我國(guó)電力線輸電方式是由發(fā)電廠通過(guò)升壓變壓器升壓后,輸電至低壓變壓器,經(jīng)低壓變壓器的輸出給用戶。由于我國(guó)的電壓基本波形是每秒50Hz的正弦波形曲線,在電力線上形成每秒50次的交變磁場(chǎng)。如遇雷害發(fā)生時(shí),在雷電未擊穿大氣時(shí),將呈現(xiàn)出高壓電場(chǎng)形式。根據(jù)電學(xué)基本原理,磁場(chǎng)與電場(chǎng)之間是相互共存可逆變化的,那么,雷擊高壓電場(chǎng)通過(guò)靜電吸收原理,向大地方向運(yùn)動(dòng)。假設(shè)電力線桿有5米高,那么在相對(duì)濕度25%時(shí),要擊穿5米空氣,需要15×106V雷擊高壓(3000V/mm)。如果在相對(duì)濕度95%時(shí)(下雨時(shí)),擊穿5米空氣需要5×106V雷擊高壓(1000V/mm)。電力線上的交變磁場(chǎng)對(duì)雷云的吸引小于大地的靜電吸引。如果,雷云擊穿5米空氣入地,需要很高的電壓,雷電首先擊在電力線上,并從電力線的負(fù)載保護(hù)地線入地釋放,這樣就擊穿了設(shè)備。在高壓線上的表現(xiàn)為擊穿變壓器的絕緣,在變壓器低壓端與負(fù)載的連線上遭雷擊,損失的是用電器。由于變壓器低壓輸出端是三條相線,做一條地線,當(dāng)作零地合一線,變成三相四線制零地合一方式給用電器供電,雷電擊在火線與大地放電,就等于火線與零線放電通過(guò)電力線直接擊穿用電器的電子元件。一般電子設(shè)備線與外殼的耐壓為每分鐘VAC1500V,火線與零線耐壓為工業(yè)級(jí)Vdc550-650V,這么低的耐壓一旦遭受遠(yuǎn)點(diǎn)雷擊,必將擊壞用電器。為此,在選擇防雷器時(shí),首先考慮遠(yuǎn)點(diǎn)雷擊。
2.雷電近點(diǎn)電力線的侵入:
所謂雷電近點(diǎn)襲擊電力線,實(shí)際上是雷電襲擊用電器所在的建筑物避雷針,從而引起的雷電電磁脈沖的保護(hù)問(wèn)題。雷電打在建筑物避雷裝置上,按照GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,定義大樓接閃電能力為波形10350S三角波,雷擊電流為150KA。避雷針引下線由于線路電感的作用,IEC1312定義多只能將50%的電流引入大地。100余米高的大樓它的引下線電感為155H左右(1.55H/米),IEC1312定義電感大于37.5H,則發(fā)生測(cè)閃雷擊,也就是說(shuō),10350S直擊雷引下線只能引下50%的電流,余下的電流將通過(guò)電力線屏蔽槽、水管、暖氣管、金屬門(mén)窗等與地面有連接的金屬物質(zhì)聯(lián)合引雷,但也只引下少部分雷電流,余下總電流的25%在大樓流竄至UPS輸入輸出負(fù)載的電源線、局域網(wǎng)線等,擊穿小型機(jī)局域網(wǎng)端,終由邏輯地線處下泄入地。對(duì)設(shè)備而言,部分雷電流將由UPS輸入電源線對(duì)交流地線進(jìn)行L-PE、N-PE泄放,UPS輸出L-PE′(邏輯地〕、N-PE′泄放,小型機(jī)L-PE′N-PE′泄放,局域網(wǎng)線對(duì)邏輯地線等進(jìn)行泄放。終結(jié)果,將擊穿UPS輸出對(duì)地線和輸入對(duì)地線端、小型機(jī)電源對(duì)邏輯地線、網(wǎng)口對(duì)邏輯地線。為此,必須對(duì)UPS輸入輸出火線零線對(duì)交流地和直流邏輯地進(jìn)行保護(hù),必須對(duì)小型機(jī)、服務(wù)器及其它重要終端進(jìn)行等電位保護(hù),對(duì)網(wǎng)口進(jìn)行保護(hù),只有堵死一切雷電導(dǎo)入的端口,才能有效的保護(hù)設(shè)備免受雷電的侵害。
3.錯(cuò)相位雷害
美國(guó)空軍電磁兼容手冊(cè)中,描述雷電發(fā)生時(shí)用肉眼可識(shí)別閃電為一組雷擊,每次不少于26個(gè)雷,它有大小和發(fā)生先后的區(qū)別,如果一個(gè)高能量雷打在一條火線上,而另一個(gè)低能量雷打在另一條火線上,線線之間就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓差,侵入設(shè)備。這種侵害設(shè)備的現(xiàn)象,稱錯(cuò)相位雷擊,又稱雷電的二次破壞,對(duì)三相UPS而言,它的輸入和輸出端,應(yīng)安裝線與線之間的保護(hù),才能更全面更立體的保護(hù)電子設(shè)備。小結(jié):堵死雷電由電力線入侵電子設(shè)備,應(yīng)該從遠(yuǎn)點(diǎn)雷擊、近點(diǎn)雷擊和錯(cuò)相位雷擊三種雷擊現(xiàn)象入手,實(shí)施全方位的保護(hù),才能在發(fā)生雷擊時(shí),有效的保護(hù)設(shè)備。
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