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防雷技術術語或定義屬于基本的防雷理論.作為防雷基本工作的防雷工程檢測、審核與驗收的技術人員，應能深刻理解并牢記。
3. 1 IEC62305,61312,61643等規(guī)定的防雷設備的構成框圖見圖1-1.應注意防雷裝置除了明顯的、專用的、為大家所熟知的接閃器、引下線、接地裝置、電涌保護
器(SPI))外，還有許多可以兼作防雷用的其他金屬裝置。例如剪力墻中的鋼筋，接了地的金屬門窗及其他所有連接導體，它們的作用往往不被人們所認識，但實際上它們
同樣重要，不可或缺.再如在建筑物玻璃幕墻的設計中，應將玻瑞幕墻的金屬豎向龍骨、橫向龍骨和建筑物的框架柱、梁內(nèi)鋼筋等防雷網(wǎng)接通，連成一個格姍更密的整體
防雷法拉第籠，把可能施加于玻璃幕墻的巨大雷電能量.通過建筑物的接地系統(tǒng)，迅速地泄放到大地，保護玻璃幕坡和建筑物免遭雷電破壞.在這里，玻瑞幕堵的金屬龍
骨自然也就具備了接閃器的功能，可以有效防止側(cè)擊雷的危害，同時還加強了電磁屏蔽3.2外部防雷裝置由子可能直接截收直擊雷擊.需要承受強大雷電流帶來的電效應、熱效應和機械效應等.所以.強調(diào)使用的導體的規(guī)格尺寸.與上一條一樣，要注
意用作接閃、引下的金屬屋面和金屬構件等同樣是外部防雷裝置的一部分.例如:金屬的廣告架、旗桿、欄桿、水箱、放散管、爬梯等。
3. 3內(nèi)部防雷裝置利用的主要防雷技術措施是屏蔽、分流、等電位、接地、合理布線等，用來減小和防止雷電流在需防護空間所產(chǎn)生的電磁效應。所以.甚至連重要
設備的安放位置都屬于內(nèi)部防雷技術中的一部分。
3.4接地是重要的防雷技術措施之一它是雷電防護技術中基礎的技術環(huán)節(jié)。同時.良好的接地也是電工技術中電氣設備和人員的基本保障措施之一接地裝置的好壞不能簡單地用接地電阻值來衡量.例如.同樣的接地電阻但不同的接地體規(guī)格尺寸.或者同樣的接地體規(guī)格尺寸但不同的接地線，都會影響到雷電流散流入地的效果。
接地按電流頗率可分為直流接地、交流接地(工頗)和沖擊接地(雷電、投切操作、核電磁脈沖等)。它們的功能有所差異.在設計施工時就有所不同。例如:交流接地
(工頻)的工頗接地電阻主要決定于土壤電阻率和接地網(wǎng)的面積。因此，變電所和發(fā)電廠的大地網(wǎng)常常主要由水平接地帶組成面積很大的網(wǎng)格狀接地。在發(fā)生工頻故降
短路電流時，網(wǎng)格式地網(wǎng)接地電阻與地網(wǎng)面積的平方根成正比，這是因為電位分布均勻，全部地網(wǎng)的導體都起散流作用，整個接地網(wǎng)都起到泄流的作用。對于沖擊接地裝置，由于雷電流的沖擊特性.接地電限與工頗接地電阻不同.其主要原因是沖擊電流的幅值可能很大.會引起土城放電，而且沖擊電流的等效頻率又比工頻高得多.當沖
擊電流進人接地體時，會引起一系列復雜的過渡過程，每一瞬間接地體呈現(xiàn)的等效電阻值都可能有所不同，而且接地體上大電壓出現(xiàn)的時刻不一定就是電流大的時
刻。網(wǎng)格式地網(wǎng)在沖擊電流作用下，由于電感作用，電位分布很不均勻.遠處電位很低，只有在接閃處電流注人附近小范圍內(nèi)的導體起散流作用。也就是說，沖擊接地裝
置中的接地體不宜過長，GB50057-94規(guī)定沖擊接地裝置中的接地體長度不應大于
有效長度。
接地還是提高電子電氣設備電磁兼容有效性的重要手段之一。正確的接地既能抑制外部電磁干擾的影響，又能防止電子電氣設備向外部發(fā)射電磁波;而錯誤的接地
常常會引入非常嚴重的干擾，甚至會使電子電氣設備無法正常工作.尤其是成套控制設備和自動化控制系統(tǒng)，因為有多種控制裝置分散布置在許多地方.所以它們各自
的接地往往會形成十分復雜的接地網(wǎng)絡.不僅需要在系統(tǒng)設計時周密考慮.而且在安裝調(diào)試時也要仔細檢查和做適當?shù)恼{(diào)整。
接地裝置由接地體和接地線組成.接地體的關鍵指標是接地體的規(guī)格尺寸大小、接地電阻大小以及耐腐蝕程度.它們關系到泄流效果、穩(wěn)定性和使用壽命。接地
導體也稱接地線.對于一個聯(lián)合接地的大地網(wǎng)來說，可能需要多個接地線從接地網(wǎng)不同的部位引出，以滿足不同的功能需要.其關鍵指標是接地線的截面積和各聯(lián)結(jié)處
的連接電阻。
一、架空輸電線路雷電過電壓概述
架空輸電線路地處曠野，綿延數(shù)千千米，很容易遭受雷擊.雷擊是造成線路跳閘的主要原因.同時，雷擊線路形成的雷電過電壓波.沿線路傳播侵人變電所.也是危害變電所設備運行的重要因素。
根據(jù)過電壓形成的物理過程，雷電過電壓可以分為兩種。一是直擊雷過電壓。它是雷電直接擊中桿塔、避雷線或?qū)Ь€（見圖2. 1中①、②或③）引起的線路過電壓。二是感應雷過電壓。它是在雷擊線路附近大地，由于電磁感應在導線上產(chǎn)生的過電壓。運行經(jīng)驗表明.直擊雷過電壓對電力系統(tǒng)的危害大，感應雷過電壓只對35 kV及其以下的線路有威脅。圖2.1 雷擊輸電線路部位示意圖
按照雷擊線路部位的不同，直擊雷過電壓又分為兩種情況.一種是雷擊線路桿塔或避雷線時，雷電流通過雷擊點阻抗使該點對地電位大大升高.當雷擊點與導線之間的電位差超過線路絕緣的沖擊放電電壓時，會對導線發(fā)生閃絡，使導線出現(xiàn)過電壓。因為這時桿塔或避雷線的電位(值)反而高于導線。故通常稱為反擊。另一種是雷電直接擊中導線(無避雷線時)或繞過避雷線(屏蔽失效)擊中導線.直接在導線上引起過電壓。后者通常稱為繞擊。
雷擊線路可能導致兩種破壞性后果。一是使線路發(fā)生短路接地故障。雷電過電壓的作用時間雖然很短(數(shù)十秒)，但導線對地(避雷線或桿塔)發(fā)生閃絡以后，工頻電壓將沿此閃絡通道繼續(xù)放電，進而發(fā)展成為工頻電弧接地。此時繼電保護裝置將會動作，使斷路器跳閘，影響線路正常送電。二是形成沿輸電線路侵人變電站的雷電波，在變電站內(nèi)產(chǎn)生復雜的折反射過程，可能使電力設備承受很高的過電壓，以致設備絕緣破壞.造成停電事故。
輸電線路防雷性能的優(yōu)劣，工程上主要用耐雷水平和雷擊跳閘率這兩個指標來衡盆。耐雷水平是指線路遭受雷擊時所能耐受的不致引起絕緣閃絡的大雷電流幅值(單位為kA).耐雷水平越高，線路的防雷性能越好.雷擊跳閘率是指在折算至年雷電日數(shù)為40的標準條件下.每百千米線路每年因雷擊引起的線路跳閘次數(shù).單位為:次/百千米·年。需擊跳閘率是衡量線路防雷性能的綜合性指標。二、感應過電壓
在雷云對地放電過程中.放電通道周圍的空間電磁場將發(fā)生急劇變化。因而當雷擊輸電線附近的地面時，雖未直擊導線。由于雷電過程引起周圍電磁場的突變，也會在導線上感應出一個高電壓來.這就是感應過電壓。感應過電壓包含靜電感應和電磁感應兩個分量，一般以靜電感應分量為主。
雖然對于感應過電壓形成的物理解釋已經(jīng)有了一個比較一致的認識，但由于難以得到雷電放電過程的原始數(shù)據(jù)等原因，感應過電壓有多種不同的計算方法，而且結(jié)果還差別較大。
由于感應過電壓對各相導線來說基本相同，所以不會發(fā)生相間閃絡。又由于感應過電壓是因電磁感應而產(chǎn)生的，其極性與雷云電荷.即與雷電流的極性正相反，因而絕大部分感應過電壓是正極性的，這一點與直擊雷過電壓不同。另外，感應過電壓的波形較直擊雷過電壓更平緩，波頭由幾秒至幾十秒，波尾則可達數(shù)百秒。避雷線由于對導線有屏蔽作用.因而能降低導線上的感應過電壓幅值。避雷線與導線間的藕合系數(shù)越大，導線上的感應過電壓就越低。
三、雷擊導線過電壓
無避雷線的線路，當雷閃放電過分靠近線路時，發(fā)生的就不是雷擊地面的感應過電壓，而是雷電直擊導線的過電壓。在我國110 kV及其以上線路一般都架
有避雷線.以免導線直接遭受雷擊，但由于各種偶然因素的影響.仍有可能發(fā)生避雷線屏蔽失效.雷電繞過避雷線而擊中導線的情況，通常稱繞擊.
繞擊發(fā)生的概率雖然很低，但一旦雷電擊中導線，導致線路跳閘的幾率將很高。四、雷擊塔頂過電壓
雷擊塔頂(包括雷擊塔頂附近的避雷線)時，桿塔電感與接地電阻的存在將使塔頂電位瞬時升高，其電位位甚至大大超過導線電位，引起絕緣子串閃絡，即反擊，造成線路跳閘，同時在線路上形成向線路兩側(cè)傳播的過電壓波.過電壓波侵人發(fā)電廠、變電站。
除上述二種雷電過電壓外，還有一種雷擊避雷線擋距中央時的過電壓.國內(nèi)外大量的運行經(jīng)驗表明，此時引起擋距中央避需線與導線空氣問隙發(fā)生閃絡是非常罕見的，故對這種雷電過電壓此處不再分析。
應當指出，上面的感應過電壓、雷擊導線過電壓、雷擊塔頂過電壓的計算公式都沒有考慮絕緣子串的運行電壓，亦即導線的運行電壓.對220 kV及其以下的線路來說，運行電壓所占比重不大，一般可以忽略。但在超高壓線路中，隨著電壓等級的提高，工作電壓不應再被忽略，有人建議至少應按照導線運行相電壓峰值的一半來考慮，且電壓極性與雷電流極性相反。因為任何時刻都至少有一相導線運行在與雷電流相反的極性下。如果按照統(tǒng)計法計算，則雷擊時的導線工作電壓瞬時值及其極性應作為一個隨機變來考慮。但這些還都沒有列入電力行業(yè)的相關規(guī)程中。
五、雷擊跳閘率
當雷閃放電造成線路產(chǎn)生雷電過電壓時，若雷電流超過相應情況下的耐雷水平，則導致線路絕緣發(fā)生閃絡。但雷電過電壓的持續(xù)時間極短，只有幾十秒、高壓開關還來不及跳閘.只有當沖擊閃絡后的閃絡通道發(fā)展成穩(wěn)定的工頻電弧時才會導致線路跳閘。這些過程都有隨機性。因此工程中除耐雷水平外.還采用雷擊跳閘率作為一個綜合指標，來衡量線路防雷性能的優(yōu)劣。我國電力行業(yè)標準DL/T 620 1997給出了一般上壤電阻率地區(qū)有避雷線線路的耐雷水平和雷擊跳閘率數(shù)值.見表2.
表2 架空輸電線路典型桿塔的耐雷水平及雷擊跳閘率
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防雷的主要措施有：接閃、等電位連接、接地、分流、屏蔽。每項都包含很多內(nèi)容，本文主要介紹一些關于綜合防雷措施中屏蔽的相關知識。
1、問：我有TN-C或TN-C-S系統(tǒng)，如何使用布線系統(tǒng)？答：首先測量配電系統(tǒng)中PE上的電流。如果電位差高于1V，應在配電點之間安裝等電位線。更有效的方法是改變配電系統(tǒng)。 在這兩種情況下，PEN線會造成許多問題。2、問：應在單端連接屏蔽層還是在兩端連接屏蔽層？答：應始終在兩端連接（即，在配線架和網(wǎng)絡設備上，而不是在插座上），以便有效地抑制全部電磁兼容性機制和避免天線效應。3、問：使用屏蔽系統(tǒng)是否危險較高？答：不是。如果采用TN-S系統(tǒng)，則系統(tǒng)像非屏蔽雙絞線系統(tǒng)一樣。接地不良或配電系統(tǒng)不良會影響各種銅纜布線系統(tǒng)。如果采用TNC或TN-C系統(tǒng)。在PE（N）線上會出現(xiàn)電流。如果是屏蔽系統(tǒng)，在屏蔽層和基準電位上會出現(xiàn)電流。如果使用非屏蔽雙絞線系統(tǒng)，在參考電位上會出現(xiàn)電流。當發(fā)生雷擊時，屏蔽系統(tǒng)的損害危險要比非屏蔽雙絞線系統(tǒng)低得多。4、問：在屏蔽系統(tǒng)的電纜管道中必須使用金屬隔板嗎？答：只有在管道長度大于35米時才需要，對于非屏蔽雙絞線系統(tǒng)，必須始終采用金屬隔板。5、問：雷擊是否也影響非屏蔽雙絞線系統(tǒng)？答：是。如果沒有任何防雷系統(tǒng)，磁通量將非常強，導致非屏蔽雙絞線電纜中的線對無法抑制號。與屏蔽系統(tǒng)相比，結(jié)構附近的閃電導致內(nèi)部系統(tǒng)故障的概率要高10000倍。這在IEC62305-2/FDIS中有所說明。6、問：使用FTP電纜是否足夠？使用PiMF電纜是否更好？答：從電磁兼容性和性能觀點來看，PiMF電纜是佳解決方案。7、問：我有非屏蔽雙絞線系統(tǒng)，我需要接地系統(tǒng)嗎？答：是。接地是為了，電壓超過25V AC、60VDC或電壓在SELV內(nèi)的全部電氣設施必須接地。即使是光纖設施，良好設計的全功能接地系統(tǒng)也是必須的。8、問：我有非屏蔽雙絞線系統(tǒng)。 我需要等電位連接系統(tǒng)嗎？答：是。等電位連接是為了，全部電氣設施必須具有等電位連接。另外，它能夠改善電磁兼容性能。這適用于各種布線系統(tǒng)。9、問：非屏蔽雙絞線系統(tǒng)能夠滿足電磁兼容性要求嗎？答：有可能。今天還沒有布線系統(tǒng)電磁兼容性的標準。因此，從系統(tǒng)觀點來看，沒有必須滿足的限制。電磁兼容指令僅要求業(yè)主負責不會干擾其它系統(tǒng)并不受其它系統(tǒng)的干擾。某些測試表明，非屏蔽雙絞線系統(tǒng)無法滿足EN 55022B的要求。該標準針對住宅和辦公環(huán)境。10、問：我的系統(tǒng)供應商為我的布線系統(tǒng)提供了電磁兼容性擔保/符合性擔保。這是否意味著我履行了自己的責任？答：否。如果系統(tǒng)是有源的，目前還沒有明確的意義。11、問：我有非屏蔽雙絞線系統(tǒng)并想提高我的電磁兼容性性能。我要怎么做？答：有效的方式是把電纜和元件納入到屏蔽環(huán)境中。 這種環(huán)境可以是屏蔽電纜管道和通道。屏蔽的機架和配線架能夠提供一些基本的保護。注：全部部件必須連接到等電位連接系統(tǒng)。12、問：我的非屏蔽雙絞線系統(tǒng)有線對絞合作為保護。這是否足夠地抑制干擾？答：不能。互絞能夠減少干擾，但不能夠有效地干擾。互絞不能抑制電磁輻謝。如果電纜在安裝過程中被拉長或壓扁，這將更嚴重。因為幾何形狀不再均勻一致。13、問：接地和通地之間有什么差別？答：沒有差別，僅是同一對像的兩個詞。14、問：我有屏蔽系統(tǒng)，并想使用非屏蔽跳接線。這可能嗎？答：系統(tǒng)可以像配有屏蔽跳接線那樣工作。但是由于沒有對地的完整連接（僅在接線板上連接），所以沒有電磁干擾抑制能力。因此，應始終使用屏蔽跳接線。總結(jié)：屏蔽是防雷措施中很重要的一項，屏蔽做的好可以避免很多原本不會發(fā)生的雷擊事故，希望本文能帶給大家一些啟發(fā)。
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