常见的防雷设备结构和选用
 

　　2.1防雷设备的类型
 

　　2-1 防雷工作包括哪些内容?
 

　　防雷工作包括电气设备的防雷和建(构) 筑物的防需两大内容。电气设备的防雷主要包括发电厂、变配电所和架空电力线路的防雷;后者则分工业和民用两大类，它们按危险程安和设施的重要性又可分别分成三种类型或两种类型。
 

　　2-2 常用的防雷设备有哪些?
 

　　避雷针、避雷线、避雷网、避雷带及避雷器都是经常采用的防雷设备。一套完整的防雷设备装置包括接闪器、引下线和接地装置。上述针、线、网、带实际上都只是接闪器。避雷针主要用来保护露天变配电设备及保护建(构)筑物;避雷线主要用来保护输电线路;避霄网和避雷带主要是用来保护建(构)筑物;避雷器则主要用来保护电力设备，它属一种的防雷设备。除避雷器外，它们都是利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大地，使被保护物免受雷击。
 

　　2-3避雷针的作用是什么?
 

　　利用放电原理，避免设备处所遭受直接雷击。同时变压器、其他电气设备或建筑物均在其保护范围内，以防止遭到直击雷的破坏。
 

　　2-4避雷针如何防雷?
 

　　雷云先导接近地面时，雷电放电朝地面电场强度大的方向发展，进雷针具有引雷作用，对它周围物体起定的保护作用。
 

　　2-5  避雷线主要用于保护什么?
 

　　线路上的避雷线也称架空地线。它主要是为了在线路(靠近变电所区段)可能受到直接雷危害时，可以限制沿线路侵人变电所的
 

　　雷电冲击波幅值及陡度。
 

　　2-6 避雷网和避雷带的使用对象是什么?
 

　　避雷带是指沿建筑物屋顶四周易受雷击部位明设的作为防雷保护用的金属带作为接闪器，沿外墙作引下线和接地网相连的装置称为避雷带，多用在民用建筑特别是山区。由于雷击选择性较强(可能从侧面横向发展对建筑物放电)，故使用避雷带(网)的保护性能比避雷针的要好。
 

　　避雷网分为明装避雷网和笼式避雷网两大类。沿建筑物屋顶上部明装金属网格作为接闪器，沿外墙安装引下线接到接地装置上，称为明装避雷网。一般建筑物中常采用这种方法。而把整个建筑物中的钢筋结构连成一体，构成一个大型金属网笼，称为笼式避雷网。笼式避雷网又分为全部明装避雷网、全部暗装避雷网和部分明装部分暗装避雷网等几种。如高层建筑中都有现浇的大模板和预制装配式壁板，结构中钢筋较多，把它们从上到下与室内的上下水管、热力管网、煤气管道、电气管道、电气设备及变压器中性点均连接起来，形成一个等电位的整体，叫做笼式安装避雷网。
 

　　2-7 电力设备主要由什么保护?
 

　　避雷器可进步防 止沿线侵人变电所(或 变压器)的雷电冲击波对电气设备的破坏，把侵人的雷电波(或感应雷雷电波)限制在避雷器残压值范图内，从而使变压器及其他电气设备免受过电压的危害。 2-36  电涌保护器有哪些主要技术指标?
 

　　(1)保护模式
 

　　用于描述配电线路中SPD保护功能的配置情况。
 

　　在交流配电系统中分为相线与相线  (L-L)、相线与地线(LPE)、相线与中性线(L-N)、 中性线与地线(N-PE) 4种保护模式。
 

　　在直流配电系统中分为正极与负极(V+-V_)、 正极与地线(V--PE)、负极与地线(V_-PE) 三种保护模式。
 

　　注意:限压型SPD和组合型SPD可用于任一保护模式;电压开关型SPD因存在尚待进一步研究的续流遮断能力及其试验方法问题，不宜在除N-PE外的其他保护模式中推广使用。
 

　　(2)标称电压UN 与被保护系统的额定电压相符，它标出交流电压的有效值。
 

　　(3)额定电压Uc(大持续工作电压)能长久地加在电涌保护器的端而不引起电涌保护器特性变化和激活变化元件的大电压有效值。在220/380V的三相系统中使用的电涌保护器，Uc的选择应按《建筑物防雷设计规范》GB 50057- 94 (2000 年版)6.4.5条进行。
 

　　①TT系统中，SPD安装在剩余电流保护器负荷侧，其Uc不应小于1.55Uo(Uo为相线对中性线的标称电压，在220/380V三相系统中，Uo= 220V)。
 

　　②TN系统中，SPD的Uo不应小于1.15Uo。
 

　　③TT系统中，SPD安装在剩余电流保护器电源侧，Uc不应小于1.15Uo。
 

　　④TT系统中，SPD安装在剩余电流保护器负荷侧，其Uo不应小于1. 15U(U为线间电压)。
 

　　(4)冲击通流容量Iim
 

　　电涌保护器不发生实质性破坏，而能通过在规定次数、规定波形情况下的大限度的电流峰值。
 

　　(5)响应时间tA
 

　　主要反映在电涌保护器里的保护元件的动作灵敏度。
 

　　(6)大持续工作电压Uc
 

　　大持续工作电压Uc是SPD一个正要参数，它是可持续施加在SPD上且不损坏SPD的大交法均方根值电压或直流电压，它应大于电气装置内可能出现的工频持或暂时过电压，以免SPD不必要地被这种工频过电压击穿损坏而形成对地短路故障。
 

　　SPD从工作原理考虑是不分交流和直流的，只要大持续工作电压Uc不超过SPD的参数就可以采用。
 

　　(7)标称放电电流In
 

　　流过SPD的、具有8/20μs电流波的峰值电流。用于对SPD做II级分类试验，也用于对SPD做I级和II级分类试验的预备处理。
 

　　(8)大放电流(冲击通流容量)Imax
 

　　能够流过SPD的、具有8/20μs波形的大放电电流峰值。它用于II级分类试验。
 

　　(9) 残压
 

　　当放电电流通过时，SPD端子间的电压峰值。
 

　　(10)电压保护水平Up
 

　　SPD的作用是将雷电流泄放入大地，并将雷电冲击电压幅值降低到所要求的水平，这一电压水平被称作SPD的电压保护水平Up。
 

　　电压保护水平Up是表征SPD对电涌抑制能力的一个参数，是表征SPD限制其两端电压的特性参数，由生产厂商从规定的优选值系列中选取确定，般在 SPD的产品标志中均有注明，单位是kV,通常可理解为该SPD对于被保护设备所能提供的保护能力。该电压值大于冲击电压限制的实测值。
 

　　Up由生产厂商确定，它表示该SPD对于被保护设备所能提供的保护能力。
 

　　SPD的电压保护水平Up应与被保护设备的耐冲击过电压额定值(Uw)相匹配，即被保护设备的Uw应等于或大于SPD的电压保护水平Up，并考虑连接线压降的一个裕量。
 

　　GB50057--946.4.4条规定:“在建筑物进线处和其他防雷区界面处大电涌电压，即电涌保护器的大箝压加上其两端引线的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的大电涌电压协调一致。”
 

　　为使大电涌电压足够低，其两端的引线应做到短。
 

IEC标准对各级电气设备额定耐冲击过电压值如表2-7所示。
 

　　表2-7  各级电气设备额定耐冲击过电压值
 

　　电气装置的标称电压/V  电气设备应具有的耐冲击过电压值/kV
 

　　三相系统     单相系统  进线处设备  配电回路  用电设备  特殊保护设备
 

　　120~ 240  4   2.5  1.5  0.8
 

　　230/400    6   4     2.5  1.5
 

　　400/690    8    6    4     1.5
 

　　1000         由设计定
 

　　建筑物的低压配电回路应选用Up不大于4kV的SPD，服务器、计算机、程控交换机等属于特殊需要保护的设备，其耐冲击电压额定值为1. 5kV,因此选用Up值不大于1.2kV的SPD。
 

　　需要注意的是:这里所讲的Up，应是在标称放电电流In条件下的参数值。
 

　　(11)  限制电压  在电涌保护器的线路侧某一端子与地电极间施加规定波形及幅值的冲击波时，呈现在设备侧线路端子与地电极间的电压峰值。
 

　　由于每个试品接受冲击时送样试品不可能做到一致性，因此会产生各个试品的残压不一致，应取大残压为限制电压。
 

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