CH 2 雷电暂态过电压及其传输.ppt

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1、3.3暂态电位抬高及危害在发生雷击时，强大的雷电流及其所产生的空间电磁脉冲能够通过传导、感应和耦合等方式在建筑物内电子系统中产生各种暂态过电压。本节讨论几种常见雷电暂态过电压的产生及其对电子设备的危害机制，并介绍暂态过电压波传输过程的分析方法。§3.1暂态电位抬高雷电流将在防雷系统中产生暂态高电位，这一暂态现象称为暂态电位抬高。避雷针系统如果引下线与其周围电子或电气设备之间绝缘距离不够，且设备又不与避雷针系统共地，则两者之间就会出现很高的电压并会发生放电击穿，造成所谓反击现象。反击的发生能导致电子或电气设备严重损坏，甚

2、至危及人身安全。地电位反击GB50057-94第三章第二节第3.2.1条第五款“有关防反击距离要求的规定”。对于一类建筑物而言：1、独立避雷针和架空避雷线（网）的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离应符合一定的要求，最小不小于3米；防雷装置至被保护物的距离1.地上部分：当hx＜5Ri时，Sa1≥0.4(Ri+0.1hx)当hx≥5Ri时，Sa1≥0.1(Ri+hx)2．地下部分：Sel≥0.4Ri式中：Sa1──空气中距离(m)；Se1──地中距离(m)；Ri──独立避雷针或架空避雷

3、线（网）支柱处接地装置的冲击接地电阻(Ω)；hx──被保护物或计算点的高度(m)。2、架空避雷线至屋面和各种突出屋面的风放散管等物体之间的距离应符合一定的要求，最小不小于3米；1． 当(h+l/2)＜5Ri时，Sa2≥0.2Ri+0.03(h+l/2)2．当(h+l/2)≥5Ri时Sa2≥0.05Ri+0.06(h+l/2)式中Sa2──避雷线(网)至被保护物的空气中距离(m)；h──避雷线(网)的支柱高度(m)；l──避雷线的水平长度(m)。3、独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，每一引下线的冲击接

4、地电阻不宜大于10Ω。土壤电阻率高的地区，可适当增大冲击接地电阻。第3.2.2条第一款、第二款1、金属屋面周边每隔18~24m应采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面，扎其钢筋宜绑或焊接成闭合回路，并应每隔18~24m采用引下线接地一次。2、平行敷设的管道、构架或电缆金属外皮等长金属物，其净距离小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。一根专用接地线在高频下其阻抗为：（m）L（s）（>1MHZ）1MHZ时10MHZ时100MHZ时

5、RL=XLRL=XLRL=XL340．05250．152500．52．5K690．1570．35701．05．7K12200．21260．61．26K2．012．6K18310．31950．91．95K3．019．5K30550．53461．53．46K5．034．6K铜导体在自由大气中的电阻和电抗将信息系统的工作频率，专用引下线18m的R、L代入上式，阻抗高达近200，因此，当这个接地装置的阻抗即便很低（如小于1）也是毫无意义的。在信息系统上安装

6、电涌保护器，当电涌保护器承受雷电冲击而对地泄放时，被保护的信息系统设备绝缘承受的电涌电压为电涌保护器上的残压和其连接线上的电压将之和，即：电涌保护器连接线的全长不宜超过0.5m。在设备所在楼层按S型或M型设接地基准点（ERP）或环形接地母排，并将其与建筑物主钢筋连接，达到局部等电位连接。邻近未受雷击建筑物内的反击§3.2感应过电压雷电放电能够在回路中和线路上感应出暂态过电压，其中前者属于磁场感应，后者主要属于电场感应。1、回路感应过电压当建筑物遭受直接雷击或建筑物附近发生雷击时，在建筑物防雷系统中流过的暂态电流或雷电放

7、电通道中的雷电流将在建筑物内部空间产生脉冲暂态磁场，这种快速变化的磁场交链这些回路后，将在回路中感应出暂态过电压，危及与这些回路相端接的电子设备。回路感应过电压实例窄长感应回路（a、b两图中绝缘击穿的情况有所不同）§3.3耦合与转移过电压高位耦合与转移电缆中耦合过电压ｉ2在电缆的金属护套上流过时，所产生的磁链将完全交链电缆芯线，于是就能够通过磁耦合在芯线与金属护套以及芯线与芯线之间产生暂态过电压。芯线与金属护套之间的暂态过电压能够损坏设备1和设备2的输入和输出端对地绝缘，而芯线与芯线之间的暂态过电压则可以损坏设备1和设

8、备2的输入或输出电路。电缆中芯线与金属护套之间的暂态过电压峰值可按下式来计算：U2m=I2m·Rr上式U2m为过电压峰值；I2m为金属护套中雷电流的峰值；Rr为金属护套与芯线转移电阻，它与护套的屏蔽性能有关，一般由试验来确定。地下电缆中耦合过电压§3.4共模量与差模量1、共模与差模电压和电流定义共模与差模电压的示意电路用共模与差模