雷电与浪涌防护素材.ppt

另一方面，由于上述原因，两朵带电各异的雷云，带负电的雷云相对电位（绝对值）比较高，当它们在空中互相放电完毕之后，两朵雷云的电位基本相等，并且都会带负电。 图5表示，雷云主要分布在1000米~8000米的空间中，当下暴雨时，由于雷云聚集得越来越厚，其质量会变大，漂浮在空中的高度会降低，如图6。大部分雷击都是发生在即将要下暴雨之前，此时雷云离地面的距离大约在1000米左右。一般空气的绝缘强度大约为1000~2500V/mm，由此可以推算出雷云对地的电压基本上都在109伏以上。 图6 雷雨将临之前 225 谢谢各位陶显芳：taoxianfang@ * 当中线与地线接错时，地线被当成电源线给电子设备加电，在地线中将会有大电流流过，由于地线具有一定的接触电阻，当电子设备有多个输入、输出接口，并且外接设备也接地时，外接设备的地与电子设备的地就会互相接通，原来接错的中线也会与地接通，在电子设备的内部地线回路中将有很大的电流流过，当地线接触不良时，就会发热大火。更糟糕的是，打雷时，中线产生的浪涌电压被直接加到家电的冷地上，浪涌抑制电路对它不起抑制作用，很容易把家电打坏。 93 3.8.6 中线与地线接错容易发生火灾电路分析 上图，是中线与地线接错时，LCD电视的机内地线与大地（有线电视信号线屏蔽线）之间接触不良发生大火的情况。 3.8.7 中线与地线接错，地线接触不良起火试验 94 3.9 小 结 （1）地球是个带电体，地球表面带负电，它带的电荷大约为4.5×105库仑，电位大约为负4.1×105伏；地球对无限远处的电容大约为708微法拉，对电离层的电容大约为1.1法拉；外来空间辐射到地球带电微粒子产生的电流大约为1.5kA，相当于每秒钟，外来空间给地球输送615兆焦耳的能量，部分能量被转化成雷电的方式向地球输送 。 （2）雷电的产生是因为云朵在电场中被极化带电，然后被风吹散变成分离带电，经过多次组合后，云朵所带的电荷会越来越高，与此同时，外来空间辐射到地球带负电的微粒子被云朵俘获后，也会使带负电的云朵电荷量不断升高，最后通过电晕或雷电的方式向地球释放能量，90%的雷云带负电，这是外来空间辐射到地球的微粒子带负电引起的。 （3）雷电击到地面建筑会产生跨步电压，击到输电设备会在中线中产生浪涌电压，因此，中线是产生浪涌电压的祸首。每次雷击放电的持续时间大约为50~100微秒，因此，雷电在输电线路中传输的有效距离大约为15~30公里，而在地面传输的有效距离大约为300~1000米（与地面物质成分有关）。 （4）雷击浪涌抑制电路电感与电容参数的选择，按下式进行计算： （5）中线与地线互相接错容易引起雷击和火灾，因为雷击防护电路不起防护作用。 95 ——（ 3-11 ） 4. 电网浪涌电压的产生与防护 当输电线路突然被合闸送电，或断电时；以及功率因素补偿电容、电感突然接入电路或断开时，都会在输电线路中产生幅度很高的浪涌电压（反电动势）。特别是，当高压机械开关断开或接通瞬间，会产生气体放电，相当于一个高频开关在反复动作，此时，浪涌电压会在输电线路中来回反射，并产生迭加，最后会产生一串高压脉冲；除此之外，机械开关对感性负载切换，也会产生高压反电动势，这些，由电网设备产生的浪涌脉冲电压，它会对电子设备也会造成很严重的电磁干扰，甚至会使电子设备过压损坏，因此，在电子设备中也需要对这些由电网设备产生的浪涌脉冲电压进行抑制。 这些由电网设备产生的浪涌脉冲电压大多数属于差模电压，单个脉冲的能量相对于二次雷电产生的浪涌脉冲电压来说，要小很多，但它属于群脉冲，群脉冲的总能量也是不可低估的，它很容易使控制设备产生误动作。 96 4.1 电网浪涌电压产生的原理 另外，在电网中也会有人使用大功率电动设备或功率因素补偿电感，当这些感性设备突然关断的瞬间，感性设备所存储的磁能将会转化成高压反电动势并通过打火的形式加到线路上（开关在关断的瞬间会产生打火），虽然高压反电动势的作用时间很短，但瞬间高压很容易把电子设备中的电子器件击穿打坏（如整流二极管或使电子设备不能正常工作（如使数字电路的数据出错）。 当K1合闸瞬间，电压会以行波的方式通过输电线路向前传播，行波的幅度由合闸时电网电压的相位决定，当行波走到线路的尽头后，它会反射，并与原来的行波进行叠加，形成一个新脉冲，脉冲宽度与输电线路的长度有关。当开关接触不良时，会产生多个脉冲同时在线路上传输，经反射、迭加后的脉冲幅度会很高。 97 《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》，国标为:GB/T17626.4（等同于国际标准IEC61000-4-4）是针对机械开关在对电感性负载进行切换时所引起的浪涌电压干扰。当机械开关接触不良时（气体放电），会在线路中产生多个脉冲群，这种脉冲群不但会对线路产生浪涌电压，并且也