【正文】 和 b之間的電位差，與電線 bo的布線路徑有關(guān)。 由此可見， o點的低電位不能直接由電線轉(zhuǎn)移到 b點，而是要在 o點的低電位增加一個互感電勢后才能看成是轉(zhuǎn)移到了 b點的電位。因此，在雷電流電磁場中的電線是不能直接轉(zhuǎn)移低電位或高電位的。 z?z? 現(xiàn)在我們把電線換成電纜，電纜外皮的兩端分別與鋼筋柱 a和 o點相連（圖 53）。 整理式（ 56）可得 dtiid och )( ?（ ichio） R1+L1 =ioR2+L2+M (56) dtiid och )( ?210211 )()()(RRdtdiMLdtiidMLRiiochcho ??????2139。 前己利用圖 52（ b）說明，當導(dǎo)線緊貼載流線時，導(dǎo)線流線之間的電位差就等于載流線的電流乘以載流線的電阻。1?圖 53 建筑物雷電流對電纜的影響 ?????? ???? dtdRiRR RRiU chab 112122039。1 ?? ???? 芯線 b點之間的電位差小于具有同樣的布線路徑，但為無屏蔽電線時 a點和 b點之間的電位差。如果電纜外皮的電很大或與鋼筋接觸不良（在一般情況下為接地不良），則 R2》 R1，電纜外皮就失去了屏蔽作用。 下面我們引進屏蔽系數(shù)的概念。鋼筋（引下線）的自感和電纜外皮的自感可以認為是相等的，即 L1=L2=L,式（ 56）可改寫為 1?)()()( 02021 MLijRiMLiijii chch ??????? ????? ??由此可得 ? ?)(2)(211MLjRRMLjRiI cho ????????? (59) 式中 K——電纜的屏蔽系數(shù)，其值等于電纜外皮兩端接地時芯線和外皮之間的電位差與電纜外皮兩端不接地時芯線和接地點之間的電位差之比。 R2減小時，屏蔽系數(shù)減小。電纜的 和 ? ?)(2)(211239。)(2 RMLjRRUUKabab????? ?2121)(212RRMLwjRRR????? （ 512） 屏蔽系數(shù)和電纜電外皮的材料有關(guān)，例如：鉛包纜的屏蔽系數(shù)一般在 ；鋁包纜的屏蔽系數(shù)在 （因為鋁的電阻系數(shù)小）；鋁包鋼帶鎧裝電纜的屏蔽系數(shù)在 ，（因為鎧裝的電感大）。 穿入兩端接地良好的鋼管內(nèi)的電線，鋼管的屏蔽系數(shù)與鋼管的直徑大小有關(guān)。 表 71 鋼管的屏蔽系數(shù)（鋼管兩端接地） 鋼管直徑（ mm） 屏蔽系數(shù) K 鋼管直徑（ mm） 屏蔽系數(shù) K 25 50 75 100 150 200 綜上所述，雷擊時有很強變化的電磁場，導(dǎo)線等的自感和互感不能忽略，平時可忽視為等電位的各部分，此時它們之間可能產(chǎn)生較高電位差。 二、反擊過電壓的基本類型 反擊過電壓除與地網(wǎng)的構(gòu)造、沖擊接地阻抗的大小、雷電流的波形和幅值，以及和設(shè)備的輸入阻抗等因素有關(guān)外，主要決定于設(shè)備的引出線路不同，可以把反擊過電壓的分為電纜線路和架空線路兩種基本類型而分別加以研究。 設(shè)流過電纜芯線和外皮的電流分別為 i1和 i2,電纜外芯線和外皮的電阻分別為 R1和 R2，電纜首端與設(shè)備連接的輸入電阻 分別為 Ze，電纜末端接有負載電阻 R0。 dtdRRiRiUF101122 )(????? （ 513） 圖 54 計算參考圖 1? 因為電纜芯線 ——外皮的磁通量等于電纜芯線電流和芯線以外皮為回路的電感的乘積。 當電纜首端開路時，因 i1 =0,故由式（ 514）或式（ 515）得到反擊電壓為 UF=i2R2 (516) 當電纜外皮是多點接地時，式（ 516）改寫為 式中 n——電纜外皮接地點的個數(shù)； i2j——第 j段電纜外皮的電流； R2j——第 j段電纜外皮的電阻。例如：某高層建筑物現(xiàn)場雷擊試驗時，用幅值為 483A，波形為 ，測得與 12路載波機音頻間端連接的市話電纜（ HQ50 2 ）的反擊過電壓為 35V，市話電纜開路時，反擊過電壓為 55V。這種困難在于電纜芯線和外皮實際上就是雷擊建筑物時與接地網(wǎng)并聯(lián)的分流回路，而i1和 i2則是流過這些部分流回路的電流，但類似這樣的分流回路，不僅量較多，而且結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。由于這些原因，對反擊電壓的電研究，目前還停留在現(xiàn)場試驗和模擬實驗階段，流過電纜外皮的電流目前還只能用試驗方法來得到。電纜全長約 1000m，電纜外皮與建筑物二層樓的鋼筋連接，芯線開路。 如果反擊過電壓超過了設(shè)備或電纜的允許沖擊絕緣強度，可將電纜外皮多點接地，或?qū)㈦娎|直接埋在地中，也可以將靠近電纜補充敷設(shè)一根兩端接地的扁鋼，它起著分流作用，可以減小電纜外皮的電流。但控制電纜只用一根芯線接地時，由于芯線的截面較小，電阻較大，故屏蔽效果不如鉛包或鋁包電纜，只能將反擊過電壓降低 1/2左右。 電纜的反擊過電壓除了與電纜的結(jié)構(gòu)（它決定電纜的屏蔽系數(shù)）、電纜外皮的接地情況等因素有關(guān)外，還和電纜離雷擊點的距離有關(guān)，顯然，距離遠者反擊過電壓低，因為雷擊點的高電位向電纜傳播過程中有衰減。 我們來討論雷擊發(fā)電廠主廠房時，發(fā)電機受到的反擊過電壓。圖中 C 為發(fā)電機的對地電容， Z為架空 線路的波阻抗，二者乘積為時間 常數(shù)（ T=ZC）。 (2) 發(fā)電機的反擊過電壓與雷電流的波長有關(guān)，波長愈短，反擊過電壓愈小，因為電容 C來不及充上較高的電壓。大容量的發(fā)電機，由于電容量大，故比小容量的發(fā)電機受到的反擊過電壓小。故發(fā)電機直接連接有多回架空線時，由于波阻并聯(lián)，數(shù)值減小，反擊過電壓就增大。 Z——架空線路三相波阻抗， Ω。 隨后是波過程，波過程結(jié)束后，發(fā)電機可視為電容。 應(yīng)當指出，上述關(guān)于架空線中波阻愈小，反擊過電壓愈大的結(jié)論，不適用于電纜線路，因為電纜在首端與發(fā)電機殼連接，完全改變了對架空線討論時的條件。 第四節(jié) 沿電纜溝敷設(shè)接地線的作用 在發(fā)電廠的變電所過程中，常常需要在電纜光臺敷設(shè)一根接地線，并與地網(wǎng)可靠連接?，F(xiàn)在我們來討論它的作用原理。參照圖 56，可以寫出 I1RA=I2（ RB+Z2） （ 519） I=I1+I2 （ 520） 解上二式，流過接地線的電流為 BAARRZIRI??? 22圖 76 電纜溝的接地作用 接地線上的壓降為 全塑電纜芯線的電壓等于芯線電流和芯線自阻抗的乘積與接地線的電流和接地線與芯線互阻抗乘積之和。 由式（ 528）可看出：接地線的電阻 R2愈小，反擊過電壓就愈??；接地線愈靠近電纜，由于（ L2M02）的差值減小，反擊過電壓就愈小。 如果我們將圖 56中的全塑電纜換為有金屬外皮的電纜，且用兩端接地的電纜外皮來供替接地線，注意用電纜外皮的 故 U02為 AABIRLjRRR MLjRU22022202)(???????? （ 528） ? 電阻 R3代 R2，外皮的自感 L3代 L2，由于外皮和芯線之間的互感M03與外皮的自感相等，故式（ 528）改寫為 式中 R3——電纜外皮的電阻，； L3——電纜外皮的自感， H。便電纜外皮允許的載流量，其值為 AABIRLjRRR R33303U ?????（ 529） 圖 57 電纜溝電纜的反擊過電壓 如果這個是流超過電纜外皮允許的載流量，可能發(fā)生外皮溶化或穿孔。如果在電纜溝中敷設(shè)一根面積為 100mm2的銅接地線，電纜外皮電流減小到 320A，芯皮電位差減小到 400V。 由式（ 539），當電纜無外皮，則因 R3趨于無限大，故得式（ 528）；當電纜有外皮，但無接地線，則因 R5趨于無限在，故得到式（ 529）。 綜合上述分析，可以得出： ABAIRLjRRR RU 39。239。2R （ 1）采用全塑電纜時，宜沿電纜溝敷設(shè) 12根可靠接地的接地線，該接地線應(yīng)每隔 58m與接地網(wǎng)均壓帶可靠的連接一次。 （ 2）采用有金屬外皮的電纜時，除將外皮和鋼鎧和兩端接地外，為減小流過外皮的電流和反擊過電壓，也宜沿電纜溝敷設(shè)接地線，并每隔 58m將接地線與地網(wǎng)相連。 （ 4）電纜溝的接地線因長期運行在潮濕的環(huán)境中容易腐蝕，因此，要在可可靠的防腐措施并定期運行接地線的作用。 第五節(jié) 沖擊反擊過電壓 一、雷擊獨立避雷針、線引起的反擊電壓 雷電流經(jīng)過獨立避雷針的支柱或引流線和接地體流入地中時，在支柱和接地體會上產(chǎn)生很高的沖擊電位。 取雷電流的平均陡度為 高壓（ kV）可用下式計算 Uch =I ch(R ch+’h) (541) 式中 L′——支持構(gòu)筑物單位長度的電感， Μh/m。 Rch——沖擊接地電阻， kA； Ich——雷電流幅直， kA。 由式（ 541），取雷電流幅直為 150kA,，避雷針支柱電感為 ,參見圖 58， A 點的沖擊電壓為 Uch =150 R ch+65h 空氣中平均擊穿強 度約 600Kv/m,故避雷針 計算高度 h處與被保護 物之間的空氣距離 Sk(m) 為 名 稱 計算高度的電感 L′h(μH) 10m 15m 20m π或 π型構(gòu)架 鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土圓形 電桿避雷針 13 7 10 26 表 72 計算高度的電感 圖 78 獨立避雷針支柱和接地體被保護物之間距離 取土壤的平均穿強度為 500Kv/m，故獨立避雷針的接地體與發(fā)電廠和變電所的接地網(wǎng)以及地下金屬管道、金屬 結(jié)構(gòu)物之間的距離 Sd(m)為 采用避雷針保護時，一端絕緣另一端接地的避雷線，由雷擊點與配電裝置帶電部分、發(fā)電廠和變電所設(shè)備接地部分之間空氣距離 Sk(m)為（取避雷線電線和其支柱的電感相同，約2μH/m） Sk ≥+(h+△ S) (545) 式中 h——避雷線支柱高度， m； △ S——避雷線上雷擊與接地支柱間距離， m； 對于兩端接地的避雷線 hRhRS chchk )65150( ????≈+ (542) chchd RRS 500150 ?? (543) Sk ≥μ［ +(h+△ S)］