教学内容
第一节雷电过电压及防雷保护
知识要点：雷电的产生、防雷的主要设备、接地、输电线路的防雷保护措施、发电厂、变电站的防雷。
第二节内部过电压
知识要点：内部过电压的分类、操作过电压、空载线路合闸过电压、重合闸过电压、切除空载线路过电压、切除空载变压器过电压、操作过电压的限制措施。
第三节工频电压升高
知识要点：工频过电压分类、空载长线的电容效应、不对称短路引起的工频电压升高、突然甩负荷引起的工频电压升高、工频电压升高的限制措施、谐振过电压的类型、改善方法。
教学重点与难点
1．教学重点：防雷的主要设备、接地、输电线路的防雷保护措施、发电厂、变电站的防雷、内部过电压的分类、操作过电压、空载线路合闸过电压、重合闸过电压、切除空载线路过电压、切除空载变压器过电压、操作过电压的限制措施、工频过电压分类、空载长线的电容效应、不对称短路引起的工频电压升高、突然甩负荷引起的工频电压升高、工频电压升高的限制措施、谐振过电压的类型、改善方法。
2．教学难点：内部过电压的分类、工频过电压分类。
超过设备额定电压，而危害绝缘的电压被称为过电压，过电压可以分为外部过电压和内部过电压。
外部过电压主要是雷电过电压，即雷击系统的线路或设备或附近地面产生的过电压。
雷电过电压又可以分为直击雷过电压和感应雷过电压。
带电荷的雷云引发雷电，雷电的产生总共有两个阶段：主放电阶段和余辉阶段。
主放电阶段时间短（50~100μs）、电流大。
余辉阶段则相反，时间长（0.03~0.15s）且电流小。
我们通过“雷暴日”和“雷暴小时数”来统计雷电活动的频繁程度。
一天内只要听到一声雷击就算一个“雷暴日”。“雷暴小时数”同理，一个小时内只要听到一声雷击就算一个“雷暴小时数”。
既然存在雷电过电压，我们就必须防止雷电过电压。
防止雷电过电压的主要设备有三种：避雷针、避雷线（地线）、避雷器。
防护重点在于直击雷防护。
我们利用避雷针和避雷线进行直击雷防护。
避雷针是高于被保护物体的金属支柱，它可以在雷云放电时畸变电场，在其顶端形成局部场强集中的空间，来影响放电的发展方向，再将雷电通过接地装置引入大地。
避雷线的功能与避雷针类似，它用来保护架空输电线路。
除了防止直击雷过电压外，它还能分流雷电流，从而降低塔顶电位。而且它对导线的耦合作用可以降低感应雷过电压。
避雷器用来防止感应过电压，它相当于一个放电器，并联在设备上。当产生过电压时，避雷器先放电，从而保护设备。
避雷器的基本类型有四种：保护间隙避雷器、排气式避雷器、阀型避雷器、金属氧化物避雷器。
接地是把设备连接地球（电位参照点），让设备对地保持低电位差。
按照目的可以分为四类：工作接地、保护接地、防雷接地和静电接地。
工作接地：目的是继电保护和稳定对地电位。比如说三相交流系统的中性点接地。
保护接地：目的是防止外壳带电，保护人身安全。比如说设备的金融外壳接地。
防雷接地：目的是导泄雷电流，保护设备。比如说避雷针、线下的接地装置。
静电接地：目的是防止静电引发火灾，保护人身安全。比如说可燃场所金属接地。
下面我们来说说输电线路的防雷保护措施。
如上图，除了①属于感应雷过电压外，其余②③④都属于直击雷过电压。
为此，我们需要布置“四道防线”。
第一道防线：防雷直击导线。
沿线路铺设避雷线，必要时搭配避雷针。
第二道防线：防闪络。
雷击导线或者避雷线会升高塔顶电位，产生绝缘闪络（介质被击穿后沿绝缘子表面放电）。
我们可以提高线路绝缘水平，也可以降低塔顶电阻、增大耦合系数（相当于电阻极小，直接接地），或者采用避雷器。
第三道防线：防工频电弧。
绝缘子闪络后可能形成稳定的工频电弧，一旦成形，线路就可能跳闸。因此我们可以通过中性点不接地、经消弧线圈接地，以及增加绝缘子片数的方式防止建立稳定的工频电弧。
第四道防线：防线路中断供电。
我们可以采用自动重合闸，双回路、环网供电的措施。
发电厂、变电所的防雷防两个方面：雷击设备或雷击线路。后者会沿线路侵入发电厂、变电所。
发电厂、变电所的设备相对集中，因此采用避雷针、避雷器和接地网防止直击雷过电压。
侵入波（感应雷）过电压的防护一般从两方面出发：一是使用阀型避雷器，限制来波幅值，为主要措施；二是在适当距离装设进线保护段，降低侵入波的陡度和幅值，限制冲击电流的幅值。
GIS的全称是SF6气体绝缘全封闭变电所把除变压器外的所有高压设备和母线封闭在接地的金属壳内，充以作为绝缘的3~4个大气压的SF6气体。
GIS的优点是：
（1）电场稍不均匀，绝缘的全伏秒特性较平坦，冲击因数小；
（2）GIS的波阻抗低于线路，有利于侵入波（感应雷）过电压防护；
（3）结构紧凑，设备间距小。
GIS的缺点是：GIS绝缘完全不允许电晕，一旦电晕就立即击穿，且无自恢复能力。
内部过电压指的是电力系统内部因为开关（如断路器）操作或故障产生的过电压。
内部过电压又可以分为暂时过电压和操作过电压。
暂时过电压包括工频过电压（工频电压升高）和谐振过电压，持续时间比操作过电压长。
有时把频率为工频或频率接近工频的过电压（电压过了，频率没过）称为工频电压升高，它对于220KV及以下、短距离的系统没有危害，但是会危害超高压、远距离系统的绝缘水平。
谐振过电压的谐振常引起时间长、严重的过电压。
操作过电压即电磁暂态过程的过电压，一般持续0.1s（5个工频周波）以内。
常见的操作过电压有：
（1）中性点接地：合闸空载线路过电压、切除空载线路过电压、切除空载变压器过电压以及解列过电压。
（2）中性点不接地：弧光接地过电压。
其中合闸空载线路过电压分为正常合闸空载线路过电压以及重合闸过电压。
重合闸过电压的影响因素及限制措施有：
（1）合闸相位——通过装置控制断路器；
（2）残余电荷——互感器泄放残余电荷；
（3）断路器合闸不同期——采用单相自动重合闸装置；
（4）回路损耗——装设并联电阻；
（5）电容效应——装设并联电抗器和静止补偿器。
限制操作过电压的措施有：并联电阻和采用避雷器。
