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1、防雷知识讲座,演讲者：王东生,广西地凯防雷工程有限公司,一、雷电成因二、雷电损坏设备原理及防雷设 计思路三、等电位接地四、防雷设计手册使用介绍,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,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3万安培，最大电流可达3
2、0万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。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。,闪电的温度，从摄氏一万七千度至二万八千度不等，闪电距离近，听到的就是尖锐的爆裂声；如果距离远，听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表，听到雷声后即把它按停，然后以3来除所得的秒数，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，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。 闪电在云中阴阳
3、电荷之间闪烁，而使全地区的天空一片光亮时，那便称为片状闪电。未达到地面的闪电，也就是同一云层之中或两个云层之间的闪电，称为云间闪电。 曲折开叉的普通闪电称为枝状闪电。,人工引雷,自然雷电击距的观测,击距的定义?下行先导最后一次跳跃的距离;最后一次跳跃的下行先导的头部与地面突出物(如避雷针尖)之间的距离两个不同性质的物理量?最后一次跳跃的下行先导的头部与地面突出物上行先导头部之间的距离,雷电的感应 静电感应 电磁感应,雷云电荷对地面的感应,雷云对输电线路的感应,静电感应对输电线路影响雷云电荷除了对架空避雷线感应产生异性电荷外，还会对下方的输电线路产生感应,- - - - - - - - - -
4、- - -,- - - -,+ + + + + + + + + + + + +,+ + + + + + + + +,+ + + + + +,+ + + + + +,静电感应对输电线路影响架空避雷线上的电荷，还会对下方的输电线路产生感应,- - - - - - - - - - - - -,- - - -,+ + + + + + + + + + + + +,+ + + + + + + + +,+ + +,+ + +,静电感应电荷的流动,电磁感应（雷电电磁脉冲）,I=100kA,R=1,U=I*R=100kV,防雷地,建筑物,设备,设备,I=100kA,R=1,U=I*R=100kV,电源线,信号线
5、,计算机设备地,防雷地,建筑物,设备,I=100kA,R=1,U=I*R=100kV,电源线,信号线,计算机设备地,防雷地,建筑物,I=100kA,R=1,U=I*R=100kV,电源线,信号线,计算机设备地,防雷地,建筑物,设备,I=100kA,R=1,U=I*R=100kV,电源线,信号线,防雷地,建筑物,设备,I=100kA,R=1,U=I*R=100kV,电源线,信号线,计算机设备地,建筑物,设备,SPD,设备,R=1,i=100kA,U=100kV,3m,3m,设备接地与防雷接地分开,设备,i=100kA,U=100kV,U=0V,220V,信号线,设备接地与防雷接地分开的电位,i=
6、100kA,U=100kV,U=0V,220V,设备,设备与防雷接地分开人身不安全,i=100kA,U=100kV,U=0V,220V,设备,设备与防雷接地分开设备损坏,设备,i=100kA,U=100kV,U=100kV,220V,设备采用共用接地方式,i=100kA,U=100kV,U=100kV,220V,设备,设备采用共用接地方式,设备,i=100kA,U=100kV,220V,连接SPD的等电位防雷效果,直击雷、静电感和电磁感应都会使雷电沿高压输电线路引入用户端,高压输电线路雷电引入,配电柜,L1,L2,L3,接地线,10kA,R=4,10kA,U=40kV,雷电进入变压器前端,配电
7、柜,L1,L2,L3,接地线,10kA,R=4,10kA,U=40kV,雷电进入变压器前端,配电柜,L1,L2,L3,接地线,DK-50GSPD,U=40kV,U=40kV,R=4,10kA,10kA,雷电进入变压器前端,N,配电柜,L1,L2,L3,接地线,设备,接地线,信号线,U=40kV,雷电进入变压器后,DK-50GSPD,N,雷电流流向分配,建筑物内有电源线(三芯)和服务牲管线,设雷电流I=100kA,雷电流50%入地,进入电源线的雷电流:I线=100/2/2/3=8.3kA,雷电流流向分配,KA I,t us,10,350,10/350S模拟直接雷击流波,0.1Imax,0.5Im
8、ax,0.9Imax,Imax,直接雷击模拟波,KA I,t us,8,20,8/20S模拟感应雷电流波,0.1Imax,0.5Imax,0.9Imax,Imax,雷击过电压是高达几千甚至上万伏，微秒级的电脉冲。,感应雷击模拟波,i,t,20 S,8 S,10 S,350 S,从能量守恒定律得:i82 * R * t8 = i102 * R * t10,R,i,10/350S与8/20S的关系,i,对两个电流波进行积分得: 0 i82(t) * R * dt = 0 i102(t) * R * dt解得: i8 = 5.6 i10, 取值:i8 = 6 i10,R,电源线路浪涌保护器标称放电电
9、流参数值,假设：设备与设备和配电柜的接地线是独立分开,雷电损坏设备的路径,SPD与设备接地,电源线,电源线,信号线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i=5kA,R=1,DK-40SPD,电源线,电源线,信号线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i=5kA,R=1,雷电损坏设备的两大参数1.过电流 2.过电压,DK-40SPD,电源线,电源线,信号线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i=5kA,SPD,R=1,U=5kV,U=5kV,U=0V,U=5kV,SPD与设备接地分开的防雷效果,DK-40SPD,电源线,信号线,设备A,设备
10、B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i=5kA,R=1,U=5kV,U=V,U=5kV,设备电源耐压:15002500V,设备电源耐压,DK-40SPD,电源线,信号线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i=5kA,R=1,U=5kV,U=V,设备电源耐压:15002500V,U=5kV,SPD与设备接地连接的防雷效果,DK-40SPD,电源线,信号线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i=5kA,R=1,U=5kV,U=5kV,U=5kV,信号耐压:100V,200V,SPD等电位连接的防雷效果,DK-40SPD,电源线,信号线,设备A,设备B,
11、PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i=5kA,R=1,U=5kV,U=5kV,U=5kV,信号耐压:100V,200V,SPD等电位连接的防雷效果,DK-40SPD,电源线,信号线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i=5kA,R=1,U=5kV,U=5kV,信号耐压:100V,200V,SPD,连接信号SPD的防雷效果,DK-40SPD,电源线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i=5kA,R=1,U=5kV,U=5kV,SPD,U=5kV,U=5kV,连接信号SPD的防雷效果,DK-40SPD,导线的残压,2m,SPD1000V,i=10kA,2
12、000V,3000V,设备,防雷工程设计定律,1m长导线 流过1kA雷电流 产生100V残压,电源线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i=5kA,R=1,SPD,2m,2000V,1500V,100V,一级SPD的防雷效果,DK-40SPD,电源线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i1=kA,SPD,R=1,1500V,i2=1kA,多级SPD的防雷效果：前一级分流的雷电流,DK-100SPD,DK-40SPD,1800V,电源线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,i1=kA,SPD,R=1,i2=1kA,1500V,1200V,
13、多级SPD的防雷效果,DK-100,DK-40,1800V,电源线,设备A,设备B,PE-A,PE-B,i=5kA,地面,SPD,R=1,1200V,i4,i4=200A,i3,串联多级SPD的防雷效果, 安全阀值: 1500V/200A,DK-100,DK-40,设备A,i=20kA,SPD,R=1,16kA,4kA,800A,160A,串联电源SPD,DK-150,DK-40,DK-80,信号SPD,电源、信号使用示意,等电位接地,错误的局部串联接地方式,3m,i=1kA,300V,正确的接地方式,不正确的接地方式: 信号接地线太长,正确的接地汇集方法,i,RCRPE RPE: 1*250 mm2i1 i2 RC :2.5mm2,大型机房的接地方式,I=100kA,R=1,U=I*R=100kV,建筑物,.,.,.,.,.,.,.,h V=hnI kV,2-10 kV,配电设备,I=100kA,R=1,U=I*R=100kV,建筑物,.,.,.,.,.,.,.,h V=hnI kV,0 kV,配电设备,谢谢！,演讲者：王东生电 话：13978688811,
