防雷工程基本知识 三

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1、防雷工程基本知识三防雷工程基本知识(三) 2010年12月28日23：为什么氧化锌压敏电阻电涌保护器标识有的只标Imax，有的只标In？ 答：In是一个可以承受多次放电而不改变技术性能的值，Imax是一个可以承受的最大极限放电电流，经过Imax放电后不考虑技术性能改变。只标Imax的产品，易给使用者造成产品放电电流指标高于同类产品的错觉，选用时应特别注意！ 24：在不同的接地系统，SPD3+1的使用方法有什么区别？ 答：1、TT接地系统：GB50057-94（2000版）标准规定，L1、L2、L3对N线接三只SPD，能有效的拦截相线浪涌电压。当雷电浪涌使SPD导通放电时，巨大的涌流瞬间流向N线

2、，使N线电位上升，所以必须给N线提供一个放电电流通道。对N线的放电，要求限制电压低，通流大。气体放电器在放电时，只有电弧电压，限制电压很低，可以承受很大的放电电流，不存在劣化失效问题，在TT系统，SPD的安装位置不同，使用方法有差异。SPD安装在RCD（漏电保护器）的进线端，L-N保护，使用3极氧化锌压敏电阻电涌保护器，N-PE使用气体放电器，简称3+1组件；当SPD安装在RCD出线端，使用4极L-PE、N-PE保护。在实际应用中，极易被忽视。 2、IT接地系统：在IT接地系统，使用三极SPD（3P）。由于系统不接地或小电流接地，因此SPD的放电通道不像TT、TN系统，可等效为相线三角连接保护

3、。 3、TN接地系统：在变压器出口处PE线与N线在一个接地点引出（还未分开），因此SPD的接线方式变为L1、L2、L3对PEN安装三个SPD，称为3极（此点看作TN-C ）。放电电流通过PEN线入点，当PEN线分开后，保护接线方式为L1、L2、L3、N对PE安装四个SPD，称为4极（此点为TN-S），放电电流通过PE线入地。而N-PE间即可以使用压敏电阻型SPD也可以使用气体放电器，就其保护效果来看，差别不大。 接地系统的变化，设计时是灵活多样的，如下图： 25：为什么3+1不全部使用气体放电器？ 答：气体放电器的特点是重复放电寿命高，限制电压低，放电电流大。放电发生时，器件两端呈现的是电弧电

4、压，浪涌消失后，由于器件两端呈现的是电弧电压低于电源电压，会有电源电流流入，使放电结束滞后于浪涌电压的消失，电源电压会出现瞬间下跌（此时流入气体放电器的电流，称做续流），另外气体放电器的反应时间比压敏电阻慢，这对一些用电设备是不利的。因此3+1组合不能全部使用气体放电器。 26：为什么在SPD的回路中要安装熔断器或断路器？ 答：SPD的内部核心是一个氧化锌压敏器件，氧化锌是由晶粒组成，晶粒被具有P-N结半导体结构的晶界层隔开，这些晶界层决定了压敏电阻的V-I特性。当浪涌电流通过压敏电阻超过了它的承受能力时，瓷体中将有部分晶界层被损坏，致使压敏电压下降，严重时将被击穿。随着放电次数的增加，性能逐

5、渐下降，当失效损坏时，往往是短路的形式。当突发性的特大浪涌通过SPD时，热量还来不及传递到热熔断机构，氧化锌压敏器件就已经损坏，如果是炸裂性损坏，放电通路自然被切断，如果短路性损坏，由于热量没达到热熔断切断电源，此时，必须依*熔断器或断路器切断电源。 27：SPD安装在空气开关的后面，在发生放电时是否会引起误动？ 答：不会！因为雷电浪涌的时间是微秒级，而空气开关的动作时间是毫秒级，SPD放电不足以引起空气开关动作。但不排除特殊情况下持续时间长的浪涌放电，引起空气开关动作。 28：能否只安装D级SPD，节省开支？ 答：不能！IEC61312给出了分级保护的概念，规定了雷击保护采用逐级分流的方法。

6、雷电浪涌电流能量非常大，如果单*D极既要达到泄放极大的雷电电流、又要把限制电压做的很低，其结果是SPD的寿命非常短，特别是我们没能及时的更换已损坏的SPD时，电器设备将完全暴露在没有任何保护的状态下，在雷击发生时，那将是很危险的！采用了逐级分流的保护方案，A级和B级是为下一级做了预备保护（好比后勤工作），实质性的保护是D和C级，就是说没有前级的分流保护，后面的D级或C级长寿命工作是不可能的！ 29：雷电是怎样形成的？ 答：雷电是一种大气中放电现象，产生于积雨中，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程

7、度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25-30KV/cm），开始游离放电，我们称之为先导放电。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时（地面上的建筑物，架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流（一般为几十千安至几百千安），并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成雷电。 30：什么叫跨步电压？ 答：跨步电压是雷电击中地面物，雷电流泄入大地并在土壤中散流开，由于土壤电阻率有一定分布，雷电流在地面上各点间就出现电位降，*近雷击点，电流密度越大，电位降也就越大。如果人站在或行走在落雷点附近，

8、在两脚间的电位降可使雷电流通过两脚和躯干的下部，人就会被击伤。这两脚间的电位降叫跨步电压。 31：在一类防雷中为什么在安装的独立避雷针（包括其防雷接地装置）至少距被保护的建筑物之间距离3米。 答：为了防止独立针遭直击雷击时对被保护物的反击。 32：什么叫均压环？在建筑防雷设计时，对均压环的设计有什么要求？ 答：均压环是高层建筑物为防侧击雷而设计的环绕建筑物周边的水平避雷带。在建筑设计中当高度超过滚球半径时（一类30米，二类45米，三类60米），每隔6米设一均压环。在设计上均压环可利用圈梁内两条主筋焊接成闭合圈，此闭合圈必须与所有的引下线连接。要求每隔6米设一均压环，其目的是便于将6米高度内上下

9、两层的金属门、窗与均压环连接。 33：在各类防雷中对引下线和天面网格有什么要求？ 答：引下线和天面网格通常用镀锌圆钢不小于8。一、二、三类对应引下线间距不大于12米、18米、25米；一、二、三类对应的天面网格5*5平方米（4*6平方米）、10*10平方米（8*12平方米）、20*20平方米（16*24平方米）。 34：在高土壤电阻率地区，降低防直击雷接地装置的接地电阻 宜采用什么方法？ 答：规范P26第4.3.4条，在高土壤电阻率地区，降低接地电阻可采取下列方法之一：（1）采用多支线外引接地装置，外引长度不大于有效长度，即le=2 。（2）接地体埋于较深的低电阻率土壤中。（3）采用降阻剂。（4

10、）换土。 35：什么叫雷电的反击现象？如何消除反击现象？ 答：雷电的反击现象通常指遭受直击雷的金属体（包括接闪器、接地引下线和接地体），在接闪瞬间与大地间存在着很高的电压，这电压对与大地连接的其他金属物品发生放电（又叫闪络）的现象叫反击。此外，当雷击到树上时，树木上的高电压与它附近的房屋、金属物品之间也会发生反击。要消除反击现象，通常采取两种措施：一是作等电位连接，用金属导体将两个金属导体连接起来，使其接闪时电位相等；二是两者之间保持一定的距离。 36：金属油罐在防直击雷方面有什么要求？ 答：金属油罐在防直击雷方面的要求：（1）贮存易燃、可燃物品的油罐，其金属壁厚度小于4毫米时，应设防直击雷设

11、施（如安装避雷针）；（2）贮存易燃、可燃物品的油罐，其金属壁厚度4毫米时，可不装防直击雷设施，但在多雷区也可考虑装设防直击雷设施。（3）固定顶金属油罐的呼吸阀、安全阀必须装设阻火器。（4）所有金属油罐必须作环型防雷接地，接地点不小于两处，其间弧形距离不大于30米，接地体距罐壁的距离应大于3米。（5）罐体装有避雷针或罐体作接闪器时，接地冲击电阻不大于10欧。 37：阴极保护装置通常采用什么材料？为什么？ 答：阴极保护装置通常采和镁合金或锌合金。因为镁合金或锌合金是比铁活跃的金属元素，当经过特殊加工的镁合金或锌合金块与被保护的金属（铁）储罐连接后，镁合金或锌合金的负离子，通过连接导体不断移向埋在地

12、下的金属储罐，使金属储罐得到一定量镁合金或锌合金的负离子，成为阴极，而镁合金或锌合金不断失去负离子，显示阳极的特性。就是因为这些比较活跃的镁或锌的负离子，连续不断地移向金属储罐，从而补偿了储罐的腐蚀，而镁合金或锌合金经过多年使用后，使自己失去了防腐能力，牺牲了自己，所以这种装置又叫牺牲镁（锌）阳极，保护阴极（罐体）的一种装置。 38：雷电防护措施包括哪些部分？ 答：主要包括：直击雷防护、侧击雷防护、感应雷防护三大部分，并采用接闪、分流、屏蔽、均压、等电位、接地等技术措施。 39：直击雷防护目的是什么？按现代防雷技术要求，直击雷防护采用哪些措施？ 答：直击雷防护是保护建筑物本身不受雷电损害，以及

13、减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地时对建筑物内部空间产生的各种影响。直击雷防护主要采用独立避雷针（矮小建筑物）。建筑物防直击雷措施应采用避雷针、带、网、引下线、均压环、等电位、接地体。 40：什么叫感应雷？感应雷防护的目的是什么？应采取哪些防护措施？ 答：感应雷的防护措施是对雷云发生自闪、云际闪、云地闪时，在进入建筑物的各类金属管、线上所产生雷电脉冲起限制作用，从而保护建筑物内人员及各种电气设备的安全。采取的措施应根据各种设备的具体情况，除要有良好的接地和布线系统，安全距离外，还要按供电线路，电源线、信号线、通信线、馈线的情况安装相应避雷器以及采取屏蔽措施。 41：接地的种类有哪些？ 答：接地的种类除防雷接地外，还有交流工作接地、保护接地、直流接地、过电压保护接地、防静电接地、屏蔽接地等等。 42：电子设备的接地方式及接地电阻要求如何？ 答：电子设备的接地方式有独立地和合设地。独立地的接地电阻值除另有规定外，一般不大于4欧，并采用一点接地方式。电子设备接地宜与防雷接地系统共设，但其接地电阻不宜大于1欧。若与防雷地分设，两接地系统的距离不宜小于20米。