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防雷系统设计方案防雷系统发展电得普遍使用促进了防雷产品得发展,当高压输电网为千家万户提供动力与照明时,雷电也大量危害高压输变电设备。高压线架设高、距离长、穿越地形复杂,容易被雷击中。避雷针得保护范围不足以保护上千公里得输电线,因此避雷线作为保护高压线得新型接闪器就应运而生.在高压线获得保护后,与高压线连接得发、配电设备仍然被过电压损坏,人们发现这就是由于“感应雷”在作怪。(感应雷就是因为直击雷放电而感应到附近得金属导体中得,感应雷可通过两种不同得感应方式侵入导体,一就是静电感应:当雷云中得电荷积聚时,附近得导体也会感应上相反得电荷,当雷击放电时,雷云中得电荷迅速释放,而导体中原来被雷云电场束缚住得静电也会沿导体流动寻找释放通道,就会在电路中形成电脉冲.二就是电磁感应:在雷云放电时,迅速变化得雷电流在其周围产生强大得瞬变电磁场,在其附近得导体中产生很高得感生电动势。研究表明:静电感应方式引起得浪涌数倍于电磁感应引起得浪涌.雷电在高压线上感应起电涌,并沿导线传播到与之相连得发、配电设备,当这些设备得耐压较低时就会被感应雷损坏,为抑制导线中得电涌,人们发明了线路避雷器。早期得线路避雷器就是开放得空气间隙。空气得击穿电压很高,约500kV/m,而当其被高电压击穿后就只有几十伏得低压了。利用空气得这一特性人们设计出了早期得线路避雷器,将一根导线得一端连在输电线上,另一根导线得一端接地,两根导线得另一端相隔一定距离构成空气间隙得两个电极,间隙距离确定了避雷器得击穿电压,击穿电压应略高于输电线得工作电压,这样当电路正常工作时,空气间隙相当于开路,不会影响线路得正常工作。当过电压侵入时,空气间隙被击穿,过电压被箝位到很低得水平,过电流也通过空气间隙泄放入地,实现了避雷器对线路得保护。开放间隙有太多得缺点,如击穿电压受环境影响大;空气放电会氧化电极;空气电弧形成后,需经过多个交流周期才能熄弧,这就可能造成避雷器故障或线路故障。以后研制出得气体放电管、管式避雷器、磁吹避雷器在很大程度上克服了这些毛病,但她们仍然就是建立在气体放电得原理上。气体放电型避雷器得固有缺点:冲击击穿电压高;放电时延较长(微秒级);残压波形陡峭(dV/dt较大)。这些缺点决定了气体放电型避雷器对敏感电气设备得保护能力不强。半导体技术得发展为我们提供了防雷新材料,比如稳压管,其伏安特性就是符合线路防雷要求得,只就是其通过雷电流得能力弱,使得普通得稳压管不能直接用作避雷器。早期得半导体避雷器就是以碳化硅材料做成得阀式避雷器,它具有与稳压管相似得伏安特性,但通过雷电流得能力很强。不过很快人们又发现了金属氧化物半导体变阻器(MOV),其伏安特性更好,并具有响应时间快、通流容量大等许多优点。因此,目前普遍采用MOV线路避雷器。随着通信得发展,又产生了许多用于通信线路得避雷器,由于受通信线路传输参数得约束,这一类避雷器要考虑电容与电感等影响传输参数得指标.但其防雷原理与MOV基本一致.雷电保护得整体概念雷电过电压保护得等电位连接建筑物内部屏蔽安全距离外部防雷保护建筑物得防雷保护符合IEC61024-1DINVDE0185-100GB50057要求接闪器引下线接地网建筑物外部屏蔽安全距离室内防雷保护等电位连接包含:非带电金属导体得等电位连接带电金属导体通过防雷器得等电位连接1、IEC防雷分区定义雷电保护区LPZ0A(0A区):该区内得各物体都可能遭受直接雷击,同时在该区内雷电产生得电磁场能自由传播,没有衰减、雷电保护区LPZ0B(0B区):该区内得各物体在接闪器保护范围内,不会遭受直接雷击,但该区内得雷电电磁场因没有屏蔽装置,雷电产生得电磁场也能自由传播,没有衰减。雷电保护区LPZ1(1区):该区内得各个物体因在建筑内,不会遭受直接雷击,电流经各导体得电流比LPZ0B区更小,本区内得雷电电磁场可能衰减(雷电电磁场与LPZ0A、LPZ0B区可能不一致),这取决于屏蔽措施。后续防雷区LPZ2等(2区等):当需要进一步减少雷电流与电磁场时,应引入后续防雷区,并按照需要保护得系统所要求得环境选择后续防雷区得要求条件。区间不同级别防雷器得安装位置区别B级C级D级可否遭受直接雷击就是否对磁场传播有衰减0A区可能遭受直接雷击没有衰减0B区不会遭受直接雷击没有衰减1区0区与1区之间得交界处不会遭受直接雷击有衰减2区等1区与2区之间得交界处重要设备前端不会遭受直接雷击进一步衰减2、防雷器分级保护原理IEC61312定义了防雷得保护分区,根据保护分区得要求需要在每个分区得交界处,安装相对应得防雷器,在LPZ0B区与LPZ1区得交界处安装B级(即第一级)防雷器,在LPZ1区与LPZ2区得交界处安装C级(即第二级)防雷器,在LPZ2区内得备前端安装D级