内容发布更新时间 : 2024/9/29 13:24:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
防雷基础知识
1、雷电瞬间过压的入侵原理及途径 1.1瞬间过压的产生原理 1） 闪电
闪电活动能够在电源和数据通信，信号或电话线上产生瞬间过压。闪电释放出来的电量是可怕的，虽然一般建筑物可承受的电流上限是200KA，但闪电可产生高至530KA的电流。如果雷电击中了一栋无建筑防雷保护设计的建筑物，电流就会找到一条建筑物的接地信道，以奇怪的和不可预知的方式通过，建筑物就很有可能被严重破坏甚至发生火灾。 反之，如果雷电击中一栋有建筑防雷保护设计的建筑物，电流就会通过预定的方式导地。 闪电能够通过以下途径产生瞬间电压： 直接集中设备
间接雷击，通过电阻，电感和电容操作耦合到各种设备上产生。 直接击中高压电线
击中高架的高压电线是常见的。人们经常认为高压到低压的转换已经消除了合成的瞬间过压，其实不然。虽然转换器能够防止在线对地上产生瞬间过压，但线对线的瞬间过压却并无衰减。 直接击中低压电线或电话线
当闪电中高架的低压线或电话线，大部分电流通过跳火导地。但小部分破坏性很强的闪电电流会沿着导线传到电子设备中。
2） 传导雷
传导雷是造成瞬间过压的常见原因，它会影响高架或地下的导线。当雷击提高了一组或多组有电连接之建筑物的电位时，传导雷便会产生。 电的相互连接的常例： 变压电站供给建筑物的功率
建筑物到建筑物的功率供给
从建筑物到外部的照明，CCTV或安全设备的电源 从交换器到建筑物的电话线 两个建筑物电话线之间 局域网或数据通信线之间
从建筑物信号或电源线到外的感应器
建筑物内部有通过电源接地的电子设备。数据通信连接在两个设备上因此有两个单独的接地点。
附近的一个雷击将对地产生一巨大电流。电流从雷击点流入大地后，它总是选择以最少电阻的线路通过。地极，电线和电子设备的回路（一旦破坏），都会成为比泥土更好的导体。由于电流试着通过，所以破坏性的瞬间过压会对设备的敏感部件造成破坏.
当单独的接地建筑物相互之间距离只有几米远的时候，传导雷便会产生瞬间过压，同时电阻耦合对地下和架空的导线都会受到影响。下图亦然
3） 感应雷
感应雷是闪电和导线之间的磁场变压效应。闪电会产生巨大电流，从而在它周围产生一个电磁场。如果电源或数据线通过此磁场，就会有感应电压产生。
当闪电放电现象靠近架空的电源或资料线时，这种情况经常发生。
如果建筑物没有雷电保护配置，则许多以上的情况就会发生。闪电电流通过建筑物的接地导体流入大地，产生的磁场将超过建筑物导线的界限，从而产生瞬间过压。
4） 电容性雷击
当长导线和大地隔离良好的情况下（例如通过变压器），它们能通过导线间的电容与带电的云层产生高电压。如果导线上的电压在每端都超过设备的承受极限，它们就会遭破坏。
由闪电引起的瞬间过压的大小
美国在闪电引起瞬间过压方面进行了广泛的研究比较。美国标准指出：
建筑物电力分配系统最坏情况承受6KV的瞬间过压--它的瞬间电压清除等级将保证瞬间过压一般不会超过6KV。 在建筑物的电源上，间接雷产生的电流一般不可能超过3KA，也就不会超过10KA。
数据通信，信号和电话线上最坏的瞬间过压情况较难量化说明。然而，基本上我们大致是以5KV为上限，或几百安培。
5） 电开关操作
由电开关操作引起的瞬间过压是十分普遍的，是一种不可忽视的干扰源。导体往往因电流流经而产生磁场，进而积聚一定的能量，当电流中断或关掉，磁场中的能量便会突然减少，在减少自己能量的同时形成了一个高瞬间过压。
积聚的能量越多，造成的瞬间过压越高。电流越高，导体长度越长，对能量积聚越有利。这就是为什么感应负载经常造成开关瞬间过压。 闪电的特性及入侵途径
闪电偏向打击更高的建筑和物体。如果在建筑物之间有一段超过建筑物高度两倍的距离，雷击地的情况就会经常发生。
闪电电流怎样能进入建筑物和其中的电子设备，怎样对建筑物、电气设备或周围地面产生雷击。箭头表示电流可能流的方向。
电流在铁构架或混凝土建筑结构上倾向选择外部导体流动。使雷击中了屋顶的中心，大部分的电流都会沿着外部导体通向大地，而不是靠近中心的内部导体。
电流通过三个内部支柱的量相对较小，在建筑物内产生较小的磁场。
因此，围绕在建筑物边缘的大量接地导体将大量减少建筑物内的磁场，减少了建筑物雷电保护系统对电子设备产生的瞬间干扰。
防雷保护的整体概念及保护原理 保护的原理
当系统受到瞬间过压的影响，工程师可采用以下两种方案来保护系统： 1） 通过开路达到保护目的就如当雷暴时把器材的电源切断。 2） 通过短路达到保护目的
大部分设备均以此为操作原则，但却有不完善之处。
防雷器正确安装的方法
正确的安装方法除了保证安全性以外，最重要的便是会直接影响防雷器的工作效能，从一般防雷器接法示意图可得知。从实际量度中证明连接线的长度，数量及其连接方法直接影响其电压降，这是由於连接线上的电压值主要决定於它的的电感值，而线的电感值则受到它的长度及其连接方法影响，以下有四种方法可减少并联防雷器的电感性电压：
1） 连接线越短其电感值越小，亦表示其电感性电压越小。所以连接线长度应少於25cm 。
2） 另一方面，当感应电流流过任何两条连接线时，会产生两个相反方向的磁场，所以如果能将每组连接线紧扎一起则这两个磁场会相互抵消，使到电感性电压大大减少。
3） 当连接线长度超过最长25cm时，我们可使用多一组的连接线如图。由于多了一组线，所以电感电流便平分在两组线上，因此所产生的磁场强度也减低了一半，亦表示感应电压可降至一个可接受水平。(<700v) 4） 由于并联电源防雷器一般都会安装于配电箱之内或其上方，所以很多时候是地线要较其他连接线长（超过25cm），这样地线可采用两条，一条接于接地棒而另一条接于配电箱的金属外壳。串联防雷器也可用类此的措施以减低电感性电压，详列如下：
A、根据CCITT，BS及IEC 标准指出，讯号、数据 线上的瞬间过电压及电流一般为5KV及125KA，这数字较电源 线上的数值为低，所以雷电通建议可采用不长于1米的接地电缆，当然在可能情况下，要使其越短越好。
B、如在下列情况下，接地长于1米时，如2米，3米或4米，则可采用多条电缆，但电缆之间必须相隔最少5cm.
电阻性电压降 电缆尺寸(m㎡) 1 2.5 4 6 10 100 电压 降(伏/米) 电缆尺寸(m㎡) 51.6 20.6 12.9 8.6 5.16 0.516 1 2.5 4 6 10 100 电感性电压降 电感值（H/米） 1.2 1.1 1.1 1.0 1.0 0.7 电压降（V/米） 450 376 376 342 342 239 能否透过用较粗的连接线来减低电感性电压？
由于瞬间过电压经过电缆时，其电感性电压降较电阻性电压降大很多甚至超过10倍，所以较粗的电缆，只能使通过电压稍为改善，不能解决问题。
其他安装考虑要点： 1、保险丝、断路器
在负载不大于63A而线粗有4m㎡时或负载不大于100A而线粗有10m㎡时，可免加保险丝，但若负载太大时，则要使用保险丝或断路器，而 作用是在外接线短路时避免电缆被烧熔而非保护防雷器本身。
2、大多数电源防雷器厂家都建议把其安装于配电屏的第一个负载输出如图。另外如负载也有可能产生瞬间过电压而反馈到电源上时，便要多加一个防雷器。
3、如三相电源没有中线时，必须把防雷器的中线接到电源的地线上。
4、在漏电断路器的情况下，防雷器必须安装在漏电断路器的前方。串联防雷器的输入及输出线的布局对其效能影响甚大。因为输出线的电源经过防雷器的隔离后大致上是可接受的，但如果使其太接近输入 线则瞬间过电压发生时便会从输入线感应到输出线上。