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电涌范文10篇

时间：2023-04-05 06:23:13

电涌范文篇1

关键词：信息系统安防系统SPD标准化模块化XP随心专利

随着防雷意识的不断加深，国内防雷产业的发展方兴未艾，国产SPD已经从实践摸索，借鉴国外技术中闯出了一条技术创新之路。但不同于标准化的35mmDIN导轨安装的低压配电系统电涌保护器，信息系统电涌保护器的发展一直受到信息系统特点的制约，无论从外形、接口方式、或者应用标准等方面可以称的上是五花八门，无奇不有。这也是因为信息系统本身固有的复杂特性带来的。目前的包括安防系统在内的信息系统SPD大致上需要符合以下特点：

1保护电压等级多-大约从5V开始一直到200V，甚至有更高的特殊需求

2接口众多-RJ11/45、D型9针、15针、25针….、端子类、BNC\TNC\N\DIN….同轴类等常用的几十种连接方式。

3线路标准多-RS485/422、RS232、V.11、V.24、V.35……PSTN、DDN、ADSL、ISDN、…10BASET、10BASE2、10BASE5、10/100BASET、TOKENRING……等等几十种。

4数据传输率差异大，从几Kbit/s-到几百MBit/s甚至几个G乃至更高

5信号传输要求差异大，平衡式、非平衡式、屏蔽、非屏蔽、CAT3、CAT5......

6安装方式要求差异：平台放置、导轨固定、19英寸标准机架安装、挂墙......

7系统要求差异大：消防系统、门禁及对讲系统、监控系统、防盗报警、一卡通系统、自动抄表、卫星与有线电视、音频扩声......

基于上述特点，不论是对于国内还是国外厂家生产的信息系统电涌保护器都造成了一些困扰。

1规格繁多，

2外形繁多

3安装方式繁多

4可代换性差

5防雷方案设计困难，系统一体化设计性差。

6维护困难

7无升级特性，资源重复利用性差。

设计人员对于不同的或者非标的安装方式无从下手；而用户寻找最适用的产品非常困难，而且维护更换基本接近于重新施工。上述问题已经严重影响到了信息系统电涌保护器产业的发展。

广州雷迅自2002年研发出全球第一台19英寸标准机架式10/100M自适应网络防雷器RJ45-24E以来，一直致力于解决上述困扰信息系统电涌保护器发展的问题。广州雷迅研发人员综合了低压配电系统电涌保护器的发展历史，并深入调查了各种信息系统的电涌保护需求，详细分析了信息系统电涌保护器在各行业的应用，创新的推出了“XP随心系列”模块化信息系统电涌保护器，并申请了相应的国家专利。该系列产品已进行了测试和部分系统的应用，测试结果和使用效果均非常理想，彻底或局部解决了上面谈到的各种问题，为使用者的选型及安装提供真正的随心DIY，并将信息系统电涌保护器的研发思路推向全新的领域，为安防各个子系统的一体化设计带来了全新的方法。

“XP随心系列”信息系统电涌保护器吸收了低压配电系统电涌保护器的标准化DIN导轨安装思路，同时又兼顾了信息系统19英寸标准机架的安装方式，并且兼容了目前信息系统电涌保护器的各种安装方式，解决了信号防雷器在实际的安装及使用的一大困扰，创造性的XP系列信息系统电涌保护器划分成两个模组组成：

一、XP系列安装底座，主要性能：

a.传输特性:直流:5~48V,信号:0~1000MB。

b.标称放电电流（8/20μs）：5kA。

c.最大放电电流（8/20μs）：10kA。

注：以上性能已经符合目前绝大多数信息系统应用的需求，且满足GB50343的LPZ0-1界面的前级电涌保护器要求。

二、M系列模块主要性能：

a.接口型式：提供信号传输的标准输入输出口。

b.传输特性:直流:5~48V,信号:0~1000MB。

c.保护水平：从15V-500V多种等级。

d.插损：<0.5db。

注：以上性能已经符合目前绝大多数信息系统应用的需求，且符合GB50343的LPZ1-2界面的后级电涌保护器要求

XP系列底座和M系列模块的组合符合GB50343中信息系统各级保护的防雷需要。下面简单的例子描述了“XP随心系列”信息系统电涌保护器的特点

一XP19的应用：（参考图1）

XP19――代表19英寸机架式的电涌保护器前级底座，主要提供19英寸机柜的机架式安装的解决方案，通过使用不同的随心M系列模块解决不同接口方式的信号及低压电源的保护，主要方式如下：

a.根据实际需要选择保护模组的数量：

使用者可以根据实际设备的状况选择安装X路（最多24路或使用n台XP19扩展到n×24路）电涌保护器模块，实现X路X通信标准的级架式保护，一方面降低用户一次性投入暂时没有用到的模块而造成资源浪费，另一方面可以为用户以后作扩展用。

b.根据实际的不同设备需要选择不同的保护模组：

在实际的应用中，常常存在同一个机柜中同时有多种传输信号，如：网络线路、视频线路、其他数据采集信号等等，用户可以通过很简单的方法选择不同的模组插到同一个XP19就可以实现不同的信号的保护。

c.防雷工程等电位连接防呆：

所有的随心M系列模块的接地由XP19内部等地位接地，避免因为防雷工程施工考虑不全面而造成防雷系统失效或效果不佳，XP19的防呆式设计，就算不完全了解防雷工程的人员也避免因工程施工因素带来的影响。

图1

二、XP35的应用：(参考图2)

XP35――代表35mm导轨式安装的电涌保护器前级底座，主要提供信号数量少或信号不集中在同一个区域的解决方案，主要应用如下：

a．多组XP35的组合成防雷模组：

针对不同的信号场合，通过n组XP35的随心组合，为各种的信号场合解决信号的防雷方案。

如：XP35＋视频模组＋电源模组＋控制线路模组，就可以完成监控摄像头的完全保护。

b．底座单独使用作为前级电涌保护器:

该系列底座提供多种接线的方式，可以实现1~4线的多种型式的前级保护，解决一般的设备保护方案。

如：此方式可以取代目前在电话线路普遍使用的科隆结构电话防雷器。

c．底座＋随心系列M模块作为前后级保护:

对于雷电环境比较恶劣或比较精密的设备，可以通过底座＋随心系列模块作为前后级保护，该组合通过多种解决方式，如：

Ø底座1~4路输入(或输出)，底座1~4路输出(或输入)，解决接线式的环境。

Ø模块1~4路输入(或输出)，模块1~4路输出(或输入)，解决接线式的环境。

Ø底座1~4路输入(或输出)，底座1~4路输出(或输入)，解决接线式转换为其他接口的环境。如RS485线路转换DB9或其他接口。

Ø模块接口输入，模块接口输出，解决标准接口输入输出的方案。

Ø……等等

因为信号的种类非常多，传输方式各不相同，相应接口也多种多样，各种信号的保护及型式可以根据不同的需要随时实现。

图2

三、M系列随心模块提供多种接口多种标准实现多种组合方式(参考图3)

XP随心系列系列模块目前提供了RJ11、RJ45、BNC、F10、SMA、9针D型、USB、接线端子式等接口方式的模块，未来还可以根据发展设计出更多的接口方式以适应信息系统的迅速发展，以满足用户的扩展升级及兼容。

图3

“XP随心系列”信息系统电涌保护器的设计目标是：让您能够随心的搭建您最适合您需求的电涌保护系统。所谓“XP”X-PROTECTION，就是随心的保护（PROTECTION）任意的(X)数量，任意的(X)接口，任意的(X)信息传输标准。

下面我们就几个方面深入的展开“XP随心系列”信息系统电涌保护器的优势

一）系统一体化的设计优势

鉴于我们前面谈到的原因，信息系统的电涌保护设计非常困难和繁复，你必须了解到传输标准、接口方式等等信息，才能着手在一大堆型号中挑选合适的规格进行下一步的设计工作。设计人员对于产品规格、特性、接口方式必须非常熟悉，而且要对设计的系统内核传输方式等有所了解，这无疑增加了设计人员的工作难度和工作量。

而“XP随心系列”革命性的标准化设计可以允许你在设计开始阶段，不用再为什么接口、什么频率特性、什么工作电压、什么功率、什么传输模式等等恼人的问题而发愁了。简单到只要数出各种线路的数量，就可以实现系统一体化的电涌保护布局，设计出诸如XP35*50或者XP19*3就可以了，并且根据设计优化布线，实现更为完善的防雷效果。如果需要进一步设计和优化时，你仅仅需要了解XP应用指南和从大量的应用实例中选择合适你要求的模块就可以了。如果是在施工阶段二次设计，则更为简单。因为不论线路、设备规格、品牌、界限方式有什么变化，XP35或者XP19只需要通过简单的调整不同的模块就可以完成以往的大量繁杂的整改工作。

二）工程期的调整优势

对于一个防雷项目而言，经常会遇到施工现场甲方要求临时调整保护的数量、种类等情况。“XP随心系列”允许您简简单单的拔下一个模块，插上另外一个模块就可以轻松满足甲方的要求。这在传统的信息电涌保护产品中是无法想象的。更为轻松的是为了合理布线，您可能只需要将两个模块对调一下位置，就可以使走线更为合理。

三）系统升级的优势

众所周知IT行业的摩尔定律，说明了信息系统的发展非常迅速，如何保护客户的投资，当系统更新升级时，怎样尽量保证客户原来的投资不至于浪费。传统信息系统电涌保护器当遇到系统重大升级时，只能完全废旧换新。而“XP随心系列”可以允许您只要更换一个新的模块，就可以享受系统升级的全新体验。所以您不必再为您的百兆网升级成为千兆网时，电涌保护问题该如何解决而发愁了。

四）维护的优势

电涌保护器毕竟是一种保护性器件，当过度雷击发生时，需要预期电涌保护器本身的不可修复性损坏。那么维护更换将是应用中必须考虑的问题。常规的电涌保护器如果一旦发生损坏，你将不得不整体拆卸，并安装新品到原位。而“XP随心系列”的设计，将相对易损的部分零件设计在模块中，在绝大多数情况下，你的维护更换工作是免工具的，同样是简简单单的拔取损坏的模块并插入新模块。另外，在巡检性维护过程也是很简单的拔取、检测、插回,充分体现出了“XP随心系列”非常的设计理念-人性化设计。

五）二次开发优势

“XP随心系列”允许设计人员通过不同的组合方式，对信息系统电涌保护器进行二次开发。XP系列提供XP35、XP19等几种底座，提供M100E、M**T、M**B...等若干模块，为应用提供了巨大的想象空间，设计人员可以根据自己的系统需求，轻易组成一种最适宜、最经济的全新保护模式。例如ASP原有规格的RJ45-24E可以使用XP19+24个M100E组成，而XP35B+M24C则可以方便的应用在消防报警领域，组合XP35A+M06B则可以对视频监控进行保护。

六）标准化优势

“XP随心系列”标准化的DIN导轨底座设计、19英寸机架式底座设计，等都采用了统一标准的模块，也就是说你可以将原安装与DIN导轨底座的模块，根据需要换到19英寸机架式底座上。包括安装在XP04等其他底座上。而且“XP随心系列”标准化的DIN导轨安装方式，允许在施工中预装底座，设备进场才安装模块等随心方式。在各行各业的应用领域中，例如智能建筑领域，安防领域都可以在建筑期预装底座，交楼才安装模块。这一切均因“标准化”而成为可能。

七）电源、信号工程系统化

在防雷的工作中，一直都强调系统防雷，很多人都因为谈”系统”色变，不知道如何入手，在实际安装中往往因为方案不全面、不同保护器等电位处理不完善等原因而造成整个防雷系统失效。“XP随心系列”集合了电源及信号的防护，有了“XP随心系列”,你不再为此操心，可以大大简化防雷的系统工程，工作就从此得到全面的简化。

“XP随心系列”革命性的设计，打开了一片思维的天空，可以让您的设计欲望尽情的飞翔！“XP随心系列”信息系统电涌保护器的这场技术革命，仅仅是广州雷迅致力于创造更新、更好、更符合客户需求的又一个新的开始。

参考文献：

1.GB50343－2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

电涌范文篇2

关键词:广播电视;微波站;电涌保护器;防雷

在广播电视微波站长期的维护管理工作中，雷击和瞬间过电压会通过电源进入机房设备，导致传输数据受到干扰、丢失，甚至设备损毁、数据传输中断，威胁到广播电视安全播出，其造成的影响更大于直接经济损失。电涌保护器通过多级吸收泄放防护，能显著降低雷电影响，有效保护通信设备安全稳定运行。

1电涌保护器的工作原理

各种电气设备均有额定的工作电压，并且能够承受一定的瞬态过电压。瞬态过电压电涌一般由雷电感应经电源和信号线路引入，或由于电网的大负载投切造成。当回路受到外界进入的瞬态电涌电压超过电气设备所能承受的最大瞬态过电压时，就会造成电气设备损坏。电涌保护器(SurgeProtectionDevice，简称SPD)在本质上是避雷器，能够对电路中产生的瞬态过电压进行有效抑制，电涌保护器主要由避雷器、压敏电阻、稳压二极管和齐纳二级管等能抑制过电压的电气元件组成，电涌保护器一般并联在电源的进线处。当回路中正常工作时，电涌保护器与被保护电路之间互不影响;当因遭受雷击或电网的大负载投切产生的电涌进入电源回路，电涌保护器可以在极短的时间内导通分流，从而避免电涌进入通信设备造成影响、造成损失，保障通信系统安全稳定［1］。

2SPD的主要技术参数

SPD的主要技术参数有持续工作电压UC，额定泄放电流Isn和残余电压Ures。持续工作电压UC是指可持续施加在SPD上，SPD不动作的最大电压。UC应大于低压线路可能出现的最大工频持续对地过电压，IEC标准规定，TN系统内UC应大于1．1U0(U0为相电压)，TT系统因易于发生电气线路对地电位升高的故障，UC应大于1．5U0。由于供电网压偏差较大，尤其各高山台站一般处于电网末端供电线路长，且地形复杂，变台接地电阻取值较高等因素，易发生暂态或持续对地工频过电压，UC应适当取较大些的参数值为宜。泄放电流Isn值与当地雷电强度、电源线路类别、有无下级SPD以及被保护设备对涌流的敏感度有关。防雷系统未安装防直接雷击防护装置时，电源进线处的电涌保护器Isn不小于5kA(8/20μs波形)，当有防雷装置时，由于直接落雷时瞬变电磁场的加强Isn应取更大值，其值可取25kA(10/350μs波形)。Ures为SPD泄放涌流时端子间的电涌残压代表对电涌过电压的防护水平。对于微波站的SPD，Ures同样应小于被保护微波设备所能承受的过电压水平。

3SPD的适用及安装位置

一般的工厂、家庭电气设备预防电涌过电压，因耐压等级及绝缘要求的不同，在电源进线处装设一级SPD即可达到保护目的，而对于微波站电源系统中的雷电保护，一般采用多级防护、逐级限压的方式配置电涌保护器。1)第一级配置交流电涌保护器，对直击雷电流进行泄放。交流电涌保护器安装位置在交流配电柜中三相交流电进线处，在高山多雷区和强雷区的极端情况下，容量为150kA［2］;2)第二级配置单相电涌保护器，对前级避雷器泄放后的残余电压进行二次防护，并且对感应雷击进行防护。单相电涌保护器一般装在开关电源柜中，容量为40kA［2］;3)第三级配置直流电涌保护器，微波设备使用－48V直流供电，选用相应的直流电涌保护器，安装在直流电源处，容量为30kA［2］。电源电涌保护器的最大持续工作电压越低，其限制电压越低，保护作用越大。但持续工作电压不应低于供电系统的供电电压，在供电电压下电涌保护器不能导通。此外，考虑到供电电压波动，电涌保护器的最大工作电压应保证有足够的冗余。在工程中，选取的最大连续工作电压:三相电源电涌保护器为385V，单相电源电涌保护器为320V，直流电源电涌保护器为85V［2］。

4安装SPD后的泄流路径及安全防范措施

电涌保护器对安装位置和工作环境有一定的要求，为了发挥电涌保护器最大作用，以在保证技术人员操作安全前提下，在安装时应当注意以下几个方面:1)电涌保护器的安装方式与电源接地系统有直接关系，TN系统:在单相TN－C－S系统中，PE•N线因通过等电位连接接地，无需装SPD;TT系统:TT系统三相电源每相都应装设SPD。因电气设备中性线不允许接地，中性线对地同样会受到雷电压感应发生涌压，所以中性线也需装设SPD。2)为取得较好的防电涌效果，SPD与相线、中性线和PE线的连接应尽量短捷，IEC标准中规定，SPD连接线的全长不宜超过0．5m，将SPD直接安装在配电箱或母排之间最为短捷。该标准还规定SPD连接线为截面不应小于4mm2的铜芯线。当建筑物装有防直接雷击的防雷装置时，由于雷电瞬变电磁场强度增大使涌流也增大，连接线的截面至少为10mm2。3)压敏电阻类的SPD可能会因雷击损坏而短路，也可能会因使用时间长泄漏电流增大而寿命终了，当泄漏电流增大至一定值时，上面的发光二极管不再发光或以其它方式显示寿命终了，此时应更换，如果更换不及时将会因相线对地短路造成接地故障，从而引起线路过流和人身间接触电事故。有的SPD产品附带有过流分断元件，而对不带此元件的SPD应在SPD上连接熔断器作为保护，也可利用电源线路上的过流防护电器，后一方式比较节省、简单，但会引起电源线路的停电，在广播电视微波站很少采用。4)SPD短路时在TN系统的PE•N线上产生故障电压降，此故障电压沿PE•N线传导至外壳上，如果故障电压大于接触电压限值(干燥场所50V，潮湿场所为25V)，就有可能引起触电事故，SPD前的熔断器、断路器不能有效防止这种触电，故应在SPD前端安装漏电保护设备。5)电源进线处安装的放电间隙在泄放大的涌流时会喷发炽热的游离气体，容易引燃起火，所以安装环境应做好消防措施。

参考文献

［1］洪峰．分析通信站用浪涌保护器的选择［J］．低碳世界，2016(14):231－232．

电涌范文篇3

基坑发生岩溶涌水的基本条件:一是岩溶发育，发育有与基坑连通的岩溶管道、溶蚀带或溶蚀裂隙等;二是岩溶水动力条件，基坑低于汛期岩溶地下水位。

1.岩溶发育条件岩溶发育程度、规模及形态等，决定岩溶涌水的类型与规模。以下部位为岩溶涌水的重点部位，应加强分析预测。

(1)可溶岩与非可溶岩接触带。非可溶岩一般为相对不透水或弱透水层，其构成了岩溶发育与岩溶地下水活动的控制边界，岩溶水往往沿此接触带汇集、径流和排泄，易形成溶蚀带、岩溶泉或暗河，易发生涌水。

(2)可溶岩中的不整合界面、断层带、断层交汇带、破碎带、节理密集带等形成的构造破碎带。岩溶地下水也往往沿其集中径流和排泄，是岩溶涌水的主要部位。

(3)岩溶管道系统或暗河系统。在岩溶发育地区，岩溶管道系统往往纵横交错，岩溶地下水接受水平和垂向补给，地下水位以下的管道或暗河常年有水，水量随季节和降雨量变化大，涌水量大，处理难度较大。

2.岩溶水动力条件

根据岩溶水循环过程的水力学性质及伴随的水动力特征，岩溶地区存在四个水动力带，即垂直渗流带(包气带)、季节变动带、水平渗流带(潜流带)、虹吸渗流带。岩溶区水利水电工程厂坝基坑处于岩溶水的季节变动带、水平渗流带或虹吸渗流带内，季节变动带、水平渗流带的水流力学性质多呈重力梯度流，虹吸渗流带的水流力学性质多呈压力梯度流。季节变动带发生季节性涌水，涌水量受降雨强度与降雨入渗条件控制，以洼地、落水洞、漏斗补给最快，且量集中、变幅大、突发性强，危害性也较大。水平渗流带与虹吸渗流带发生常年涌水，涌水量相对稳定。水平渗流带一般为无压涌水，虹吸渗流带为有压涌水。按出流形式分溶隙型涌水和管道型涌水，溶隙型涌水为渗流运动，涌水量相对小，管道型涌水，地下水运动呈汇流式，涌水量大，危害性大，处理难度大。

二、基坑岩溶涌水类型

基坑岩溶涌水分类，尚无统一的标准和原则，从不同角度和侧重点出发，有不同的分类，概括起来有以下几种分类:

(1)按岩溶水循环系统特征分为管道流涌水、扩散流涌水和混合流涌水;

(2)按涌水形式分为渗水、线流、股流、涌流;

(3)按岩溶水的运动带分为季节变动带涌水与饱水带涌水;

(4)按岩溶水力学性质分为压力流涌水和无压流涌水;

(5)按岩溶水文地质结构分为断裂带涌水、层间涌水、接触带涌水和裂隙涌水等;

(6)按涌水动态变化特点分为水文型涌水、稳定型涌水及突发型涌水;

(7)按涌水量大小分为特大涌水(＞2.0m3/s)、大量涌水(1.0～2.0m3/s)、中等涌水(0.1～1.0m3/s)、少量涌水(0.01～0.1m3/s)、微量涌水(＜0.01m3/s)。

三、基坑岩溶涌水预测

较准确地预测岩溶涌水发生的部位及涌水量，对采取有效的防治措施、保证工程施工工期及施工与运行安全等有重要意义。

1.涌水部位与涌水类型预测

从岩溶地下水的补给、径流及排泄关系看，岩溶区水利水电工程大坝与地面厂房基坑均处于岩溶地下水的排泄区，地下厂房基坑处于岩溶地下水的径流～排泄区，岩溶发育;从岩溶地下水动力分带看，岩溶区水利水电工程厂、坝基坑均位于岩溶地下水季节变动带与饱水带内，岩溶地下水丰富。岩溶区水利水电工程厂、坝基坑一般均存在不同程度的岩溶涌水问题，只是由于补给、径流、排泄及岩溶发育程度不同而导致涌水类型、涌水量及危害程度不同。基坑岩溶涌水部位与涌水类型预测需通过岩溶水文地质测绘、物探、勘探、岩溶水文地质观测与试验及测试、岩溶水文地质分析等勘察方法和手段，在查明基坑所处岩溶水文地质单元、基坑岩溶水文地质结构、岩溶形态、规模及延伸情况、岩溶发育规律、岩溶水动力特征等岩溶水文地质条件的基础上进行。

1.1涌水部位预测

基坑岩溶涌水部位主要根据岩溶发育规律进行预测。一般在下列地段易发生涌水:

(1)可溶岩与非可溶岩接触带、相变带;

(2)可溶岩中的断层带、层间错动带、裂隙密集带、溶蚀破碎带;

(3)向斜、背斜核部;

(4)暗河、岩溶泉及岩溶管道系统发育带。

1.2涌水类型预测

基坑岩溶涌水类型主要根据岩溶地下水循环系统特征与水动力特征进行预测。

(1)暗河、岩溶大泉、岩溶管道涌水类型为管道流涌水，常常产生大量涌水至特大涌水，危害性大，处理难度大，饱水带存在虹吸管道时常产生压力流涌水。

(2)断层带、裂隙密集带、溶蚀破碎带、层间错动带等涌水类型主要为扩散流涌水，一般为少量涌水，危害性不大，较易处理，在饱水带有时产生压力流涌水。

(3)岩溶管道与溶蚀破碎带、裂隙密集带等并存时，涌水类型为混合流涌水，既有管道流涌水，也有扩散流涌水，危害性大，处理难度大。

2.涌水量预测

基坑岩溶涌水量的预测，除了一般的裂隙性涌水量预测之外，主要的是集中管道性涌水预测和最大涌水量预测。岩溶涌水预测，首先应查明岩溶发育规律及水文地质条件，建立符合客观实际的水文地质概念模型，它包括喀斯特含水系统的边界条件、补给来源的地形地貌条件、岩溶化程度、岩体透水性、大气降雨与地下水位变化、泉水的动态特征等水文地质参数，然后建立与水文地质概念相符的数学模型。基坑岩溶涌水量的预测方法有水均衡法、水文地质比拟法、水文地质解析法、水文地质数值法以及非线性理论方法等。常用的主要有水均衡法、水文地质解析法与水文地质比拟法。水均衡法是目前基坑岩溶涌水量预测的一种主要方法，它是应用水均衡原理，通过研究某一均衡区在一定均衡期内地下水量的收入与支出之间的关系，建立地下水均衡方程，从而计算预测基坑涌水量。其计算公式如下:Q=1000·a·A·Xd·86400S。式中，Q为涌水量(m3/s);A为均衡区集水面积(km2);a为入渗系数;X为降水量(mm);d为均衡期天数;S为涌入基坑水量占地下水径流总量的份额。岩溶水赋存于溶蚀裂隙、岩溶管道中，以非均质和紊流为其主要特征。水均衡法是在考虑了这些特征的基础上建立起来的，它回避了以松散介质中的孔隙水为均质和层流的理论为基础建立起来的解析解和数值解。因此，在理论上用水均衡法预测基坑岩溶水量比用解析解和数值解更符合实际。但是在水均衡法的应用中，无论在理解上和参数的选用上都存在着很大的差别，其计算结果也显然不同。关于集水面积，由于岩溶地区溶蚀通道纵横交错，含水性与透水性极不均一，存在岩溶水的袭夺，使得岩溶地区的集水范围变得格外复杂，其岩溶地下水分水脊线往往与地形分水脊线不一致。故在计算集水面积A时，不能简单按地形分水脊线圈定，必须在综合研究岩溶水文地质条件的基础上确定。

关于入渗系数，其受地形、植被、地下水位埋深、降雨状况、岩溶发育情况及土石前期含水量的影响，传统的作法是根据入渗条件在0.3～0.6之间选取，同一地区，不同的设计者可取不同的值，最大可相差1.0倍，随意性很大。由于岩溶区地下水的补给主要是大气降雨，因此可在岩溶水文地质单元内进行地表径流量、降雨量及蒸发量的观测，然后用最小二乘法求a值。当降雨量在一定范围内时，降雨量与入渗量呈线性关系，计算入渗系数应在线性段取入渗量M，并把蒸发量Z视为变量，利用观测资料以最小二乘法求入渗系数a:a=∑MiXi∑Xi2。式中，Mi为各次入渗量(mm)，其值为Xi－Yi－Zi;Xi为各次降雨量(mm);Yi为各次地表径流量，换算为径流深(mm);Zi为各次蒸发量(mm)。为检验变量M、X之间的线性相关程度，在计算之前应先求相关系数r:r=∑(Mi－M)(Xi－X)∑(Mi－M)2∑(Xi－X)槡2。一般认为当r大于0.7精度满足要求，否则不宜采用。关于涌入基坑水量占地下水径流总量的份额，如果基坑包围了计算的均衡区岩溶地下水的整个排泄范围，基坑涌水量为地下水径流总量，即S=1.0;若基坑仅处于计算的均衡区岩溶地下水的部分排泄范围，基坑涌水量则仅为部分地下水径流量，即S＜1.0，S的取值必须在综合研究基坑岩溶水文地质条件的基础上确定。水均衡法最大的优点是适合于任何不同水文地质条件的基坑涌水量预测，但预测的准确程度取决于各均衡项和均衡要素的确定，只有提高各均衡项和均衡要素的精度，才能保证其预测精度。

四、结语

电涌范文篇4

关键词：电涌保护器响应时间冲击电流防雷保护

一、前言

电涌保护器(SPD)是抑制由雷电、电气系统操作或静电等所产生的冲击电压，保护电子信息技术产品必不可少的器件。随着各种电子信息技术产品越来越多地渗入到社会和家庭生活的各个领域，SPD的使用范围日益扩大，市场需求量日益增长。

总的来说，电子信息技术产品的过电压保护还是一个新的技术领域，两相关于SPD的国际标准IEC61643-1和IEC61643-21发表才几年，有关SPD应用中的许多问题还存在着争议，本文就其中的4个问题提出笔者个人的看法，以期引起讨论。它们是：SPD的响应时间，多级SPD的动作顺序，不同波形冲击电流的等效变换以及SPD的残压与冲击电流峰值的关系。最后对SPD应用中各个电压之间的相互关系作了说明。

二、SPD的响应时间

不少人错误地认为，响应时间是衡量SPD保护性能的一个重要指标，制造厂也在其技术资料中列明了这一参数，但许多制造厂并不知道它的确切含义，也未进行过测量。一个流行的观点是，在响应时间内，SPD对入侵的冲击无抑制作用，冲击电压是"原样透过"SPD而作用在下级的设备上。这不符合SPD的是工作情况，是错误的。

SPD中对冲击过电压起抑制作用的非线性元件，按其工作机理可区分为"限压型"（如压敏电阻器、稳压二极管）和"开关型"（如气体放电管、可控硅）。

氧化锌压敏电阻器是一种化合物半导体器件，其中的电流对于加在它上面的电压的响应本质上是很快的。

那么，以前的技术资料中所说的用压敏电阻构成的SPD响应时间r≤25ns是怎么回事呢？

这是技术标准IEEEC62.33-1982[2]中定义的响应时间，它是一个用来表征"过冲"特性的物理量，与通常意义上的响应时间是完全不同的另外一个概念。为了说明这一点。

IEEEC62.3(6.3)电压过冲（UOS）。在冲击电流波前很陡、数值又很大时，测量带引线压敏电阻的限制电压的结果表明，它大于以8/20标准波时的限制电压。这种电压增量UOS称作"过冲"。尽管压敏电阻材料本身对陡冲击的响应时间有所不同，但差别不大。造成过冲的主要原因是在器件的载流引线周围建立起了磁场，该此磁场在器件引线和被保护线路之间的环路中，或者在引线与模拟被保护线路的测量电路之间的环路感应出电压。

在典型的使用情况下，一定的引线长度是不可避免的，这种附加电压将加在压敏电阻器后面的被保护线路上，所以在冲击波波前很陡而数值又很大的条件下测量限制电压时，必须认识到电压过冲对于引线长度和环路耦合的依赖关系，而不能把过冲作为器件内在的特性来看待。

近几年来发表的国际电工委员会关于SPD的技术标准IEC61643-1和IEC6163-21都没有引入响应时间这一参数：IEEE技术标准C62.62-2000[]更明确指出，波前响应的技术要求对SPD的典型应用而言是没有必要的，可能引起技术要求上的误导，因此如无特别要求，不规定该技术要求，也不进行试验、测量、计算或其他认证。这是因为：

（1）对于冲击保护这一目的而言，在规定条件下测得的限制电压，才是十分重要的特性。

（2）SPD对波前的响应特性不仅与SPD的内部电抗以及对冲击电压起限制作用的非线性元件的导电机理有关，还与侵入冲击波的上升速率和冲击源阻抗有关，连接线的长短和接线方式也有重要影响。

笔者认为，对于电源保护用SPD，以下三项技术指标是重要的：①限制电压（保护电平）；②通流能力（冲击电流稳定性）；③3连续工作电压寿命。

三、多级SPD的动作顺序

当单级SPD不能将入侵的冲击过电压抑制到规定保护电平以下时，就要采用含有二级、三级或更多级非线性抑制元件的SPD。

非线性元件Rv2和Rv2都是压敏电阻，实用中RV1也可以使气体放电管，Rv2也可以是稳压管或浪涌抑制二极管（TVS管）。两极之间的隔离元件Zs可以是电感Ls或电阻Rs，若RV1和RV2的导通电压分别是Un1和Un2，所选用的元件总是Un2>Un1。

有人认为，当入侵冲击波加在X-E端子上时，总是第一级RV1先导铜，然后才是第二级。实际上，第一级或第二级先导通都是可能的，这取决于以下因素：

(1)入侵冲击波的波形，主要是电流波前的声速（di/dt）；

(2)非线性元件Rv1和RV2的导通电压Un1和Un2的相对大小；

(3)隔离阻抗Zs的性质是电阻还是电感，以及它们的大小。

当Zs为电阻Rs时，多数情况是第二级先导通。第二级导通后，当冲击电流I上升到iRs＋Un2≥Un1是第一级才导通。第一级导通后，由于在大电流下第一级的等效阻抗比Rs加第二级的等效阻抗之和小得多。因而大部分冲击电流经第一级泄放，而经第二级泄放的电流则要小得多。若第一级为气体放电管，它导通后的残压通常低于第二级的导通电压Un2，于是第二级截止，剩余冲击电流全部经第一级气体放电管泄放。

若Zs为电感Ls，且侵入电流一开始的上升速度相当快，条件Ls(di/dt)＋Un2>Un1得到满足,则第一级先导通。若第一级导通时的限制电压为Uc1(1),则以后随着入侵冲击电流升速(di/dt)的下降，当条件UC1(1)≥Ls(di/dt)＋Un2得到满足时，第二级才导通。第二级导通后，将输出端Y的电压，抑制在一个较低的电平上。

四、不同波形冲击电流的等效变换

SPD的冲击电流试验会碰到诸如8/20、10/350、10/1000或2ms等不同波形，那么从对于SPD的破坏作用等效的角度看，如何进行不同波形冲击电流的峰值换算，有人主张按电荷量相等的原则进行换算。按照这一原则，只要将两种不同波形的电流波对时间积分，求得总的电荷量，令两个电荷量相等，就可得到两种波的电流峰值之间的比例关系了。这种变换方法与泄放冲击电流的元件没有一点关系，显然是不切合实际的。还有人主张按能量相等的原则进行换算。按照这一原则，不仅要知道两个电流波形，还要知道当这两个电流波流入电压抑制元件时，该元件两端限制电压的波形，然后将各个时刻对应的电流值和电压值相乘而得出功率波，再将功率波对时间积分得出能量，令两个能量值相等，就可得到两个电流峰值之间的比例关系了。这种变换方法考虑到了具体的非线性元件，但没有考虑冲击电流的热效应和电流值很大时的电动力效应。实际上就氧化锌压敏电阻而言，它能承受的8/20冲击电流的能量比承受2ms时的能量大。该图表明了厚度为1.3mm的早期压敏电阻样品能承受的冲击电流能量随电极面积的变化。可见，能量相等的原则至少对压敏电阻是不适用的。

对氧化锌压敏电阻在大电流下破坏机理的研究得出了下述结果[4]；在大电流作用下，压敏电阻的破坏模式有两种，当大冲击电流的时间宽度不大于50μs时（例如4/10和8/20波），电阻体开裂；当电流值较小而时间宽度大于100μs时（例如10/350、10/1000和2ms波），电阻体穿孔。两种不同破坏模式可以这样解释：时间很短的大电流在电阻体内产生的热量来不及向周围传导，是个绝热过程，加上电阻体的不均匀使电流的分布不均匀，这样电阻体不同部位之间的温差很大，形成很大的热应力而使电阻体开裂。当冲击电流的作用时间较长时，电阻体不均匀造成的电流集中，使电阻体材料熔化而形成穿孔。

使用压敏电阻体破坏的电流密度J(A·cm-2)与冲击电流波的时间宽度r（μs）之间的关系，在双对数坐标中大体为一条斜率为负值的直线，因而可用下面的方程式来表达：

logJ=C－Klogr

式中，C和K是与具体器件相关的两个常数，可以根据实验资料推算出来，于是就可以计算出这种产品能够承受的不同波形冲击电流的峰值了。

电涌范文篇5

关键词：电气装置过电压保护设计限制措施SPD

1.1过电压概述

表1－1低压系统过电压类别

大气过电压

直击雷过电压

感应雷击过电压

雷电波侵入过电压

操作过电压

操作容性负载过电压

电容器组

空载长线路

操作感性负载过电压

空载变压器

电抗器

电动机

真空断路器

谐振引起的过电压

工频过电压

并列或解列过电压

负载的投入与切除

IT系统发生接地故障引起对地电压升高

TN系统或TT系统中性线开路引起对地电压升高

低压系统相导体与中性导体间的短路时中性线对地电压升高

低压系统故障相的接地故障电压不超过50V，非故障相对地电压升高

高压系统接地故障电压窜入低压侧（高压为接地系统，变电所内一个接地系统）。当切断时间大于5s时，允许的工频过电压U0+250V；当切断时间小于或等于5s时，允许的工频过电压U0+1200V。

1.2耐冲击类别（过电压类别）的划分

1.耐冲击类别（过电压类别）划分的目的

耐冲击类别是根据对设备预期不间断供电和能承受的事故后果来区分设备适用性的不同等级。通过对设备耐冲击水平的选择，使整个电气装置达到绝缘配合，将故障的危害性降低到允许的水平，以提供一个抑制过电压的基础。

耐冲击类别标识数字越高，表明设备的耐冲击性能越高，可供选择的抑制过电压的方法越多。

耐冲击类别这一概念适用于直接从电源线上接电的设备。

2.耐冲击类别（过电压类别）说明

Ⅰ类耐冲击设备是打算与建筑物固定电气装置相连的设备。保护措施应在此设备之外，既可固定在电气装置内也可固定在电气装置和此设备之间，以限制瞬态过电压在规定的水平。

Ⅱ类耐冲击设备是与建筑物固定电气装置相连的设备。

注：此类设备举例：家用电器、便携式工具以及类似负荷。

Ⅲ类耐冲击设备是固定电气装置的组成部分和其他预期具有较高适用性类别的设备。

注：此类设备举例：固定电气装置的配电盘、断路器、布线系统，包括电缆、母线、接线盒、开关、插座），工业用设备以及某些其他设备，如与固定电气装置永久相连的固定式电机。

Ⅳ类耐冲击设备是用于建筑物电气装置主配电盘来电侧电源进线端或其附近的设备。

注：此类设备举例：电气测量仪表、一次过电流保护电器以及滤波器。

1.3过电压抑制的配置

需装设电涌保护器时，应符合下列各条：

1.自身抑制

在电气装置全部由低压地下系统而不含架空线供电的情况下，依据表1－2所规定的设备耐冲击电压值便足够了，而不需要附加的大气过电压保护。

在电气装置由低压架空线供电或含有低压架空线供电的情况下，且外界环境影响为AQ1（雷暴日数<25日/年）时，不需要附加的大气过电压保护。

2保护抑制

一、电气装置由架空线或含有架空线的线路供电，且当地雷电活动符合外界环境影响条件AQ2（雷暴日数>25日/年）时，应装设大气过电压保护。保护装置的保护水平不应高于表2列出的Ⅱ类过电压水平。

二、在一、条件下，建筑物电气装置的大气过电压保护可采取以下措施：

－按照IEC60364-5-534（过电压保护电器）安装具有II类保护水平的电涌保护器。

－或通过其他方法提供至少等效的电压衰减量。

表1－2要求的设备额定耐冲击电压值

电气装置标称电压*

要求的耐冲击电压值

三相系统

带中性点的

单相系统

电气装置电源进线端的设备

(耐冲击类别Ⅳ)

配电装置和末级电路的设备

(耐冲击类别Ⅲ)

用电器具

(耐冲击类别Ⅱ)

有特殊保护的

设备

(耐冲击类别Ⅰ)

－

120～240

2.5

1.5

0.8

230/400

277/480

－

2.5

1.5

400/690

－

2.5

1000

－

*根据IEC60038：1983。

三、在架空线上应用保护抑制的导则

对过电压水平的保护抑制可通过在电气装置中直接安装电涌保护器，或在架空线上安装电涌保护器来获得。例如，可以采取以下措施：

a）如果是架空供配电网，应在电网的结点，尤其在每个长度超过500m的线路末端建立过电压保护。沿供配电线路每隔500m就应安装过电压保护器件。过电压保护器件之间的距离应小于1000m。

b）如果供配电网中部分为架空线路，部分为地下线路，在架空电网应按照上述a）进行过电压保护，并应在从架空线至地下电缆的转换点进行过电压保护。

c）在TN配电网供电的电气装置中，在由自动切断电源为间接接触提供保护的地方，连接到相导体的过电压保护器件的接地导体与PEN导体相连或与PE导体相连。

d）在TT配电网供电的电气装置中，在由自动切断电源为间接接触提供保护的地方，要为相导体和中性导体提供过电压保护器件。在供电网的中性导体直接接地的地方，不必为中性导体安装过电压保护器件。

1.4建筑物电气装置中电涌保护器（SPD）的选择和安装

1.4.1电涌保护器（SPD）的接线

应在电气装置的电源进线端或其附近设电涌保护器（SPD），至少应在下面各点之间装设：

1.当在电气装置电源进线端或其附近，中性线与PE（保护线）直接连接，或没有中性线时：

接在每一相线与接地端子或总保护线之间，取其路径最短者；

注：在IT系统，中性线与PE线之间接了阻抗，不能认为二者是直通的。

2.当在电气装置的电源进线端或其附近，中性线与PE（保护线）不直接相连时：

接线形式1：接在每一相线与接地端子或总保护线之间，和接在中性线与接地端子或总保护线之间，取其路径最短者；或

接线形式2：接在每一相线与中性线之间和接在中性线与总保护端子或总保护线之间，取其路径最短者。

1.4.2电涌保护器（SPD）的选择

1.电涌保护器（SPD）的电压保护水平（UP）

电涌保护器必需能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。

在建筑物进线处和其它防雷保护区界面处的最大电涌电压，即电涌保护器的最大钳压加上其两端引线的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。为使最大电涌电压足够低，其两端的引线应做到最短。

在不同界面上的各电涌保护器还应与其相应的能量承受能力相一致。

若用一套电涌保护器（SPD）达不到所要求的保护电压水平时，应采用附加的配合协调的电涌保护器（SPD），以确保达到要求的保护水平。

2.选择电涌保护器（SPD）持续运行电压（UC）

一、按图1－1接线的TT系统中，UC不应小于1.55U0。

二、按图1－2和图1－3接线的TN和TT系统中，UC不应小于1.15U0。

二、按图1－4接线的IT系统中UC不应小于1.15U（U为线间电压）。

注：U0是低压系统相线对中性线的标称电压，在220/380V三相系统中，U0＝220V。

图1－1TT系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的负荷侧

1－装置的电压；2－配电盘；3－总接地端或总接地连接带；4－电涌保护器（SPD）；5－电涌保护器的接地连接，5a或5b；6－需要保护的设备；7－剩余电流保护器，应考虑通雷电流的能力；F－保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器；RA－本装置的接地电阻；RB－供电系统的接地电阻

图1－2TN系统中的电涌保护器

1－装置的电压；2－配电盘；3－总接地端或总接地连接带；4－电涌保护器（SPD）；5－电涌保护器的接地连接，5a或5b；6－需要保护的设备；7－PE与N线的连接带；F－保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器；RA－本装置的接地电阻；RB－供电系统的接地电阻

注：当采用TN－C－S或TN－S系统时，在N与PE线连接处电涌保护器用三个，在其以后N与PE线分开处安装电涌保护器时用四个，即在N与PE线间增加一个，类似于图1－1

图1－3TT系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的电源侧

1－装置的电压；2－配电盘；3－总接地端或总接地连接带；4－电涌保护器（SPD）；4a－电涌保护器或放电间隙；5－电涌保护器的接地连接，5a或5b；6－需要保护的设备；7－剩余电流保护器，可位于母线的上方或下方；F－保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器；RA－本装置的接地电阻；RB－供电系统的接地电阻

注：当电源变压器高压侧碰外壳短路产生的过电压加于4a设备时不应动作。在高压系统采用低电阻接地和供电变压器外壳、低压系统中性点合用同一接地装置以及切断短路的时间小于或等于5s时，该过电压可按1200V考虑。

图1－4IT系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的负荷侧

1－装置的电压；2－配电盘；3－总接地端或总接地连接带；4－电涌保护器（SPD）；5－电涌保护器的接地连接，5a或5b；6－需要保护的设备；7－剩余电流保护器；F－保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器；RA－本装置的接地电阻；RB－供电系统的接地电阻

3.选择电涌保护器（SPD）标称放电电流（In）和冲击电流（Iimp）

在LPZ0A或LPZ0B区与LPZ1区交界处，在从室外引来的线路上安装SPD，应选用符合Ⅰ级分类试验的产品。

应通过SPD的10/350μs雷电流幅值。当线路有屏蔽时，通过每个SPD的雷电流可按上述确定的雷电流的30％考虑。SPD宜靠近屏蔽线路末端安装。以上述得出的雷电流作为Ipeak来选用SPD。

当按上述要求选用配电线路上的SPD时，其标称放电电流In不宜小于15kA。

安装的SPD所得到的电压保护水平加上其两端引线的感应电压以及反射波效应不足以保护距其远处的被保护设备的情况下，尚应在被保护设备处装设SPD，其标称放电电流In不宜小于8/20μs3kA。

当被保护设备沿线路距安装的SPD不大于10m时，若该SPD的电压保护水平加上其两端引线的感应电压小于被保护设备耐压水平的80％，一般情况在被保护设备处可不装SPD。

若第一级SPD的电压保护水平加上其两端引线的感应电压保护不了该配电盘内的设备，应在该盘内安装第二级SPD，其标称放电电流不宜小于8/20μs5kA。

在考虑被保护设备的耐压水平时宜按其值的80％考虑。

在一般情况下，当在线路上多处安装SPD且无准确数据时，电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m。

4.选择电涌保护器（SPD）耐受的预期短路电流

电涌保护器（SPD）耐受短路电流（当电涌保护器（SPD）失效时产生）和与之相连接的过电流保护器（设置于内部或外部）一起承受等于和大于安装处预期产生的最大短路电流，选择时要考虑到电涌保护器（SPD）制造厂规定应具备的最大过电流保护器。

此外，制造厂所规定电涌保护器（SPD）的额定阻断续流电流值不应小于安装处的预期短路电流值。

在TT系统或TN系统中，接于中性线和PE线之间的电涌保护器（SPD）动作（例如火花间隙放电）后流过工频续流，电涌保护器（SPD）额定续流电流值应大于或等于100A。

在IT系统中，接于中性线和PE线之间的电涌保护器（SPD）的额定续流电流值与接在相线和中性线之间的电涌保护器（SPD）是相同的。

5.防止电涌保护器（SPD）失效的后果和过电流保护

防止电涌保护器（SPD）短路的保护是采用过电流保护器，应当根据电涌保护器（SPD）产品手册中推荐的过电流保护器的最大额定值选择。

如果过电流保护器的额定值小于或等于推荐用的过电流保护器的最大额定值，则可省去过电流保护器。

重点是要保证供电的连续性还是保证保护的连续性取决于在电涌保护器（SPD）故障时，断开电涌保护器（SPD）的过电流保护器所安装的位置。

在所有情况下，应当明确设置的保护器间的区别：

－若过电流保护器安装在电涌保护器（SPD）的回路中，则可保证供电的连续性，但再发生过电压时，无论是电气装置或是设备都得不到保护（见图1－5）。这些过电流保护器可以是设于内部的电涌保护器（SPD）脱离器。

图1－5重点保证供电连续性

－若过电流保护器接入设有电涌保护器（SPD）保护电路的电气装置进线前端，则电涌保护器（SPD）故障时可导致供电中断，要等到更换电涌保护器（SPD）后才能恢复供电（见图1－6）。

为了提高在同一时间内供电连续性和保护连续的概率和可靠性，允许使用图1－7所示的接线方式。

图1－6重点保证保护连续性图1－7供电连续性和保护连续性的结合

这种情况是将两个相同的电涌保护器（SPD1和SPD2）分别接到两个相同的保护器（PD1和PD2）。当一个电涌保护器（SPD1）发生故障，不会影响另一电涌保护器（如SPD2）工作，并且将使其本身的保护器动作（如PD1）。这种方式将显著提高供电连续性和保护连续性的概率。

6.间接接触防护

间接接触防护即使当电涌保护器（SPD）故障时，对所有电气装置的保护也应保持有效。

当采用自动切断供电时：

－在TN系统中，一般可在电涌保护器（SPD）的电源侧装设过电流保护器实现间接接触防护；

－在TT系统中可采用下述a)或者b)实现间接接触防护：

1)将电涌保护器（SPD）安装在剩余电流保护器（RCD）的负荷侧；

2)将电涌保护器（SPD）安装在剩余电流保护器（RCD）的电源侧，由于接在中性线和PE线之间的电涌保护器（SPD）也可能发生故障，因此，

a)应当符合外露可导电部分预期接地故障电压不大于50V的规定。和

b)根根据接线形式2来安装电涌保护器（SPD）。

－在IT系统中，不需要附加其它措施。

7.连接导线

连接导线是指相线与电涌保护器（SPD）之间的导线，和电涌保护器（SPD）与总接地端子或保护线之间的导线。

因为增加电涌保护器（SPD）连接导线的长度，会降低电涌保护器（SPD）过电压保护的效果，尽可能减少电涌保护器（SPD）所连接导线的长度并且不形成环路可获得最佳过电压保护效果（总引线长度最好不超过0.5m），见图1－8。如果图1－8所示a+b的长度不能小于0.5m，则可采用图1－9的接线方式。

图1－8电涌保护器（SPD）安装在或靠近图1－9电涌保护器（SPD）安装在或靠近电气装置

电源进线端的示例电气装置电源进线端的示例

8.接地线的导体截面

电涌范文篇6

1.1直击雷击。所谓的直击雷击从实质上看就是一种放电现象，只不过这种放电借由雷云产生的电流直接投放到地面建筑上的某一点或者是雷云放射出的电流直接与地面及其建筑物中的某一点发生了导电反应。直击雷击所带来的危害有三点：①被雷电袭击的物体会突然之间承受巨大的雷电流导致电流之间产生热效应从而爆发巨大的能量使得被击中的物体骤然升温；②雷电的到来往往是会携带高强度的电流，如此大的能量造成空气的膨胀度不断提高，传播扩散的速度极快，再和周围的冷空气产生碰撞，就会形成激波，从而威胁到周边的建筑或树木；③新增的雷电磁场会产生电动力效应造成电力设备损坏，影响电子信息系统供电质量。1.2感应雷击。所谓的感应雷击指的建筑物防雷装置落雷后，雷电流在入地的过程中，雷电流附近产生强大的电磁场，在周围的金属导体内产生强大的过电压瞬态波，即雷电电涌。电子信息设备的电磁兼容能力低下，抗雷电电涌的能力十分脆弱，因此感应雷击会沿着金属导线对电子信息设备的电源、信号端口产生巨大的破坏作用。电子信息系统受到直击雷的概率相对较低，但由于设备接口多、线路长，比较容易受到雷电电涌侵入，造成电子设备失效。因此，雷电电涌防护的主要手段是在雷电电涌侵入的通道上设置合适的电涌保护器，对雷电流进行限压、分流，以达到保护电子信息系统的目的。

2雷电电涌入侵电子信息设备的路径

石化企业的电子信息系统所构成的子系统很多，电子信息系统的设备不光安装在建筑物内，还有很大一部分终端设备是安装在户外装置区内，电子信息系统的电源端口、信号端口都有可能遭到雷电电涌威胁。安装在建筑物内或户外装置区内的电子信息设备受到相关建、构筑物外部防雷装置的保护，基本上能免遭直击雷的威胁，但是，却容易遭受雷电电涌对电子信息设备的损害。下面讨论雷电电涌入侵电子信息设备的主要路径。参照《低压电涌保护器第22部分：电信和信号网络的电涌保护器（SPD）选择和应用导则》（GB/T18802.22-2008）中7.2条[1]，耦合机理：雷电电涌入侵电子信息设备的主要路径主要有（S1）雷击建筑物、（S2）雷击建筑物附近区域地面、（S3）雷击电子信息线路、（S4）雷击电子信息线路附近区域等四种情况，文章仅讨论雷电危害，因此未将交流供电系统影响列入其中，详见图1。下面对这四种情况进行详细分析，并根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）4.2.3条条文说明规范中表5查得预期雷击的电涌电流[2]。①雷直击建筑物外部接闪器（S1），通过引下线将雷电流IB引下，建筑物地电位升高，雷电流分流后分别进入地下及建筑物内等电位连接体，电子信息设备及配电箱地电位升高，设备地电位与设备信号线路、电源线路之间会形成较大的电位差，造成对设备接口的损坏。另外，雷电流通过引下线、电源线路还会在信号线路中感应出雷电电涌，进而损坏设备接口。建筑物信号线路产生两种雷电电涌：一种雷电电涌的特征是电流波形为（10/350）μs、最大电流2kA。另一种雷电电涌的特征是电压波形（1.2/50）μs、电流波形（8/20）μs、最大电流10kA。②雷直击建筑物外附近地面（S2），雷电在室外线路产生雷电电涌，雷电电涌沿着信号线路进入建筑物，损坏设备接口；室外信号线路产生雷电电涌的特征是电压波形（1.2/50）μs、电流波形（8/20）μs、最大电流0.2kA。③雷直击室外线路（S3），雷电流沿信号线路进入建筑物损坏设备接口。信号线路上雷电电涌的特征是电流波形为（10/350）μs、最大电流2kA。④雷直击室外电子信息线路附近地面（S4），雷电在室外线路产生雷电电涌，雷电电涌沿着信号线路进入建筑物，损坏设备接口；室外信号线路产生雷电电涌的特征是电压波形（1.2/50）μs、电流波形（8/20）μs、最大电流0.16kA。

3电涌保护器的选用原则

3.1信号电涌保护器的选用。通过对雷电电涌入侵电子信息设备的主要路径分析，可以看到信号线路上影响最大的是电流波形（10/350）μs、电流值2kA的雷电电涌，因此，在室外电子信息设备信号电涌保护器及信号线路引入建筑物时的信号电涌保护器应装设具备防护此类雷电电涌的能力。另外，还需要根据雷电过电压、过电流幅值和设备端口耐冲击电压额定值，设置单级电涌保护器或多级电涌保护器。参考《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）中的表5.4.4[3]和《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）“电子系统的室外线路采用金属线时，在其引入安装D1类高能量试验类型的电涌保护器”的要求，并结合现有产品特点绘制雷电防护区边界信号线路电涌保护器选择表，详见表1。表1中：①D1类别的信号电涌保护器的试验类型为高能量，开路电压大于1kV，短路电流为（0.5~2.5）kA[电流波形：（10/350）μs]；②C1类别的信号电涌保护器的试验类型为快上升率，开路电压（0.5~1）Kv[电压波形（1.2/50）μs]，短路电流为（0.25~1）kA[电流波形：（8/20）μs]；③C2类别的信号电涌保护器的试验类型为快上升率，开路电压（2~10）Kv[电压波形（1.2/50）μs]，短路电流为（1~5）kA[电流波形：（8/20）μs]；电子信息系统信号电涌保护器除考虑放电电流外还应根据信号的接口形式、额定电压Un、负载电流、输入功率、工作频率和传输速率等参数，当然，电子信息设备信号接口的种类较多，需要确定的参数也不尽相同。总的来说，应选择插入损耗小、分布电容小、并与纵向平衡、近端串扰指标适配的电涌保护器。最大持续电压Uc应大于额定电压Un的1.2倍，电压保护水平Up应低于被保护设备的耐冲击电压额定值Uw。3.2电源电涌保护器的选用。电子信息系统的电源电涌保护器设置参考《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）表5.4.3，并根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）要求“电源引入总配电箱处应装设Ⅰ级试验的电涌保护器”的要求绘制雷电防护区边界电源线路电涌保护器选择表，详见表2。3.3爆炸危险环境内电涌保护器的选用。石化企业装置现场多为爆炸危险区域，在这些区域内选用的电涌保护器需要考虑其设备保护级别和组别不低于该爆炸危险环境内爆炸性混合物的级别和组别，并根据设备保护级别来进一步确认设备防爆形式。

4结语

综上所述，在具体的工程实例中，要依照具体的实际情况选择性的安装电涌保护器，在将技术标准和工程的实施方案考虑在内的情况下，就可以逐步实现低成本，高效率的将雷击的概率降到最低，这样就可以有效地避免由于雷电造成的经济损失或人员伤亡。

参考文献

[1]GB/T18802.22—2008低压电涌保护器[S].

[2]GB50057—2010建筑物防雷设计规范[S].

电涌范文篇7

由此可见，对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容；设计的合理与否，对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。

目前，在感应雷的防护当中，电涌保护器的使用已日趋频繁；它能根据各种线路中出现的过电压，过电流及时作出反应，泄放线路的过电流，从而达到保护电气设备的目的。

根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.4条规定：电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。

现在，我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。

一、一类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为200KA，波头10us；二次雷击电流幅值为50KA，波头0.25us；根据图1，全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计）；首次雷击：总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA；后续雷击；总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA；即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA，以法国SOULE公司产品为例，选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在LPZOA，LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9条规定，在分配电箱处，即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器，其额定放电电流不宜小于5KA（8/20us），故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，额定放电电流为10KA；以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型。

二、二类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为150KA，波头10us；二次雷击电流幅值为37.5KA，波头0.25us；根据图1，全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150*50%/3/3=8.33KA；后续雷击：总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5*50%/3/3=2.08KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33*8=66.6KA；即设计应选用

电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA，以法国SOULE公司产品为例，选用PU65型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在LPZOA，LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

三、三类防雷建筑物

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为100KA，波头10us；二次雷击电流幅值为25KA，波头0.25us；根据附图1，全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA；后续雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA；即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型，根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在LPZOA，LPZOB与LPZ1区的交界处安装。

在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN－S系统，TN－C－S系统，TT系统为例，示意如下：

1）TN-S系统过电压保护方式

2）TN-C-S系统过电压保护方式

3）TT系统过电压保护方式

综上所述可见，在防雷保护设计中，总的防雷原则是采用三级保护：1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散；2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压；3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值（过电压保护）。这三道防线，缺一不可，相互配合，各行其责。目前通常作法是以下三点：

1）建立联合共用接地系统，形成等电位防雷体系

将建筑物的基础钢筋（包括桩基、承台、底板、地梁等），梁柱钢筋，金属框架，建筑物防雷引下线等连接起来，形成闭合良好的法拉第笼式接地，将建筑物各部分的接地（包括交流工作地，安全保护地，直流工作地，防雷接地）与建筑物法拉第笼良好连接，从而避免各接地线之间存在电位差，以消除感应过电压产生。

2）电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元，应在供电线路的各部位（防雷区交接处）逐级安装电涌保护器，以消除雷击过电压。

3）等电位联结系统

国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（局部修订条文）明确规定，各防雷区交接处，必须进行等电位联结；尤其建筑物内的计算机房等弱电机房，遭受直击雷的可能性比较小，所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外，还应采用等电位联结方式来进行防雷保护，本文不再叙述。

作为电气设计人员都非常清楚，建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容，但对建筑物的安全使用，电气设备的正常运行有着至关重要的作用，所以还有待于各位电气设计人员作进一步的研究与探讨；同时必须严格按照国家规范，善为谋划，精心设计。本文仅此设计作了一点粗浅的探讨，所以文中不足之处，望同行不吝赐教。

参考文献

1、国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）北京中国计划出版社2001

电涌范文篇8

关键词：建筑物防雷保护

随着现代社会的发展，建筑物的规模不断扩大，其内各种电气设备的使用日趋增多，尤其是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。

直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流；感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压，过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）规定，建筑物的防雷区划分为LPZOA，LPZOB，LPZ1，LPZn+1等区（各区的具体含义本文不再赘述）。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区，是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置，从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。

建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区，其保护设计已为电气设计人员所熟知，根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版），设计由避雷网（带），避雷针或混合组成的接闪器，立柱基础的钢筋网与钢屋架，屋面板钢筋等构成一个整体，避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体，将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB，LPZ1，LPZn+1区，即不可能直接遭受雷击区域；感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的，形成感应雷电压的机率很高，对建筑物内的电气设备，尤其低压电子设备威胁巨大，所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径：（1）由供电电源线路入侵；高压电力线路遭直击雷袭击后，经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备；另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测，低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV，完全可以击坏各种电气设备，尤其是电子信息设备。（2）由建筑物内计算机通信等信息线路入侵；可分为三种情况：①当地面突出物遭直击雷打击时，强雷电压将邻近土壤击穿，雷电流直接入侵到电缆外皮，进而击穿外皮，使高压入侵线路。②雷云对地面放电时，在线路上感应出上千伏的过电压，击坏与线路相连的电器设备，通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播，涉及面广，危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时，当某一导线被雷电击中时，会在相邻的导线感应出过电压，击坏低压电子设备。（3）地电位反击电压通过接地体入侵；雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地，在接地体附近放射型的电位分布，若有连接电子设备的其他接地体靠近时，即产生高压地电位反击，入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地，在附近空间产生强大的电磁场变化，会在相邻的导线（包括电源线和信号线）上感应出雷电过电压，因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机，反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱，通常在100伏以下，因此必须建立多层次的计算机防雷系统，层层防护，确保计算机特别是计算机网络系统的安全。

一、一类防雷建筑物

二、二类防雷建筑物

三、三类防雷建筑物

在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN－S系统，TN－C－S系统，TT系统为例，示意如下：

1）TN-S系统过电压保护方式

2）TN-C-S系统过电压保护方式

3）TT系统过电压保护方式

1）建立联合共用接地系统，形成等电位防雷体系

2）电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元，应在供电线路的各部位（防雷区交接处）逐级安装电涌保护器，以消除雷击过电压。

3）等电位联结系统

参考文献

1、国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）北京中国计划出版社2001

电涌范文篇9

关键词：建筑物防雷保护

一、一类防雷建筑物

二、二类防雷建筑物

三、三类防雷建筑物

在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN－S系统，TN－C－S系统，TT系统为例，示意如下：

1）TN-S系统过电压保护方式

2）TN-C-S系统过电压保护方式

3）TT系统过电压保护方式

1）建立联合共用接地系统，形成等电位防雷体系

2）电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元，应在供电线路的各部位（防雷区交接处）逐级安装电涌保护器，以消除雷击过电压。

3）等电位联结系统

参考文献

1、国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）北京中国计划出版社2001

电涌范文篇10

关键词：建筑物防雷保护

一、一类防雷建筑物

二、二类防雷建筑物

三、三类防雷建筑物

在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN－S系统，TN－C－S系统，TT系统为例，示意如下：

1）TN-S系统过电压保护方式

2）TN-C-S系统过电压保护方式

3）TT系统过电压保护方式

1）建立联合共用接地系统，形成等电位防雷体系

2）电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元，应在供电线路的各部位（防雷区交接处）逐级安装电涌保护器，以消除雷击过电压。

3）等电位联结系统

参考文献

1、国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）北京中国计划出版社2001

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