荷的雷雲。一般情況下，帶負電荷的雷雲較多。
雷電放電 雷電放電是雷雲所引起的放電現象。如果天空中有兩塊帶異號電荷的雷雲，當他們互相接近時，會使兩塊雲之間的空氣絕緣擊穿，這就是發生在空中的閃電。如果雷雲較低，其附近又沒有帶異號電荷的其他雷雲，這時，雷雲就會對地放電，特別是對地面上的高大樹木或高大建築放電。
根據雷電觀測資料，雷雲對地放電大多數要重複2～3次。其中第一次放電過程是分級發展的（稱為先導），在經過數次分級先導發展後，雷雲的負電荷和地面的正電荷貫通接觸，煙先導發展路徑開始主放電。第一次主放電電流最大。主放電時間很短，只有50～100μs。第一次主放電結束後，經過0.03～0.05s間隔時間後，沿第一次放電通路出現第二次放電。第二次放電不再分級進行，而是連續發展出現主放電。圖中的上半部陰影部分是主放電之後的餘暉放電，電流很小，因此發光微弱，但時間較長。圖中下半部是雷電放電時的雷電流曲線。主放電時的電流很大，能達幾千安甚至幾十、上百千安。地面上的物體被雷擊中時，強大的雷電流快速流過被擊物體時，產生很高的衝擊電壓，衝擊電壓大小與雷電流大小和被擊物體衝擊電阻大小有關。
直接雷擊過電壓 雷雲直接對電器設備或電力線路放電，雷電流流過這些設備時，在雷電流流通路徑的阻抗（包括接地電阻）上產生衝擊電壓，引起過電壓。這種過電壓稱為直接雷擊過電壓。
雷電反擊過電壓 雷雲對電力架空線路的桿塔頂部放電，或者雷雲對電力架空線路桿塔頂部的避雷線放電，這時雷電流經桿塔入地。雷電流流經桿塔入地時，在桿塔阻抗和接地裝置阻抗上存在電壓降。因此，桿塔頂部出現高電位，這個高電位作用於線路的導線絕緣子上，如果電壓足夠高，有可能產生擊穿，對導線放電，這種情況稱為雷電反擊過電壓。
感應雷過電壓 是指在電氣設備（例如架空電力線路）的附近不遠處發生閃電，雖然雷電沒有直接擊中線路，但在導線上會感應出大量的和雷雲極性相反的束縛電荷，形成雷電過電壓。在輸電線路附近有雷雲，當雷雲處於先導放電階段，先導通道中的電荷對輸電線路產生靜電感應，將與雷雲異性的電荷由導線兩端拉到靠近先導放電的一段導線上成為束縛電荷。雷雲在主放電階段先導通道中的電荷迅速中和，這時輸電線路導線上原有束縛電荷立即轉為自由電荷，自由電荷嚮導線兩側流動而造成的過電壓為感應過電壓。
雷電侵入波過電壓 因直接雷擊或感應雷擊在輸電線路導線中形成迅速流動的電荷稱它為雷電進行波。雷電進行波對其前進道路上的電氣設備構成威脅，因此也稱為雷電侵入波。一般的變電所，如果有架空進出線，則必須考慮對雷電侵入波的預防。雷電侵入波對電氣設備的嚴重威脅還在於：當雷電侵入波前行時，例如遇到處於分閘狀態的線路開關，或者來到變壓器線圈尾端中性點處，則會產生進行波的全反射。這個反射與侵入波迭加，過電壓增高一倍，極容易造成擊穿事故。