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1、雷击建筑物中流过输电导体的电 涌电流分布情况模拟 Index 背景 火箭引雷实验 数据及计算仿真 后续雷击、首次雷击和长时间 雷击的计算仿 真 结论 背景 了解遭雷击的建筑物内输电导体上的电流 情况对电涌保护器的选型、配置和安装有 重要意义。 IEC 62305-1认为部分电流的波形和雷电流波 形相同。 火箭引雷实验数据及计算仿真 2005年2月4日巴西 卡舒埃拉( Cachoeira)，在安 装通信基站（RBS ）塔顶架设的火箭 引雷装置引雷成 功。 人工引雷的获得雷 电流并不等同真实 雷电。其余自然雷 电中的后续雷击较 为接近。 计算机模拟 仿真工具：PSPICE 该研究通过实测火箭引雷的
2、数据和模拟结 果的比较验证了模型的有效性。 进一步使用该模型分析了IEC 62305中的其 它波形。（0.25/100、10/350、长波） 电路模型 影响分流的主要因 素： 接地系统： TN系统 ，中性点直接接地 ，距离变压器20m处 重复接地 SPD：电压限制型（ MOV） 使用引雷数据对模型的验证 1. 模拟值拟合度很高 2. 在相线和零线中的电流波 形和原始雷电流差异很大。 波前时间长，di/dt低，波尾 长。 3. 描述线路和SPD中的部分 雷电流仅使用峰值是不完善 的，还需考虑转移电荷量。 后续雷击0.25/100 （50kA） 1.流入电源系统的电流波形 和原始雷电流不同，波前时
3、 间长，di/dt低。 2.初始阶段超90%的电流入 地，入电源系统的电流在超 过10us后达到峰值。 3.约60%的转移电荷量入电 源系统，和IEC的50%较吻合 4.由于相线上的SPD改变了 线路阻抗，因此具有较短波 尾。 5.无需使用0.25/100测试SPD ，10us左右的上升时间是和 合理的，对于残压试验非常 重要。 首次雷击10/350（200kA） 1.流入地和电源系统的电流 具有相同的峰值和接近的电 荷量，很好的吻合IEC 62305 的原则。因此使用10/350测 试建筑物入口处的I级分类 试验的产品是适合的。 2.相线和零线上的电流峰值 较为接近，但是相线上的波 尾较短
4、3.在相线和零线的实际分流 情况和遭受雷击的建筑物接 地电阻及电源的接地制式相 关。TN和TT系统中安装在相 线和零线上的SPD应该有不 同的要求。 TN系统中的长时间雷击(200C，0.5s) 1.总电流400A，160A接 地系统入地，240A零 线入地。（由接地系统 的直流电阻决定） 2.没有电流流过SPD， 零地之间的电压不足以 启动SPD IEC62305-1指出，高暴露的物体如风力涡轮机或电信塔发起的具有相对低电流的向 上放电的比向下（云到地）闪击更为频繁。 负极性上行雷击 在奥地利盖斯贝格塔记录到的负极性上行雷击 长时间雷击常常在直流成分上 有叠加闪击即- 分量，同时还 可能衔接
5、若干回击即-分量。 IEC 623051中也有提到这类情 况。 TT系统中的长时间雷击 TT系统中的长时间雷击(200C，0.5s) 结论 1.峰值和di/dt决定残压，尽管存在0.25/100 这样的 雷电流波形，由于线路中阻抗的缘故考虑10us的上 升沿就足够了。 2.影响低压配电系统中雷电流分布的因素很多，包 括接地电阻、接地制式和SPD安装的位置和数量 等。 3. 转移电荷量和电流峰值同样重要。但在不同条件 （波形、系统）下，其分配并不能用同一个单一系 数表示。 4.在建筑物入口处的SPD，流过其的电流波形任然接 近10/350。 5. 零地间的雷电流波尾更长，所以在零地间选择更 大的SPD是正确的。 进一步完善 1. 对长时间雷击对相零间SPD的影响，并没 有给出什么应对策略 2. 在建模过程中只考虑了由一个变压器对 一个孤立的建筑物进行供电的情况。而没 有考虑多个并联建筑使用同一变压器的情 况。（电路阻抗降低，有更多的部分雷电 流会进入电源系统） Thank you！
