架空線路(無(wú)屏蔽)雷電感應(yīng)過(guò)電壓幅值,可用下列公式表示:
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式中:Ug為感應(yīng)過(guò)電壓幅值;
I為雷電流幅值;
hd為導(dǎo)線距地高度;
S為雷擊點(diǎn)與導(dǎo)線垂直距離。
根據(jù)南非郵電部C·F博伊斯《電信系統(tǒng)的保護(hù)》論文資料可知,即使雷云沒(méi)有放電,僅在雷云起電和移動(dòng)過(guò)程中,也能在絕緣良好的短電話線路上產(chǎn)生10~20kV的感應(yīng)過(guò)電壓。產(chǎn)生相距大約為25~3000m的對(duì)地雷擊,一般將在架空電話線路中感應(yīng)出高于1000V的過(guò)電壓,這必將產(chǎn)生相當(dāng)大的危害;
?。ǎ玻┑叵码娎|的雷電感應(yīng)過(guò)電壓
除了直接向電纜流入雷電流以外;由于云間放電,通過(guò)電磁感應(yīng),也能在電纜上誘發(fā)感應(yīng)電壓和電流。如果放電通道與電纜線路相平行,由于電磁感應(yīng),將使電纜的導(dǎo)體產(chǎn)生一定的縱向電動(dòng)勢(shì),并隨之流過(guò)一定的電流。實(shí)際上電纜上的過(guò)電壓沖擊,絕大多數(shù)是感應(yīng)產(chǎn)生的。但因其能量一般較小、電壓低、電流弱,通常很少對(duì)電纜本身造成危害,只能對(duì)電纜相連接端機(jī)或增音機(jī)構(gòu)成危害。
地下電纜的雷電感應(yīng)過(guò)電壓與雷擊點(diǎn)入地雷電流幅值、雷擊土壤電阻率,電纜與雷擊點(diǎn)的距離、電纜掩埋深度、電纜屏蔽及其接地狀況等因素有關(guān)。感應(yīng)過(guò)電壓分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩部分,對(duì)于輸電線路來(lái)講,其過(guò)電壓以靜電感應(yīng)為主。國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明,若有5kA雷電流流入接地網(wǎng),在其附近5~10m遠(yuǎn)的無(wú)屏蔽電纜上將感應(yīng)5~7.5kV的過(guò)電壓。但電纜有金屬護(hù)套,并且兩端做良好接地,則感應(yīng)過(guò)電壓幅值將在250~750V之間。
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?。玻彪娫淳€路進(jìn)線方式
電源線路進(jìn)入建筑物通常有兩種方式:架空線路或埋地引入。為了防止或減少雷電波的侵入,室外電源線路宜全線埋地敷設(shè)或距建筑物15m處采用鎧裝電纜段或無(wú)鎧裝電纜穿鋼管埋地引入,進(jìn)入建筑物內(nèi)總配電箱或電源配電柜,然后分線進(jìn)入用戶(hù)。
?。玻搽娫淳€路的接地與等電位連接
電源供電系統(tǒng)通常采用TN-C-S系統(tǒng),在電源進(jìn)線點(diǎn)進(jìn)行總等電位聯(lián)結(jié)(MEB)。另外,電纜外導(dǎo)體對(duì)內(nèi)導(dǎo)體有靜電屏蔽作用,電纜的外導(dǎo)體同內(nèi)導(dǎo)體形成電容很容易將芯線上高頻性質(zhì)的感應(yīng)電荷泄放入地,可一定程度限制較低的感應(yīng)雷電波侵入。這就要求將電纜金屬外皮、鋼管等在進(jìn)出建筑物處同電氣設(shè)備的接地極相連。這種方式將極大減少高電位引入的威脅。在電纜進(jìn)用出戶(hù)處將電纜外皮及保護(hù)鋼管與電氣設(shè)備接地極連接,在轉(zhuǎn)換處應(yīng)裝設(shè)低壓配電線路適用的避雷器,另要將避雷器、電纜金屬外皮、絕緣子鐵腳、金具連在一起接地。
建筑物防直擊雷接地極同電氣接地極共同泄放直擊雷電流時(shí),會(huì)出現(xiàn)接地極上雷電流經(jīng)電阻耦合的高電位引入情況,這就需要在線路進(jìn)戶(hù)處必須裝設(shè)一組避雷器,將高電位鉗制在安全值。對(duì)保護(hù)耐壓較低的家電產(chǎn)品而言,有必要在分配電箱處加裝避雷器作為二級(jí)防護(hù),以便逐級(jí)泄放雷電能量,逐步降低所鉗制的雷電壓值。對(duì)于信息系統(tǒng)重要性,有必要采取電源三級(jí)防雷。
?。辰Y(jié)論
在雷雨季節(jié),城市或農(nóng)村低壓供電線路是產(chǎn)生雷擊事故最多的,也是防雷最薄弱的環(huán)節(jié),最被人們所忽略的角落,因此要求住戶(hù)加裝防雷保護(hù)器是非常必要的。