论法拉第笼的防雷作用及其局限性

《论法拉第笼的防雷作用及其局限性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com广西电力2006年第2期论法拉第笼的防雷作用及其局限性DiscussionontheEffectandLimitationoftheLightningProtectionbyFaradayCage王洪泽，杨丹2WANGHong—ze，YANGDan2(1．广西电网公司，广西南宁530023；2．广西南宁迪祥防雷工程有限公司，广西南宁530003)摘要：分析了法拉第笼的防雷作用，肯定了其作为雷电电磁脉冲防护(LEMP)的重要性，以及可代替避雷针防雷的重要作用；指出它不能代替雷电流人接地装置所引起地电位升高的反击过电压的防护，同

2、时也说明其对高压输电线路的防雷不起作用；从而提出法拉第笼的防雷作用也是有限的。关键词：法拉第笼；雷电电磁脉冲；防雷作用；地电位升高；反击过电压中图分类号：TM862．TM863文献标识码：B文章编号：1671—8380(2006)01—0066—031引言算机永久损坏事故。上述屏蔽的概念是从屏蔽层衰减(损耗或反关于现代防雷技术，文献[1]有如下论述：“早在射)电磁能量观点出发的。这对于小干扰源，特别100多年前J．C．麦克斯韦就倡议法拉第笼的防雷措是人工干扰源是很有效的，例如气体放电或弧光放施，可以不考虑接地，它的防雷性能要比现在流行的电(如接触器、断路器、弧焊机、火花塞

3、等工作时产办法更为安全，经济上也是特别好，节省了大量经费生的火花放电)；又如电晕放电、辉光放电以及电路和钢材。”文献[2]有如下一段论述：“早在1876年，暂态过电压、过电流引起的交变电磁场等。麦克斯韦就倡议使用法拉第笼原理来取代避雷针，法拉第笼对上述磁场和电磁场都具有屏蔽作他还注意到法拉第笼不需要接地这一事实。今天全用。天候飞机就是不接地的法拉第笼。”对于变化的大电流，例如雷电流，在直击或感应以上论述仅对雷电电磁脉冲防护(LEMP)来说雷情况下，法拉第笼金属层中将通过很大的电流，电当然是正确的。但LEMP只是防雷技术措施之一，场强度很高。在此种情况下，法拉第笼屏蔽层起主

4、不能包含现代防雷技术的全部。例如，雷电流入接导作用的不再是衰减(损耗或反射)作用，而是起分地装置时由于地电位升高所引起的反击过电压的防流和均流的作用。由于雷电流对称地流过法拉第笼护问题，就是一个重要问题。本文就法拉第笼的防的金属屏蔽层人地，使笼内的电磁场有互相抵消削雷作用和其局限性，及雷击引起的反击过电压等的弱的作用，从而降低了雷电电磁场的干扰强度。从防护进行论述。此意义上看，法拉第笼最好设计成圆形或对称次之2法拉第笼的基本作用的正方形。法拉第笼的基本作用是屏蔽作用。屏蔽有两大通过以上分析可知，法拉第笼对小的变化的电类：一类是磁屏蔽；另一类是电磁屏蔽。磁屏蔽的最磁场的屏蔽

5、作用主要是吸收或反射电磁场的能量，佳材料是铁及其合金，对磁场有较强的吸收损耗。而对变化的雷电流的情况，法拉第笼的屏蔽层还起电磁屏蔽的最佳材料是钢、铁等良导体金属材料，在着分流和均流的作用。反射电磁波时产生较大的损耗。3法拉第笼的防雷作用及其局限性美国的试验和运行经验表明，当空间磁场强度达到0．03×10T时，将会导致计算机误动或误3．1雷电电磁过电压防护(LEMP)算；当空间磁场强度达到2．4×10I4T时，将引起计由上节可知，法拉第笼的基本作用之一就是屏收稿日期：2005—07—23；修回日期：2005—09—10维普资讯http://www.cqvip.com2006

6、年第2期广西电力67蔽作用，既能屏蔽磁场，也能屏蔽电磁场。对于雷电一空域飞行的英国航空公司的喷气式飞机接到了这流，由于电流很大，在法拉第笼的屏蔽层感应很大的架被雷击的波音飞机的求救呼叫，将它引到正确的雷电流，这时法拉第笼还可起分流和均流的作用，并滑行跑道上紧急降落。后来，检查发现飞机外壳和利用其屏蔽金属的对称性，削弱电磁脉冲的干扰。机翼上有一百多处烧损，飞机尾翼鳍部分缺失。因此，作为防雷设备，法拉第笼可用于雷电电磁飞机在云层上空飞行时，再大的雷暴，飞机都是脉冲过电压的防护(LEMP)。安全的，因为它已飞出雷暴雨区外。但飞机在雷云3．2代替避雷针作直击雷防护与地面之间飞行时

7、则不能保证安全。因此，航空业在大雷暴雨时一般是不允许起飞和降落的，以防飞用法拉第笼做避雷针防直击雷的可能性问题，机遭雷击。飞机在无雷暴雨时起飞后，很快进入云已为我国电力行业长期运行实践证明是行之有效层之上，再有大雷暴雨也无雷击危险。由此可知，法的。早在1956年，我国电力行业标准《3～220kV拉第笼的LEMP的防雷原理对飞机防直击雷是无系统电气设备过电压保护导则》就规定：金属结构效的。屋顶的直击雷保护，将金属屋顶接地即可，无须再火箭和航天飞机也一样，发射和起飞时要避开安装避雷针(屋顶上有其他设备时的避雷针保护除暴雷区，以防遭