雷电参数及防雷设施1

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1、4雷电参数及防雷设施4.1雷电及其危害4.2雷电参数4.3避雷针和避雷线的保护范围4.4避雷器与电子设备防雷保护器件4.4接地装置4.1雷电及其危害雷云的形成(水滴冰冻学说)雷电放电(先导放电、主放电、余光放电)雷电的危害1.直击雷2.感应雷（雷电感应过电压）3.侵入波4.跨步电压和接触电压5.高电位引出4.2雷电参数雷暴日（Td）/雷暴小时（Th）地面落雷密度γ雷电流1、雷电流幅值的概率分布2、雷电流波形3、雷电流陡度4、雷电流的极性雷电放电的计算模型先导通道的波阻抗的取值并不一致，但一般为几百到几千欧姆。4.3避雷针

2、和避雷线的保护范围避雷针避雷针由接闪器、引下线和接地体三部分组成单根避雷针两支等高避雷针避雷线避雷线的接闪器为悬挂在空中的水平接地导体。4.4避雷器与电子设备防雷保护器件基本要求1.过电压限制器的放电电压应略高于系统的最大工作电压。2.过电压限制器应具有良好的伏秒特性，与被保护设备有合理的绝缘配合。3.过电压限制器应有较强的绝缘强度自恢复能力。避雷器的分类保护间隙、阀式避雷器、排气式避雷器、氧化锌避雷器避雷器的电气参数（1）标称放电电流冲击波形为8/20μs的放电电流峰值，单位kA，用以区分避雷器的等级。我国规定的标称电

3、流有1、1.5、2.5、5、10和20kA几个等级。（2）残压包括标称放电电流下的残压、陡波电流下的残压和操作冲击电流下的残压。其中陡波电流波形为1/5μs，操作冲击电流的波头时间为30~100μs。（3）雷电冲击保护水平避雷器标称放电电流下的残压值为其雷电冲击保护水平。陡波电流下的残压与标称放电电流下的残压之比不得大于1.15。（4）操作冲击保护水平避雷器在操作冲击电流（波头时间为30~100μs）下的最大残压。（5）额定电压指能施加在避雷器两端的最大允许工频电压有效值，（6）最大持续运行电压为在运行中允许持续地施加在

4、避雷器上的最大工频电压有效值，单位kV。其值一般应等于或大于额定电压的0.8倍，且不低于系统的最高运行相电压。（7）起始动作电压（又称参考电压或转折电压）通常指通过1mA工频阻性电流分量峰值或1mA直流电流时避雷器端电压的峰值U1mA。（8）压比指避雷器在波形为8/20μS的标称冲击电流（例如10kA）作用下的残压U10kA与起始动作电压U1mA之比。压比（U10kA/U1mA）愈小，表明避雷器的非线性愈好。（9）荷电率指最大持续运行电压的幅值与起始动作电压的比值。电子设备防雷保护器件电子设备的防雷器件分为电源系统防雷器

5、件和信号系统防雷器件。由于电子设备的工作电压低，很低的脉冲电压（如几伏）就可以造成电子设备损坏，而且要在纳秒级的时间内将被保护设备接入等电位系统，并将雷电脉冲的能量释放到大地。常用的电子设备防雷保护器件包括:放电管、TVS(瞬变电压抑制二极管)、放电管（气体放电管和固体放电管）气体放电管由两个或数个带间隙的金属电极组成，采用充以氩气或氖气等惰性气体的陶瓷密闭封装。当气体放电管两端的电压达到其击穿电压时，气体放电管开始放电，并由高阻变成低阻，使放电流入地，使电极两端的电压不超过被保护电子设备的击穿电压。固体放电管是基于晶闸

6、管原理的二端负阻器件。其作用相当于一个开关，在正常电压下，漏电流<5μA，对系统无影响；当出现的浪涌过电压大于其断态峰值电压，即产生雪崩效应；当浪涌电流超过开关电流，其电压即为导通电压（<5V）。浪涌电流就被旁路入地，电子设备得到保护。浪涌过后，电流减小，当小于最小维持电压时。固体放电管自然恢复阻断状态。TVSTVS是基于硅PN结正向压降和反向雪崩击穿电压特性制成的。在正常情况下呈高阻，在浪涌电压的作用下，TVS两极间的电压由额定反向关断电压上升到击穿电压，TVS被击穿，出现击穿电流，此时阻抗可以立即将得很低让大电流通过

7、，其两端的电压被钳位在预定水平。随着脉冲电流衰减，TVS两极之间的电压也不断下降，直到恢复初态。TVS的响应时间非常快，在亚纳秒级，可以吸收高达数千瓦的功率。工作电压范围可在几伏至一百多伏之间变化，可用于静电、感应雷过电压以及切换感性负载产生的瞬变电压的防护。压敏电阻氧化锌压敏电阻，是具有优良非线性特性的陶瓷电阻元件。氧化锌压敏电阻是以氧化锌为主体材料，加入适当掺杂物，用常规的陶瓷工艺制备而成的。与其它非线性元件（如二极管等）相比具有使用电压范围宽（从几伏到几万伏以上），耐浪涌能力强，生产工艺简单、价格低、电压温度系数小

8、等优点，但其钳位特性相对差一些。以上电子设备防雷器件可统称为浪涌保护器件（SPD）4.5接地装置接地是指将电力系统或建筑物内的电气设备的某一部分与大地相连接，与大地保持等电位。接地是由接地装置实现的。接地装置包括接地体与接地线，接地体是埋设于大地并直接与大地土壤接触的金属导体，其作用是减小接地电阻，接地线是连接被接地