防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(已修改)
2025-05-05 06:56 本頁(yè)面
【正文】 防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案防雷系統(tǒng)發(fā)展電的普遍使用促進(jìn)了防雷產(chǎn)品的發(fā)展，當(dāng)高壓輸電網(wǎng)為千家萬(wàn)戶提供動(dòng)力和照明時(shí)，雷電也大量危害高壓輸變電設(shè)備。高壓線架設(shè)高、距離長(zhǎng)、穿越地形復(fù)雜，容易被雷擊中。避雷針的保護(hù)范圍不足以保護(hù)上千公里的輸電線，因此避雷線作為保護(hù)高壓線的新型接閃器就應(yīng)運(yùn)而生。在高壓線獲得保護(hù)后，與高壓線連接的發(fā)、配電設(shè)備仍然被過(guò)電壓損壞，人們發(fā)現(xiàn)這是由于 “感應(yīng)雷”在作怪。（感應(yīng)雷是因?yàn)橹睋衾追烹姸袘?yīng)到附近的金屬導(dǎo)體中的，感應(yīng)雷可通過(guò)兩種不同的感應(yīng)方式侵入導(dǎo)體，一是靜電感應(yīng)：當(dāng)雷云中的電荷積聚時(shí)，附近的導(dǎo)體也會(huì)感應(yīng)上相反的電荷，當(dāng)雷擊放電時(shí)，雷云中的電荷迅速釋放，而導(dǎo)體中原來(lái)被雷云電場(chǎng)束縛住的靜電也會(huì)沿導(dǎo)體流動(dòng)尋找釋放通道，就會(huì)在電路中形成電脈沖。二是電磁感應(yīng)：在雷云放電時(shí)，迅速變化的雷電流在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)，在其附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生很高的感生電動(dòng)勢(shì)。研究表明：靜電感應(yīng)方式引起的浪涌數(shù)倍于電磁感應(yīng)引起的浪涌。雷電在高壓線上感應(yīng)起電涌，并沿導(dǎo)線傳播到與之相連的發(fā)、配電設(shè)備，當(dāng)這些設(shè)備的耐壓較低時(shí)就會(huì)被感應(yīng)雷損壞，為抑制導(dǎo)線中的電涌，人們發(fā)明了線路避雷器。 早期的線路避雷器是開放的空氣間隙。空氣的擊穿電壓很高，約500kV/m，而當(dāng)其被高電壓擊穿后就只有幾十伏的低壓了。利用空氣的這一特性人們?cè)O(shè)計(jì)出了早期的線路避雷器，將一根導(dǎo)線的一端連在輸電線上，另一根導(dǎo)線的一端接地，兩根導(dǎo)線的另一端相隔一定距離構(gòu)成空氣間隙的兩個(gè)電極，間隙距離確定了避雷器的擊穿電壓，擊穿電壓應(yīng)略高于輸電線的工作電壓，這樣當(dāng)電路正常工作時(shí)，空氣間隙相當(dāng)于開路，不會(huì)影響線路的正常工作。當(dāng)過(guò)電壓侵入時(shí)，空氣間隙被擊穿，過(guò)電壓被箝位到很低的水平，過(guò)電流也通過(guò)空氣間隙泄放入地，實(shí)現(xiàn)了避雷器對(duì)線路的保護(hù)。開放間隙有太多的缺點(diǎn)，如擊穿電壓受環(huán)境影響大；空氣放電會(huì)氧化電極；空氣電弧形成后，需經(jīng)過(guò)多個(gè)交流周期才能熄弧，這就可能造成避雷器故障或線路故障。以后研制出的氣體放電管、管式避雷器、磁吹避雷器在很大程度上克服了這些毛病，但他們?nèi)匀皇墙⒃跉怏w放電的原理上。氣體放電型避雷器的固有缺點(diǎn)：沖擊擊穿電壓高；放電時(shí)延較長(zhǎng)（微秒級(jí)）；殘壓波形陡峭（dV/dt較大）。這些缺點(diǎn)決定了氣體放電型避雷器對(duì)敏感電氣設(shè)備的保護(hù)能力不強(qiáng)。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展為我們提供了防雷新材料，比如穩(wěn)壓管，其伏安特性是符合線路防雷要求的，只是其通過(guò)雷電流的能力弱，使得普通的穩(wěn)壓管不能直接用作避雷器。早期的半導(dǎo)體避雷器是以碳化硅材料做成的閥式避雷器，它具有與穩(wěn)壓管相似的伏安特性，但通過(guò)雷電流的能力很強(qiáng)。不過(guò)很快人們又發(fā)現(xiàn)了金屬氧化物半導(dǎo)體變阻器（MOV），其伏安特性更好，并具有響應(yīng)時(shí)間快、通流容量大等許多優(yōu)點(diǎn)。因此，目前普遍采用MOV線路避雷器。 隨著通信的發(fā)展，又產(chǎn)生了許多用于通信線路的避雷器，由于受通信線路傳輸參數(shù)的約束，這一類避雷器要考慮電容和電感等影響傳輸參數(shù)的指標(biāo)。但其防雷原理與MOV基本一致。雷電保護(hù)的整體概念雷電過(guò)電壓保護(hù) 的等電位連接建筑物內(nèi)部屏蔽安全距離外部防雷保護(hù)建筑物的防雷保護(hù)符合IEC610241DIN VDE 0185100GB50057 要求接閃器引下線接地網(wǎng)建筑物外部屏蔽安全距離室內(nèi)防雷保護(hù)等電位連接包含：非帶電金屬導(dǎo)體的等電位連接帶電金屬導(dǎo)體通過(guò)防雷器的等電位連接IEC防雷分區(qū)定義雷電保護(hù)區(qū)LPZ0A(0A區(qū))： 該區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭受直接雷擊,同時(shí)在該區(qū)內(nèi)雷電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)能自由傳播,沒有衰減.雷電保護(hù)區(qū)LPZ0B(0B區(qū))： 該區(qū)內(nèi)的各物體在接閃器保護(hù)范圍內(nèi),不會(huì)遭受直接雷擊,但該區(qū)內(nèi)的雷電電磁場(chǎng)因沒有屏蔽裝置,雷電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)也能自由傳播,沒有衰減。雷電保護(hù)區(qū)LPZ1(1區(qū))：該區(qū)內(nèi)的各個(gè)物體因在建筑內(nèi)，不會(huì)遭受直接雷擊，電流經(jīng)各導(dǎo)體的電流比LPZ0B區(qū)更小，本區(qū)內(nèi)的雷電電磁場(chǎng)可能衰減（雷電電磁場(chǎng)與LPZ0A、LPZ0B區(qū)可能不一致），這取決于屏蔽措施。后續(xù)防雷區(qū)LPZ2等(2區(qū)等)：當(dāng)需要進(jìn)一步減少雷電流和電磁場(chǎng)時(shí)，應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)，并按照
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