《仪表系统防雷技术》ppt课件

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1、丁炎2009年10月1、雷电形式雷电是大气中的一种放电现象。雷电主要有两种形式：①不同带电云层间的放电作用；②云层对地的放电作用。易受雷击的建筑物和构筑物是：①旷野孤立的或高于20m的建(构)筑物；②金属屋面、砖木结构的建(构)筑物；③河边、湖边、土山顶的建(构)筑物；④地下水露头处，特别潮湿处，地下有导电矿藏处或土壤电阻率较小处的建(构)筑物；⑤山谷风口处的建(构)筑物；⑥建筑物群中高于25m的建（构）筑物。通常雷击有以下几种主要形式：①直击雷：是指雷电直接击在建筑物构架或动植物上，常因电效应、热效应和机械效应等而造成建筑物等损坏以及人员伤

2、亡。一般防直击雷的方法是通过由避雷装置(即接闪器，如针、带、网、线等)、引下线以及接地装置构成的完整的电气通路将雷电流泄入大地。然而接闪器、引下线和接地装置的导通只能保护建筑物本身免受直击雷的损坏，雷电仍会通过多种形式及途径破坏建筑物内的电子设备。②感应雷：是指雷电在雷云之间或雷云对地放电时，在附近的户外传输信号线路、埋地电力线或设备间连接线上产生电磁感应并侵入设备，使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害。③雷电波侵入：由于雷电流有极大的峰值和陡度，在雷电流周围会产生瞬变电磁场，处在该瞬变电磁场中的导体会感应出较高的电动势，而此瞬变电磁场又

3、会在一定的空间范围内产生电磁作用，也可以是脉冲电磁波辐射。而这种空间雷电电磁脉冲波(LEMP)将在三维空间范围内对一切电子设备发生作用。由于雷电流峰值大、陡度高(变化率快)，且其瞬变时间极短，因此在这种交变磁场中的导体感应出的电压很高，以致产生电火花。④球形雷：球形雷(即球状闪电)是一种橙色或红色的类似火焰的发光球体，偶尔也有黄色、蓝色或绿色的。球形雷多在强雷暴天气空中普通闪电最频繁的时候出现。球形雷通常沿水平方向以1～2m／s的速度上下滚动，有时距地面0.5～1m，有时升起2～3m．。它在空中漂游的时间可由几秒到几分钟。图1仿真雷电流波形1

4、、雷电放电的浪涌起因雷电放电的浪涌起因起源于大气的电涌，基本上都是直接雷击和邻近雷击及远处雷击造成的。①直接雷击：雷直击受保护的建筑物；②邻近雷击：雷击在与被保护系统直接相连的延伸系统或管线（管道、数据传输线或输电线）③远处雷击：云间闪电在传输线上产生“反射浪涌”（行波），而周围区域的雷电则会感应出过电压。在远处雷击情况下，行波沿线路传播，或雷击在被保护系统的附近，从而产生影响被保护系统的电磁场。图2雷电放电的浪涌起因图中：①直接／近距离雷击：击中外部防雷保护系统、生产用的构架（工厂）、电缆等。1a、冲击接地电阻Rst上的电压降1b、闭环(由

5、供电和信息技术系统形成)上由雷电流最大上升速率(di/dt)max产生的感应电压。②远处雷击2a、击中中压架空线路2b、传导的过电压，由于云闪或架空线附近的雷击造成的行波2c、雷电通道产生的场（电磁场）2、雷电放电浪涌在低压供电系统、测量和控制系统、计算机网络，有许多因素引起过压浪涌。①直击雷②附近的雷击③远处的雷击④开关浪涌①直击雷如果雷电直接对有外部防雷装置的建筑物或者直接打到建筑物顶部的可以通过某种途径传输雷电流入地的装置放电(如室外天线，卫星接收装置等)，使得地电位抬升，一大部分雷电流通过保护接地线进入到建筑物的装置和连接的设备。雷电

6、也可能直接对电源线(低压架空线)或数据线放电，大部分高能雷电流被引入到建筑物里。②附近的雷击即使建筑物本身没有遭到雷击，附近的雷电闪击也可能引起建筑物装置上的过电压。这个浪涌过电压直接或通过电感性或电容性耦合到达电子装置、设备的线路上。部分雷电流可能通过大地传送到接地的装置从而引起极大的危害，或者通过雷电放电通道散发出的磁场，在设备的线路上感应出过电压，建筑物内的长导线回路特别容易感应出过电压。容性耦合是通过具有高电位差的两点之间的电场产生的，例如在雷电放电通道和金属导线之间。③远处的雷击就是几百米之外的雷电闪击，也可能在低压导线、数据线上感

7、应过电压，也可能将高电压传导到建筑物的接地装置上，从而对电子设备造成极大的危害。甚至云层之间或云层内部的放电产生的电磁场也能耦合过电压到导线中。④开关浪涌开关浪涌来自电路的闭合、断开的转换操作，来自感性和容性负载的开关操作，也来自短路电流的阻断。特别是，大型用电系统或变压器的断开可能引起对邻近的电子设备的损坏。开关浪涌产生的主要起因：(a)切除空载电力线路(或电容器)当开关打开时，电源电压瞬时值的变化使得系统和被切除的线路之间出现高电位差。这种在数毫秒之内就建立起来的电位差能在开关的触头之间引起重燃，就像触头再次合上。线路电压随即和电源电压的

8、瞬时值相等，开关触头之间的电弧熄灭。该过程可反复出现多次。这种线路电压和一定的电源电压的瞬时值相等的过程所产生的操作过电压具有按几百千赫兹衰减振荡的特征。这种操作过