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防雷技术术语或定义属于基本的防雷理论.作为防雷基本工作的防雷工程检测、审核与验收的技术人员,应能深刻理解并牢记。
3. 1 IEC62305,61312,61643等规定的防雷设备的构成框图见图1-1.应注意防雷装置除了明显的、专用的、为大家所熟知的接闪器、引下线、接地装置、电涌?;?br /> 器(SPI))外,还有许多可以兼作防雷用的其他金属装置。例如剪力墙中的钢筋,接了地的金属门窗及其他所有连接导体,它们的作用往往不被人们所认识,但实际上它们
同样重要,不可或缺.再如在建筑物玻璃幕墙的设计中,应将玻瑞幕墙的金属竖向龙骨、横向龙骨和建筑物的框架柱、梁内钢筋等防雷网接通,连成一个格姗更密的整体
防雷法拉第笼,把可能施加于玻璃幕墙的巨大雷电能量.通过建筑物的接地系统,迅速地泄放到大地,?;げA黄潞徒ㄖ锩庠饫椎缙苹?在这里,玻瑞幕堵的金属龙
骨自然也就具备了接闪器的功能,可以有效防止侧击雷的危害,同时还加强了电磁屏蔽3.2外部防雷装置由子可能直接截收直击雷击.需要承受强大雷电流带来的电效应、热效应和机械效应等.所以.强调使用的导体的规格尺寸.与上一条一样,要注
意用作接闪、引下的金属屋面和金属构件等同样是外部防雷装置的一部分.例如:金属的广告架、旗杆、栏杆、水箱、放散管、爬梯等。
3. 3内部防雷装置利用的主要防雷技术措施是屏蔽、分流、等电位、接地、合理布线等,用来减小和防止雷电流在需防护空间所产生的电磁效应。所以.甚至连重要
设备的安放位置都属于内部防雷技术中的一部分。
3.4接地是重要的防雷技术措施之一它是雷电防护技术中基础的技术环节。同时.良好的接地也是电工技术中电气设备和人员的基本保障措施之一接地装置的好坏不能简单地用接地电阻值来衡量.例如.同样的接地电阻但不同的接地体规格尺寸.或者同样的接地体规格尺寸但不同的接地线,都会影响到雷电流散流入地的效果。
接地按电流颇率可分为直流接地、交流接地(工颇)和冲击接地(雷电、投切操作、核电磁脉冲等)。它们的功能有所差异.在设计施工时就有所不同。例如:交流接地
(工频)的工颇接地电阻主要决定于土壤电阻率和接地网的面积。因此,变电所和发电厂的大地网常常主要由水平接地带组成面积很大的网格状接地。在发生工频故降
短路电流时,网格式地网接地电阻与地网面积的平方根成正比,这是因为电位分布均匀,全部地网的导体都起散流作用,整个接地网都起到泄流的作用。对于冲击接地装置,由于雷电流的冲击特性.接地电限与工颇接地电阻不同.其主要原因是冲击电流的幅值可能很大.会引起土城放电,而且冲击电流的等效频率又比工频高得多.当冲
击电流进人接地体时,会引起一系列复杂的过渡过程,每一瞬间接地体呈现的等效电阻值都可能有所不同,而且接地体上大电压出现的时刻不一定就是电流大的时
刻。网格式地网在冲击电流作用下,由于电感作用,电位分布很不均匀.远处电位很低,只有在接闪处电流注人附近小范围内的导体起散流作用。也就是说,冲击接地装
置中的接地体不宜过长,GB50057-94规定冲击接地装置中的接地体长度不应大于
有效长度。
接地还是提高电子电气设备电磁兼容有效性的重要手段之一。正确的接地既能抑制外部电磁干扰的影响,又能防止电子电气设备向外部发射电磁波;而错误的接地
常?;嵋敕浅Q现氐母扇?,甚至会使电子电气设备无法正常工作.尤其是成套控制设备和自动化控制系统,因为有多种控制装置分散布置在许多地方.所以它们各自
的接地往往会形成十分复杂的接地网络.不仅需要在系统设计时周密考虑.而且在安装调试时也要仔细检查和做适当的调整。
接地装置由接地体和接地线组成.接地体的关键指标是接地体的规格尺寸大小、接地电阻大小以及耐腐蚀程度.它们关系到泄流效果、稳定性和使用寿命。接地
导体也称接地线.对于一个联合接地的大地网来说,可能需要多个接地线从接地网不同的部位引出,以满足不同的功能需要.其关键指标是接地线的截面积和各联结处
的连接电阻。
一、架空输电线路雷电过电压概述
架空输电线路地处旷野,绵延数千千米,很容易遭受雷击.雷击是造成线路跳闸的主要原因.同时,雷击线路形成的雷电过电压波.沿线路传播侵人变电所.也是危害变电所设备运行的重要因素。
根据过电压形成的物理过程,雷电过电压可以分为两种。一是直击雷过电压。它是雷电直接击中杆塔、避雷线或导线(见图2. 1中①、②或③)引起的线路过电压。二是感应雷过电压。它是在雷击线路附近大地,由于电磁感应在导线上产生的过电压。运行经验表明.直击雷过电压对电力系统的危害大,感应雷过电压只对35 kV及其以下的线路有威胁。图2.1 雷击输电线路部位示意图
按照雷击线路部位的不同,直击雷过电压又分为两种情况.一种是雷击线路杆塔或避雷线时,雷电流通过雷击点阻抗使该点对地电位大大升高.当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放电电压时,会对导线发生闪络,使导线出现过电压。因为这时杆塔或避雷线的电位(值)反而高于导线。故通常称为反击。另一种是雷电直接击中导线(无避雷线时)或绕过避雷线(屏蔽失效)击中导线.直接在导线上引起过电压。后者通常称为绕击。
雷击线路可能导致两种破坏性后果。一是使线路发生短路接地故障。雷电过电压的作用时间虽然很短(数十秒),但导线对地(避雷线或杆塔)发生闪络以后,工频电压将沿此闪络通道继续放电,进而发展成为工频电弧接地。此时继电保护装置将会动作,使断路器跳闸,影响线路正常送电。二是形成沿输电线路侵人变电站的雷电波,在变电站内产生复杂的折反射过程,可能使电力设备承受很高的过电压,以致设备绝缘破坏.造成停电事故。
输电线路防雷性能的优劣,工程上主要用耐雷水平和雷击跳闸率这两个指标来衡盆。耐雷水平是指线路遭受雷击时所能耐受的不致引起绝缘闪络的大雷电流幅值(单位为kA).耐雷水平越高,线路的防雷性能越好.雷击跳闸率是指在折算至年雷电日数为40的标准条件下.每百千米线路每年因雷击引起的线路跳闸次数.单位为:次/百千米·年。需击跳闸率是衡量线路防雷性能的综合性指标。二、感应过电压
在雷云对地放电过程中.放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。因而当雷击输电线附近的地面时,虽未直击导线。由于雷电过程引起周围电磁场的突变,也会在导线上感应出一个高电压来.这就是感应过电压。感应过电压包含静电感应和电磁感应两个分量,一般以静电感应分量为主。
虽然对于感应过电压形成的物理解释已经有了一个比较一致的认识,但由于难以得到雷电放电过程的原始数据等原因,感应过电压有多种不同的计算方法,而且结果还差别较大。
由于感应过电压对各相导线来说基本相同,所以不会发生相间闪络。又由于感应过电压是因电磁感应而产生的,其极性与雷云电荷.即与雷电流的极性正相反,因而绝大部分感应过电压是正极性的,这一点与直击雷过电压不同。另外,感应过电压的波形较直击雷过电压更平缓,波头由几秒至几十秒,波尾则可达数百秒。避雷线由于对导线有屏蔽作用.因而能降低导线上的感应过电压幅值。避雷线与导线间的藕合系数越大,导线上的感应过电压就越低。
三、雷击导线过电压
无避雷线的线路,当雷闪放电过分靠近线路时,发生的就不是雷击地面的感应过电压,而是雷电直击导线的过电压。在我国110 kV及其以上线路一般都架
有避雷线.以免导线直接遭受雷击,但由于各种偶然因素的影响.仍有可能发生避雷线屏蔽失效.雷电绕过避雷线而击中导线的情况,通常称绕击.
绕击发生的概率虽然很低,但一旦雷电击中导线,导致线路跳闸的几率将很高。四、雷击塔顶过电压
雷击塔顶(包括雷击塔顶附近的避雷线)时,杆塔电感与接地电阻的存在将使塔顶电位瞬时升高,其电位位甚至大大超过导线电位,引起绝缘子串闪络,即反击,造成线路跳闸,同时在线路上形成向线路两侧传播的过电压波.过电压波侵人发电厂、变电站。
除上述二种雷电过电压外,还有一种雷击避雷线挡距中央时的过电压.国内外大量的运行经验表明,此时引起挡距中央避需线与导线空气问隙发生闪络是非常罕见的,故对这种雷电过电压此处不再分析。
应当指出,上面的感应过电压、雷击导线过电压、雷击塔顶过电压的计算公式都没有考虑绝缘子串的运行电压,亦即导线的运行电压.对220 kV及其以下的线路来说,运行电压所占比重不大,一般可以忽略。但在超高压线路中,随着电压等级的提高,工作电压不应再被忽略,有人建议至少应按照导线运行相电压峰值的一半来考虑,且电压极性与雷电流极性相反。因为任何时刻都至少有一相导线运行在与雷电流相反的极性下。如果按照统计法计算,则雷击时的导线工作电压瞬时值及其极性应作为一个随机变来考虑。但这些还都没有列入电力行业的相关规程中。
五、雷击跳闸率
当雷闪放电造成线路产生雷电过电压时,若雷电流超过相应情况下的耐雷水平,则导致线路绝缘发生闪络。但雷电过电压的持续时间极短,只有几十秒、高压开关还来不及跳闸.只有当冲击闪络后的闪络通道发展成稳定的工频电弧时才会导致线路跳闸。这些过程都有随机性。因此工程中除耐雷水平外.还采用雷击跳闸率作为一个综合指标,来衡量线路防雷性能的优劣。我国电力行业标准DL/T 620 1997给出了一般上壤电阻率地区有避雷线线路的耐雷水平和雷击跳闸率数值.见表2.
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表2 架空输电线路典型杆塔的耐雷水平及雷击跳闸率
注意事项
· 当双路电源防雷箱安装于终系统时,必须执行标准 GB4943(EN60950,IEC60950)的所有要求。· 设备应当由被授权的专业人员安装。安装时必须断开电源,严禁带电操作,以防发生意外。适用范围
· 双路电源防雷箱适用于双路供电系统的电力设备防雷?;?, 能为有效记录雷击和浪涌次数提供依据;
· 广泛应用于通讯类机房、计算机机房、通、电力、厂矿、金融、民航、铁路等系统的主电源防雷击及过电压保护;
· 建筑物总配电屏、室外配电柜、配电箱;
· 无人执守但须安装级带遥指示的防雷设备的环境;
· 需要有级防雷失效指示、报警指示及雷电泄放记录的环境;
· 根据安装位置不同, 可选通用挂墙式或平放式两种。
性能特点
· 采用新热脱离技术,彻底避免火灾
· 通流容量大,残压低, 响应时间快
· 采用特殊冲击熔片,具有高可靠性
· 自带远程告警干接点,便于远程监控
· 配备雷电计数器,准确记录雷击次数
· 带有电源状态指示灯,指示防雷器工作状态
· 采用温控?;さ缏?,内置热保护,工作稳定可靠
· 核心元件采用国际知名品牌,性能优异
· 可以实现凯文接线;结构严谨,安装方便,维护简单
· 工艺考究,能在酸、碱、尘、盐雾及潮湿等恶劣环境下长期工作
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