雷電放電可能發(fā)生在云層之間或云層內(nèi)部,或云層對(duì)地之間;另外許多大容量電氣設(shè)備的使用帶來(lái)的內(nèi)部浪涌,對(duì)供電系統(tǒng)(中國(guó)低壓供電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn):AC 50Hz 220/380V)和用電設(shè)備的影響以及防雷和防浪涌的保護(hù),已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
云層與地之間的雷擊放電,由一次或若干次單獨(dú)的閃電組成,每次閃電都攜帶若干幅值很高、持續(xù)時(shí)間很短的電流。一個(gè)典型的雷電放電將包括二次或三次的閃電,每次閃電之間大約相隔二十分之一秒的時(shí)間。大多數(shù)閃電電流在10,000至100,000安培的范圍之間降落,其持續(xù)時(shí)間一般小于100微秒。
供電系統(tǒng)內(nèi)部由于大容量設(shè)備和變頻設(shè)備等的使用,帶來(lái)日益嚴(yán)重的內(nèi)部浪涌問(wèn)題。我們將其歸結(jié)為瞬態(tài)過(guò)電壓(TVS)的影響。任何用電設(shè)備都存在供電電源電壓的允許范圍。有時(shí)即便是很窄的過(guò)電壓沖擊也會(huì)造成設(shè)備的電源或全部損壞。瞬態(tài)過(guò)電壓(TVS)破壞作用就是這樣。特別是對(duì)一些敏感的微電子設(shè)備,有時(shí)很小的浪涌沖擊就可能造成致命的損壞。
供電系統(tǒng)浪涌的影響
供電系統(tǒng)浪涌的來(lái)源分為外部(雷電原因)和內(nèi)部(電氣設(shè)備啟停和故障等)。
雷擊對(duì)地閃電可能以?xún)煞N途徑作用在低壓供電系統(tǒng)上:
(1)直接雷擊:雷電放電直接擊中電力系統(tǒng)的部件,注入很大的脈沖電流。發(fā)生的概率相對(duì)較低。
(2)間接雷擊:雷電放電擊中設(shè)備附近的大地,在電力線(xiàn)上感應(yīng)中等程度的電流和電壓。
內(nèi)部浪涌發(fā)生的原因同供電系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備啟停和供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的故障有關(guān):
供電系統(tǒng)內(nèi)部由于大功率設(shè)備的啟停、線(xiàn)路故障、投切動(dòng)作和變頻設(shè)備的運(yùn)行等原因,都會(huì)帶來(lái)內(nèi)部浪涌,給用電設(shè)備帶來(lái)不利影響。特別是計(jì)算機(jī)、通訊等微電子設(shè)備帶來(lái)致命的沖擊。即便是沒(méi)有造成{yj}的設(shè)備損壞,但系統(tǒng)運(yùn)行的異常和停頓都會(huì)帶來(lái)很?chē)?yán)重的后果。比如核電站、醫(yī)療系統(tǒng)、大型工廠(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)、證券交易系統(tǒng)、電信局用交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)樞紐等。
直接雷擊是最嚴(yán)重的事件,尤其是如果雷擊擊中靠近用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)口架空輸電線(xiàn)。在發(fā)生這些事件時(shí),架空輸電線(xiàn)電壓將上升到幾十萬(wàn)伏特,通常引起絕緣閃絡(luò)。雷電電流在電力線(xiàn)上傳輸?shù)木嚯x為一公里或更遠(yuǎn),在雷擊點(diǎn)附近的峰值電流可達(dá)100kA或以上。在用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)口處低壓線(xiàn)路的電流每相可達(dá)到5kA到10kA。在雷電活動(dòng)頻繁的區(qū)域,電力設(shè)施每年可能有好幾次遭受雷電直擊事件引起嚴(yán)重雷電電流。而對(duì)于采用地下電力電纜供電或在雷電活動(dòng)不頻繁的地區(qū),上述事件是很少發(fā)生的。
間接雷擊和內(nèi)部浪涌發(fā)生的概率較高,絕大部分的用電