防雷知识.ppt
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1、防雷知识及系防雷知识及系统学习统学习 雷电是什么雷电是什么 雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷龙卷,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷电荷。云中电荷的分布较复杂,
2、但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后,就会产为主。因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象。闪电的的平均电流是生放电,这就是我们常见的闪电现象。闪电的的平均电流是3万安培,最大电流可达万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,约为万安培。闪电的电压很高,约为1亿至亿至10亿伏特。带有电荷的雷云与地面的突起物亿伏特。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电。放电过程中,由于闪道中温度骤增,使空气体接近时,它们之间就发生激烈的放电。放电过
3、程中,由于闪道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。在雷电放电地点会出现强烈的闪光积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。和爆炸的轰鸣声。闪闪电电的的温温度度,从从摄摄氏氏一一万万七七千千度度至至二二万万八八千千度度不不等等,闪闪电电距距离离近近,听听到到的的就就是是尖尖锐锐的的爆爆裂裂声声;如如果果距距离离远远,听听到到的的则则是是隆隆隆隆声声。你你在在看看见见闪闪电电之之后后可可以以开开动动秒秒表表,听听到到雷雷声声后后即即把把它它按按停停,然然后后以以3来来除除所所得得的的秒秒数,即可大致知道闪电离你有几千米。数
4、,即可大致知道闪电离你有几千米。枝状闪电的通道如被风吹向两边,以致看来有几条平行的闪电时,枝状闪电的通道如被风吹向两边,以致看来有几条平行的闪电时,则称为带状闪电。则称为带状闪电。闪电的两枝如果看来同时到达地面,则称为叉状闪电。闪电的两枝如果看来同时到达地面,则称为叉状闪电。闪闪电电在在云云中中阴阴阳阳电电荷荷之之间间闪闪烁烁,而而使使全全地地区区的的天天空空一一片片光光亮亮时时,那那便称为片状闪电。便称为片状闪电。未未达达到到地地面面的的闪闪电电,也也就就是是同同一一云云层层之之中中或或两两个个云云层层之之间间的的闪闪电电,称为云间闪电。称为云间闪电。曲折开叉的普通闪电称为枝状闪电。曲折开叉
5、的普通闪电称为枝状闪电。人工引雷人工引雷人工引雷人工引雷自然雷电击距的观测自然雷电击距的观测击距的定义击距的定义?下行先导最后一次下行先导最后一次跳跃的距离跳跃的距离;最后一次跳跃的下最后一次跳跃的下行先导的头部与地行先导的头部与地面突出物面突出物(如避雷针如避雷针尖尖)之间的距离之间的距离两个不同性质的物两个不同性质的物理量理量?最后一次跳跃的下最后一次跳跃的下行先导的头部与地行先导的头部与地面突出物上行先导面突出物上行先导头部之间的距离头部之间的距离雷电的感应雷电的感应 静电感应静电感应 电磁感应电磁感应雷云电荷对地面的感应雷云电荷对地面的感应雷云对输电线路的感应雷云对输电线路的感应雷云对
6、输电线路的感应雷云对输电线路的感应静电感应对输电线路影响静电感应对输电线路影响静电感应对输电线路影响静电感应对输电线路影响雷云电荷除了对架空避雷线雷云电荷除了对架空避雷线雷云电荷除了对架空避雷线雷云电荷除了对架空避雷线感应产生异性电荷外,还会感应产生异性电荷外,还会感应产生异性电荷外,还会感应产生异性电荷外,还会对下方的输电线路产生感应对下方的输电线路产生感应对下方的输电线路产生感应对下方的输电线路产生感应-+静电感应对静电感应对静电感应对静电感应对输电线路影响输电线路影响输电线路影响输电线路影响架空避雷线上的电荷,还会架空避雷线上的电荷,还会架空避雷线上的电荷,还会架空避雷线上的电荷,还会对
7、下方的输电线路产生感应对下方的输电线路产生感应对下方的输电线路产生感应对下方的输电线路产生感应-+静电感应电荷的流动静电感应电荷的流动100kA100kA50kA50kA50kA50kA50kA50kA避雷接闪雷电后的避雷接闪雷电后的避雷接闪雷电后的避雷接闪雷电后的 雷电流分布雷电流分布雷电流分布雷电流分布100kA100kA50kA50kA50kA50kA50kA50kA避雷线接闪雷电后避雷线接闪雷电后避雷线接闪雷电后避雷线接闪雷电后 的电位分布的电位分布的电位分布的电位分布接地电阻接地电阻接地电阻接地电阻1010铁塔电位抬升铁塔电位抬升铁塔电位抬升铁塔电位抬升500kV500kV至至至至1
8、000kV1000kV100kA100kA50kA50kA50kA50kA50kA50kA避雷线接闪雷电后避雷线接闪雷电后避雷线接闪雷电后避雷线接闪雷电后 的电位分布的电位分布的电位分布的电位分布接地电阻接地电阻接地电阻接地电阻1010铁塔电位抬升铁塔电位抬升铁塔电位抬升铁塔电位抬升500kV500kV至至至至1000kV1000kV100kA100kA50kA50kA避雷线接闪雷电后避雷线接闪雷电后避雷线接闪雷电后避雷线接闪雷电后 避雷线电位避雷线电位避雷线电位避雷线电位分布分布分布分布避雷线的分布电感和分布避雷线的分布电感和分布避雷线的分布电感和分布避雷线的分布电感和分布电阻使得雷电在流过
9、避雷电阻使得雷电在流过避雷电阻使得雷电在流过避雷电阻使得雷电在流过避雷线时会产生与输电线路间线时会产生与输电线路间线时会产生与输电线路间线时会产生与输电线路间的电压差的电压差的电压差的电压差:避雷线长避雷线长避雷线长避雷线长X100X100(V)X100X100(V)接地电阻接地电阻接地电阻接地电阻1010电磁感应(雷电电磁脉冲)电磁感应(雷电电磁脉冲)I=100kAR=1U=I*R=100kV防雷地防雷地建筑物设备设备设备设备I=100kAR=1U=I*R=100kV电源线信号线信号线计算机设备地计算机设备地防雷地防雷地建筑物设备设备I=100kAR=1U=I*R=100kV电源线信号线信号
10、线计算机设备地计算机设备地防雷地防雷地建筑物I=100kAR=1U=I*R=100kV电源线信号线信号线计算机设备地计算机设备地防雷地防雷地建筑物设备设备设备设备R=1i=100kAU=100kV3m3m设备接地与防雷接地分开设备接地与防雷接地分开设备设备i=100kAU=100kVU=0V220V信号线信号线设备接地与防雷接地分开的电位设备接地与防雷接地分开的电位i=100kAU=100kVU=0V220V设备设备设备与防雷接地分开人身不安全设备与防雷接地分开人身不安全i=100kAU=100kVU=0V220V设备设备设备与防雷接地分开设备损坏设备与防雷接地分开设备损坏设备设备i=100k
11、AU=100kVU=100kV220V设备采用共用接地方式设备采用共用接地方式i=100kAU=100kVU=100kV220V设备设备设备采用共用接地方式设备采用共用接地方式设备设备i=100kAU=100kV220V连接连接SPD的等电位防雷效果的等电位防雷效果u直击雷、静直击雷、静电感和电磁感电感和电磁感应都会使雷电应都会使雷电沿高压输电线沿高压输电线路引入用户端路引入用户端高压输电线路雷电引入高压输电线路雷电引入配电柜配电柜L1L2L3接地线接地线10kAR=410kAU=40kV雷电进入变压器前端雷电进入变压器前端配电柜配电柜L1L2L3接地线接地线10kAR=410kAU=40kV
12、雷电进入变压器前端雷电进入变压器前端配电柜配电柜L1L2L3接地线接地线SPDU=40kVU=40kVR=410kA10kA雷电进入变压器前端雷电进入变压器前端配电柜配电柜L1L2L3接地线接地线SPD设备设备接地线接地线信号线信号线U=40kV雷电进入变压器后雷电进入变压器后雷电流流向分配雷电流流向分配建筑物内有电源线建筑物内有电源线(三芯三芯)和服务牲管线和服务牲管线,设雷电流设雷电流I=100kA,雷电流雷电流50%入地入地,进入电源线的雷电流进入电源线的雷电流:I线线=100/2/2/3=8.3kA雷电流流向分配雷电流流向分配 KA It us1035010/350S模拟直接雷击流波模
13、拟直接雷击流波0.1Imax0.5Imax0.9ImaxImax直接雷击模拟波直接雷击模拟波 KA It us8208/20S模拟感应雷电流波模拟感应雷电流波0.1Imax0.5Imax0.9ImaxImax雷击过电压是高达几千甚至上雷击过电压是高达几千甚至上万伏,微秒级的电脉冲。万伏,微秒级的电脉冲。感应雷击模拟波感应雷击模拟波it20 S8 S10 S350 S从能量守恒定律得从能量守恒定律得:i82*R*t8=i102*R*t10Ri10/350S与与8/20S的关系的关系i对两个电流波进行积分得对两个电流波进行积分得:0 i82(t)*R*dt=0 i102(t)*R*dt解得解得:i
14、8=5.6 i10,取值取值:i8=6 i10Rt20 S8 S10 S350 Si电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值保护分级LPZ0区与LPZl区交界处LPZl与LPZ2、LPZ2与LVZ3区交界处 直流电源标称 放电电流(kA)第一级标称放电电流*(kA)第二级标称放电电流(kA)第三级标称放电电流(kA)第四级标称放电电流(kA)8/20s10/350/s8/20s8/20s8/20s8/20sA级20804020lO lOB级15604020 直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用标称放电电流l0kA适配的SPDC级12.55020D级l2.55
15、010 注:SPD的外封装材料应为阻燃型材料。*第一级防护使用两种波形的说明见条文说明。假设:假设:设备与设备与设备和设备和配电柜的配电柜的接地线是接地线是独立分开独立分开设备设备A A(机房)(机房)设备设备B(B(现场现场)信号线信号线电源线电源线电源线电源线信号线信号线设备设备A设备设备B电源线电源线电源线电源线PE-APE-BL1L2L3N配电柜配电柜PE电源线电源线电源线电源线信号线信号线设备设备A设备设备BPE-APE-Bi=5kAii地面地面雷电损坏设备的路径雷电损坏设备的路径电源线电源线电源线电源线信号线信号线设备设备A设备设备BPE-APE-Bi=5kA地面地面i=5kASP
16、DR=1SPD与设备接地与设备接地电源线电源线电源线电源线信号线信号线设备设备A设备设备BPE-APE-Bi=5kA地面地面i=5kASPDR=1雷电损坏设备的两大参数雷电损坏设备的两大参数1.过电流过电流 2.过电压过电压电源线电源线电源线电源线信号线信号线设备设备A设备设备BPE-APE-Bi=5kA地面地面i=5kASPDR=1U=5kVU=5kVU=0VU=5kVSPD与设备接地分开的防雷效果与设备接地分开的防雷效果电源线电源线信号线信号线设备设备A设备设备BPE-APE-Bi=5kA地面地面i=5kASPDR=1U=5kVU=VU=5kV设备电源耐压设备电源耐压:15002500V设
17、备电源耐压设备电源耐压电源线电源线信号线信号线设备设备A设备设备BPE-APE-Bi=5kA地面地面i=5kASPDR=1U=5kVU=V设备电源耐压设备电源耐压:15002500VU=5kVSPD与设备接地连接的防雷效果与设备接地连接的防雷效果电源线电源线信号线信号线设备设备A设备设备BPE-APE-Bi=5kA地面地面i=5kASPDR=1U=5kVU=5kVU=5kV信号耐压信号耐压:100V,200VSPD等电位连接的防雷效果等电位连接的防雷效果电源线电源线信号线信号线设备设备A设备设备BPE-APE-Bi=5kA地面地面i=5kASPDR=1U=5kVU=5kVU=5kV信号耐压信号
18、耐压:100V,200VSPD等电位连接的防雷效果等电位连接的防雷效果电源线电源线信号线信号线设备设备A设备设备BPE-APE-Bi=5kA地面地面i=5kASPDR=1U=5kVU=5kV 信号耐压信号耐压:100V,200VSPD连接信号连接信号SPD的防雷效果的防雷效果电源线电源线设备设备A设备设备BPE-APE-Bi=5kA地面地面i=5kASPDR=1U=5kVU=5kVSPDU=5kVU=5kV连接信号连接信号SPD的防雷效果的防雷效果it10 S350 S设设,铜导线长铜导线长1m,截面积截面积10mm2,电感电感L=1H,电阻电阻R=1/1000,雷电流雷电流i=1kA,导线两
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