雷电高电压的抑制措施

2017-08-30 温州创捷防雷电器有限公司 66

                                                        雷电高电压的抑制办法

  高电压引入是指雷电高电压通过金属线劝导到其余处所和室内形成破碎摧毁的雷害征兆。这类雷害征兆占雷害的绝大局部,以是按《建筑物防雷规范》的规定,凡是有用电设备的建筑物都要思索防高电压引入的办法。
    高电压引入的高电压源有三种:其一是直击雷直接击中金属导线,让高压雷电以波的模式沿着导线单方撒播而引入室内;第二种是来自认为雷的高电压脉冲,即因为雷云对大地放电或雷云之间迅速放电组成的静电认为和电磁认为.它们在各类电线中感生几千伏到几十千伏的高电位,以波的模式沿着导线撒播而引入室内的;第三种是因为直击雷在房子或房子四处上天,因其通过地网上天时,在地网上会产生数十千伏至数百千伏的高电位.这类高电位通过电力系统的零线、保安接地线和通信系统的地线,也因此波的模式传人室内,并沿着导线撒播到远处,殃及更大的范畴。
    高电压雷电脉冲的电压理想有多高?这是读者关切的题目。由直击雷直接击中电力线,电话线等金属导线时,虽然直接被击中点的电位与雷云的电位相等.即具备数百万伏至数千万伏甚至更高的电位。可是当雷电流沿着导线向单方撒播的时辰,高电压每经过一根电线杆,电杆上的瓷瓶就会对地产生闪络.这样就把雷电的高电位降完工瓷瓶的闪络电压,这电压一般只要30~40kV.一般低压架空线的波限抗为300~600欧姆。假若路线的波阻抗为500欧姆,那么它在终端上天的电流为40000/500=80A,以是只需距离雷击点有3杆以上(即I000m以上),其终端上天电流峰值不会大于20OA,可是,假若雷击点很近.在三根电杆之内,上天峰值电流也许达到10 kA以上。由认为雷诱发的高压源。理论上也能够达到100 kV,可是它的理论电压和电流值不也许大于下面所讲的直击雷高压源的数值。
    第三种高压源是指直击雷直接击中大楼或四处时所组成的高压源。这时候,高压源的电压由袭击电流峰值和地网的袭击接地电阻决议。按照资料报道.按50%几率统计.直击雷的峰值电流为30 kA,假若接地网接地电阻以4欧姆计,则接地网接引线端与大地间的电压为30 kA×4=120 kV,即达到120000V。也等于说,零线与相线间的电压有120000V(以上都因此低压电网和通信架空电线计)。这样高的电压对付低压电器和一般通信设备都是没法经受的。   
    因为高压雷电脉冲是雷害中年危害设备起码的,以是对高压雷电引人的设备必须予以完善珍重,在工程上往常要按照设备的首要性和其对高电压的耐受手段给与一级或多级布防。个中第一级布防,往常是把高电压雷电脉冲的幅值低落,其办法有以下三种。

1. 输电网金具接地法
    假若电源输入是明线输入,应把入室前三根电杆的线码铁脚用金属线引下接地,以便低落闪击电压。并且进屋宇前着末一根电杆的零线(或接地系统的地线)重复接地,接地电限不应大于10欧姆(见图1)。并在相线与地之间留有2 mm的空气间隙,把从相线引来的过电压降上去,也许的悄况下,进户线应只管给与有金属樊篱层的电缆直接埋地或穿金属管进线。在雷电高发区,房尾前为坦荡地,或房子内有周到电子设备和电子打算机的征兆更应当是这样.并且埋地的电缆其相对于长度不应小于15m。并要求从架空线转电缆的进线端,和电缆入屋的输出端,都接避雷器。避雷器的接地端、电缆的金属樊篱层、钢管都必须接到防雷电认为的接地装配上。按供电部门要求.供电零线进人钢筋水泥大楼后,仍必须与从大楼、梁、柱内引出的一条主钢筋作电气衔接,无钢筋衔接的建筑物应做接地极,把零线重复接地。

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2. 相线与地线间并联电容器法
    架空电线引入的处所装设保护电容器对认为雷有杰出的保护结果,但对直击雷则无能为力,启事是直击雷能量太大.电容器经受不了。装设保护电容器能对认为雷高电压引入起到杰出保护作用的启事是;
    当天空显现雷云的时辰,空中即认为出与它相反的电荷.显着架空电线上也认为到与空中约略密度类似的电荷.设其电量为Q。当闪击使雷云与大地之间的电荷迅速中和而使雷云与大地之间的电场消除,因为架空线与大地之间有较大的电阻而不能实时使它下面的电荷消除,这就使架空线与大地之间组成认为高电压,该电压为
                                V感=Q/C
式中:
    C-架空线对大地之间的电容,该电容很小,凡是只要百分之几微法;
    Q-导线与大地间存储的电荷。
    假若在架空线引入房尾端与大地之间接入一个电容器,即使只要很小.也能够使架空路线的引入高电压低落到正本的几十分之一。
    假若接人电容的容量再大些,认为电压将能够降到更低。
    在架空电线装电容器胁制认为雷的益处是时间响应为零,因为电容的瞬变电流是超前于电压的;其次是使雷电压波形变钝.钝波形比尖波形危险峻小.并联电容器对直击雷无能为力,但将电容器与保护间隙归并应用会获得更好的结果。因为放电间隙电疏通流容量很大,从几千安到几十千安。但它无意偶尔间滞后,它们并联应用互补其短.对胁制高电压引人能起到很好的作用。架空电线引入和电缆输入、输出端接口也能够用氧化锌避雷器来胁制高电压引入。它的时间响应小于50ns。当给与电容器与其余器件并联避雷时,电容器的耐受电压应高于所并联器件的残压。

3.变压器拒却法
    在电源线和信号传输线上装变压器能够对雷电高电压引入起颇无效的限制作用.当壮大的雷电波输入变压器时,因为雷电波电压比变压器失常的电压高许多倍,使得激劝的磁认为强度远远大于铁芯准许通过的最大磁认为强度,因此变压器铁芯饱和,变压器的磁-电变换暂时失效,雷电高电压不能传输到变压器的副边.从而保护了用电设备。以是,凡是装了变压器的电子仪器比未装变压器的电子器被雷击毁坏的几率小得多。

图1 接零系统在架空路线上零线重复接地做法图
    当雷电波达到电缆首端(输人端)时,避雷器被击穿,电缆外皮导体与电缆芯接通。一局部雷电流经电缆首端接地电阻上天;另外一局部雷电流流经电缆芯。因为雷电流高频谐波至关丰厚.产生集肤效应,流经电缆芯的电流被排挤到外皮导体去。同时,流经外皮导体的电流在芯中产生感生反电势.使流经电缆芯的雷电流就被抑制到很小。