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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 防雷产品的技术原理及进展现代防雷产品种类繁多,大致可分为四大类：一、接闪器 避雷针是最早的接闪器,也是目前世界上公认的最成熟的 防直击雷装置；避雷带、避雷网、避雷线是避雷针的变形,其接闪原理是 一样的；对避雷针的接闪原理的熟悉是有一个进展过程的,现在的滚球法 理论比较全面地说明了接闪器吸引雷电的各种现象,被国内外标准所采纳；滚球法理论认为：1、接闪器的爱护范畴如下列图：半径为R 的球与接闪器和地面相切绕接闪器滚动一周所形成的阴影区域即为接闪器的爱护范畴； R 依据不同的防雷类别分别选为30M、45M、60M；2、在爱护范畴内并不是没有雷击,只是
2、雷击能量较小,滚球半径 R 越小,进入爱护范 围的雷击能量也越小,也就是说接闪器的防雷成效越好；3、接闪器并非 越高越好,超过 60M 的接闪器在技术上是没有多大意义的；理论上任何 良好接地的金属物体都可以作为接闪器,因此随着经济的进展,人们对接 闪器的外形提出了要求,期望能与美丽的现代建筑和谐,显现了一些外形 各异,五彩缤纷的接闪器,但其防雷原理并没有转变；由于传统接闪器并 没有排除雷击,而只是将雷电流引向自身,这样会带来地电位上升、侧 击、雷电流电磁干扰等问题,虽然能采纳其它技术手段解决,但人们总希 望有一劳永逸的解决方法；近年来显现了一些新产品,声称在进一步掌握 雷电方面取得了成果；3.
3、1 、消雷器 消雷器是国内近年来有特别大影响的防雷产品；它是期望 转变接闪器的材料和外形来产生电流综合雷云中的电荷,让雷云在消雷器 的爱护范畴内无法建立起接闪所需的场强,以达到消雷的目的；由于消雷 器所声称的成效完全满意了人们所期望的防雷成效,因此一段时间内消雷 器风靡国内市场；后来国内很多专家提出异议,认为消雷器的原理在技术 上无法实现,并在理论上和实践上提出了大量例证,市售消雷器并不能真 正消雷；由于两派观点都有国内知名防雷专家支持,所以消雷器在国内防 雷学术界引起极大的争辩,遗憾的是最终这些争辩进展到超出了学术范 畴,认为是专家的道德问题,有的竟然提到了伪科学问题；结果谁也没被 说服,争
4、辩最终以行政命令禁用消雷器而告终；在消雷器的富强时期,许名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 多厂家也供应与消雷器相像原理的接闪器,名目繁多,有导体消雷器、半 导体消雷器、大幅度降低接闪电流的特殊避雷针等；在各部发文禁用消雷 器后,这些产品也销声匿迹,或改头换面；3.2 、特殊避雷针 仍有一些避雷针承认自己接闪雷电,但其爱护范畴特 别大,而且不会由于加装了避雷针而增大雷击概率；这一类产品在市场上 的份额不大,没多少人去深究其技术原理的可行性；但在标准中规定任何 接闪器都只能按滚球法校核爱护范畴；3.3 、引下线 一些厂家
5、不在接闪器上作文章,却在引下线上实行措 施,他们认为接闪器接闪时大量的雷电流通过引下线入地,会在四周的导 体中产生感应雷,因此推出有屏蔽作用的引下线；必需指出：感应雷主要 是由雷云的静电感应引起的,只屏蔽引下线作用并不大,而是要加强全部 导线的屏蔽成效,才能减弱感应雷；其实,在国标建筑物防雷设计规范（GB5005794）中,对金属引下线的规定就已实行了降低引下线电磁干扰的措施,如多根引下线的分流作 用,匀称对称的布置在建筑物四周可相互抵消内部电磁场,利用建筑物的 钢筋框架这个很好的屏蔽笼（法拉第笼）接闪引下雷电流等；因此,一般 金属引下线的方法在技术经济上都是可行的；二、 低压电源避雷器原信息
6、产业部的分析统计说明：通信站80%的雷击事故是由雷电波侵入电源线造成；因此,低压沟通避雷器进展特别快速,而以 MOV材料为主的避雷器在市场上占有统治位置；MOV避雷器的生产厂家众多,其产品的差别主要表现在：1、通流容量通流容量是避雷器所能耐受的最大雷电流（ 8 20 s）；信息产业部标准通信工程电源系统防雷技术规定（YD507898）对电源避雷器的通流容量做出了规定,首级避雷器大于 20 千安；不过目前市场上避雷器通流容量有越做越大的趋势,通流容量大避雷器不简洁被雷击损坏,耐受小雷电流冲击的次数增加,残压也略有降低,实行冗余并联技术的避雷器仍提高了爱护才能的牢靠性；但是避雷器的损坏并不都是由于
7、雷击造成；目前,有人提出检测避雷器应采纳10 350 s 电流波,其理由是名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - IEC1024 和 IEC1312 等标准在描述雷电波时采纳了10 350 s 波；这种说法是不全面的,由于在 IEC1312 中对避雷器进行匹配运算时仍旧采纳 8 20 s 电流波,在 IEC1643低压配电系统爱护设备（SPD）选用 原理中也采纳 8 20 s 波来作为检测避雷器（SPD）的主要电流波 形；因此,不能说用 8 20 s 波检测避雷器的通流容量是过时的,也不 能说用 8 20 s 波检测避雷器
8、的通流容量就不符合国际标准；2、爱护电路 MOV 避雷器的失效有短路和开路两种形式,强大的雷电 流可能将避雷器击坏,形成开路故障,这时避雷器模块的外形往往会被破 坏；避雷器也可能因时间长材料老化而动作电压下降,当动作电压下降到 低于线路工作电压的水平常,避雷器通过沟通电流增加,避雷器发热,最 终会破坏 MOV器件的非线性特性,导致避雷器部分短路烧毁；电源线路 故障造成的工作电压上升也可能产生类似情形；避雷器的开路故障不影响电源供电,要检查动作电压才能发觉,因此避雷 器需定期检查；避雷器的短路故障影响电源供电,发热严峻时会烧毁导线,需要爱护报警 电路来确保供电安全,过去主要是在避雷器模块上串联保
9、险丝,但保险丝 既要保证雷电流通过又要在短路电流显现时熔断,在技术上实现起来较困 难,特殊是避雷器模块多是部分短路,短路时流过的电流并不大,但连续 电流足以使主要用于泄放脉冲电流的避雷器严峻发热；后来显现的温度断 开装置较好地解决了这个问题,通过设定装置的断开温度来检测避雷器的 部分短路,一旦避雷器发热装置自动断开,并给出光、电、声地报警信 号；3 、 残 压 信 息 产 业 部 标 准 通 信 工 程 电 源 系 统 防 雷 技 术 规 定 （YD507898）对各级避雷器的残压做出了详细要求,应当说标准要求的指标是很简洁达到的,MOV避雷器的残压是其动作电压的2.5 3.5倍；直接并联的单
10、级避雷器其残压差别并不大,降低残压的措施是降低动 作电压和增大避雷器通流容量,但动作电压太低由于电源不稳造成的避雷 器损坏就会增加；国外一些产品在进入中国市场初期,动作电压都很低,后来都大大提高了动作电压；可以通过两级避雷器来降低残压,如下列图名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 雷电波入侵时避雷器1 放电,产生的残压为V1；流过避雷器1 的电流为I1 ；避雷器 2 放电的残压为 V2,流过的电流为 I2 ；这样就有： V2=V1-I2Z 明显避雷器 2 的残压低于避雷器 1 的残压；有厂家供应两级防雷的避雷器,用于单相
11、电源防雷,因单相供电的功率一般在 5KW以下,线路电流不大,阻抗电感简洁绕制；也有厂家供应三相的两级避雷器,因三相电源的功率可能很大,因此这中避雷器的体积大、价格高；在标准中要求在电源线上多级加装避雷器,其实也能实现降低残压的效果,只不过是利用了导线的自感做各级避雷器间的隔离阻抗电感；避雷器的残压只是避雷器的技术指标,真正加在设备上的过电压仍要在残压的基础上加上避雷器与电源线、地线连接的两段导线电感产生的附加电压,因此正确的安装避雷器也是降低设备过电压的重要措施；4、其它功能 避雷器仍可以依据用户需要供应雷击计数器、监控接口和不同的安装方式；三、通信线路避雷器 通信线路避雷器的技术要求较高,由
12、于除了满意防雷技术要求外,仍须保证传输指标符合要求；加上与通信线路相连的设备耐压很低,对防雷器件的残压要求严格,因此在挑选防雷器件时较困难,目前常用的防雷器件的相关性能如下表所示：抱负的通信线路防雷器件应是电容小、残压低、通流大、响应快；明显表中的器件都不抱负,放电管几乎可以用于全部的通信频率,但其防雷才能较弱； MOV电容较大,只适用于音频传输,TVS 耐雷电流的才能较弱只能起帮助爱护作用；不同的防雷器件在电流波的冲击下其残压波形也不同；依据残压波形的特点,可将避雷器分为开关型和限压型,也可以将两种复 合在一起,扬长避短；解决的方法是采纳不同器件组合成两级避雷器,其原理图与电源的两级避 雷器
13、相同；只是第一级用放电管,中间隔离阻抗用电阻或 PTC,其次级用 TVS,这样可以发挥各器件之所长；这种避雷器大约可到几十 MHZ的频 率；更高频率的避雷器就主要是采纳放电管了,如移动和寻呼的天馈线避 雷器,否就很难满意传输要求；也有产品采纳高通滤波器的原理,因雷电 波的能量频谱集中在几千赫兹到几百千赫兹之间,相对于天线的频率很名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 低,滤波器简洁制作；最简洁的电路是在高频芯线上并联一个小磁芯电感,就可以构成高通滤波 的避雷器；对于点频通信天线也可采纳四分之一波长的短路线构成带通滤 波器,
14、防雷成效更好,但这两种方法都会将天馈线上传送的直流短路,其 应用范畴有限；四、接地装置 接地是防雷的基础,标准规定的接地方法是采纳金属型 材铺设水平或垂直地极,在腐蚀剧烈的地区可以采纳镀锌和加大金属型材 的截面积的方法抗腐,也可以采纳非金属导体做地极,如石墨地极和硅酸 盐水泥地极；更合理的方法是利用现代建筑的基础钢筋做地极,有事半功 倍之效；由于过去对防雷熟悉的局限性,片面强调降低接地电阻的重要性,导致一 些厂家推出各种接地产品,声称能降低地电阻；如降阻剂、高分子地极、非金属地极等；其实就防雷的角度讲,对接地电阻的熟悉已有变化,对地网的布置形式的要求较高,对阻值要求放松,在GB50057-94
15、 中只强调了各种建筑的地网形式,而没有阻值要求,这是由于在等电位原理的防雷理论中,地网只 是一个总的电位基准点,并不是肯定的零电位点；要求地网外形是为了等 电位的需要,而要求阻值就不符合规律了,当然在条件许可时,获得低的 接地电阻总没有什么错；另外供电和通信对接地电阻有要求,那已超出防 雷技术的范畴；接地电阻主要受土壤电阻率和地极与土壤接触电阻有关,在构成地网时与外形和地极数量也有关系,降阻剂和各种接地极无非是改 善地极与土壤的接触电阻或接触面积；但土壤电阻率起打算作用,其它的 都较易转变,假如土壤电阻率太高就只有工程浩大的换土或改良土壤的方 法才能有效,其它方法都难以凑效；防雷是一个老话题,但仍在不断进展中,应当说现在尚无万试万灵的产 品；防雷技术仍有很多待探究的东西,目前雷云起电的机理仍不清晰,雷 电感应的定量讨论也很薄弱,因此防雷产品也在进展中,一些防雷产品所 声称的新成效,需以科学的态度在实践中检验,在理论上进展完善；由于 雷电本身是小概率大事,需要大量长期的统计分析才能得到有益的结果,名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 这需要各方的通力合作才能实现；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页