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1、论文低压输电电线路的的雷电防防护研究究申请人：XXXX学科（专专业）：XXXXX指导教师师：XXXXXXXXX年XX月35网络教育育学院毕 业 设 计计 (论论 文) 任 务 书书专业班级级层次姓名名学号一、毕业业设计（论论文）题题目二、毕业业设计（论论文）工工作自年年月 日起至至年 月 日止三、毕业业设计（论论文）基基本要求求：指导教师师：网络教育育学院毕业设计计(论文文)考核核评议书书指导教师师评语：建议成绩绩： 指指导教师师签名： 年年 月月 日日答辩小组组意见：负责人签签名 年年 月月 日日答辩小组组成员毕业设计计（论文文）答辩辩委员会会意见： 负责责人签名名： 年 月 日摘要论文题目
2、目：低压压输电线线路的雷雷电防护护研究学科（专专业）：XXXXX申请人：XXXX指导教师师：XXXX摘要雷电对于于电力系系统的影影响是非非常巨大大的常常常都会造造成电力力系统比比较严重重的故障障，尤其其是雷电电对于低低压输电电线路系系统运行行有着非非常大的的影响，如如果没有有对低压压输电线线路系统统进行有有效的保保护就会会导致线线路被破破坏设备备被损坏坏，所以以必须要要研究雷雷电对低低压输电电线路系系统的破破坏情况况以及雷雷电电波波，通过过分析了了解到电电涌保护护器能够够有效的的对低压压输电线线路系统统进行保保护，并并且电涌涌保护器器的使用用有着极极高的实实用意义义；尤其其是低压压输电线线路系
3、统统能够进进行有效效组合提提高雷电电的防护护作用；本文主主要针对对低压输输电线路路系统中中雷电防防护的形形式以及及低压输输电线路路系统中中电涌保保护的应应用进行行了分析析，希望望通过这这样的组组合能够够实现一一个真正正有效的的低压输输电线路路的雷电电防护系系统保护护低压设设备线路路。关 键 词：雷电防防护；低低压输电电；输电电线路；电涌保保护器；雷波论文类型型：XXXXX目录目 录录1 绪论论11.1 标题2211.1.1 标标题311.242 XXXXXXX52.1 标题2252.1.1 标标题352.252.2.153 XXXXXXX73.1 标题2273.1.1 标标题374 XXXXX
4、XX94.1 标题2294.1.1 标标题395 XXXXXXX115.1 标题22115.1.1 标标题3116 XXXXXXX136.1 标题22136.1.1 标标题3137 结论论与展望望157.1 标题22157.1.1 标标题315致谢177参考文献献19附录233攻读学位位期间取取得的研研究成果果25西安交通大学网络教育学院论文1绪论一般来说说低压的的输电线线路受到到雷电的的影响主主要就表表现在一一个过压压，一般般来说雷雷电会导导致低压压输电线线路产生生过压情情况，然然后就会会产生低低压输电电线路所所能够承承受的最最大电流流和产生生电涌等等一些导导致输电电线路破破坏的电电流情况况
5、，影响响整个低低压的输输电电路路系统。1.1低低压交流流输电线线路系统统中的过过压来源源低压电力力系统在在工作的的时候一一般都是是接地的的，一般般来说良良好的接接地就能能够保证证这些低低压输电电线路的的正常与与低压用用电器的的正常工工作，但但是实际际上工作作过程中中一旦发发生雷电电的情况况，就会会因为雷雷电导致致的强大大电场引引起电路路电网的的电磁感感应，从从而让接接地的部部分也产产生过高高的电压压导致过过载的出出现，导导致低压压电路系系统受到到过压的的破坏，由由于低压压输电线线路都是是直接面面对各种种各样的的低压用用电设备备的，所所以说低低压输电电线路受受到雷电电影响产产生过大大的电压压电流
6、就就一定会会导致用用电器的的损坏，一一般来说说雷电导导致的过过压主要要就是以以下的这这样四种种形式：1.1.1直击击雷过电电压顾名思义义“直击雷雷”过电压压的形式式主要就就是直接接雷电击击到低压压输电线线路上导导致的过过电压，或或者就是是雷电直直接击到到低压输输电线路路所在的的建筑物物和其周周围，导导致建筑筑物的低低压输电电线路出出现过压压情况；而且这这样一种种形式的的过电压压是有一一定的传传播性的的，会随随着低压压输电线线路进行行传播传传输到室室内的各各个线路路上来，同同时被雷雷电击中中的地方方电压非非常之高高，但是是在这种种高压电电流传输输的过程程中，就就会逐渐渐的减弱弱；尤其其是电杆杆上
7、的瓷瓷瓶就会会对这样样的一种种高压电电流进行行闪络放放电，到到最后一一般电压压能够有有效地降降到300到400千伏。1.1.2感应应雷过电电压“感应雷雷”式的过过电压，主主要就是是由于感感应产生生的巨大大电位差差导致的的过压电电流产生生，一般般来说没没有雷电电直接击击到低压压输电线线路上来来，但是是由于低低压输电电线路上上空或者者周围有有雷电云云经过，就就会由于于静电感感应的现现象导致致低压输输电线路路中形成成过压出出现高压压电流，同同样能够够有几十十万伏的的高压产产生。1.1.3反击击过电压压一般来说说建筑物物和电路路系统为为了防止止雷电的的破坏都都会设置置一些避避雷针等等设施，但但是同样样
8、在雷电电击中这这些避雷雷针或者者接地系系统的时时候就会会产生反反击的过过电压，而而且由于于避雷针针的接地地线路的的电阻往往往都是是比较大大的，那那么这样样的高压压电流一一定是会会向电阻阻小的接接地电路路或者一一些弱点点保护系系统流去去，同样样能够顺顺着室内内的低压压输电线线路进行行传播，产产生巨大大的反击击过压电电流破坏坏掉一些些用电设设备。1.1.4侵入入波过电电压“入侵波波式”的过电电压也是是一种由由于感应应现象产产生的电电压，通通过电波波的形式式在低压压输电线线路系统统中进行行传播。1.2过过电压的的防护技技术一般来说说高压输输电线路路系统中中的各种种设备能能够承受受的电压压本身就就比较
9、大大，所以以在受到到雷电的的影响时时遭受的的破坏也也一般比比较小，通通常情况况下高压压输电线线路系统统中采用用的电压压保护器器也比较较简单设设置也比比较简单单；但是是不同的的是，低低压输电电线路系系统中受受到雷电电影响时时可能出出现的破破坏也就就比较大大，虽然然说实际际情况中中雷电直直接击到到低压输输电线上上的可能能性是比比较小的的，但是是雷电击击中建筑筑物或者者一些其其他的设设施几率率确实比比较高的的，一般般来说都都是雷电电电流产产生的感感应现象象导致的的高电压压电流破破坏，或或者是雷雷电电流流产生的的分电流流进入到到实际生生活的低低压输电电线路造造成破坏坏，所以以说通常常情况下下，都是是采
10、用分分级保护护的方式式进行低低压输电电线路系系统的雷雷电保护护，而且且要根据据一般来来说要根根据雷区区的不同同设置不不同的电电涌保护护器，来来对低压压输电线线路和设设备进行行有效的的保护。1.2.1雷电电的波形形雷电最为为最为主主要的影影响就是是因为其其放电导导致出现现巨大的的电流，从从而引起起各种设设备的过过压情况况，一般般来说雷雷电电波波是低压压输电线线路中产产生过电电流的主主要原因因，雷电电电波一一般是单单极性脉脉冲波，一一般这样样的雷电电波都是是采用波波长时间间和波幅幅，还有有波头时时间来对对雷电的的电波进进行一个个常规的的描述（如如图所示示），一一般来说说如果雷雷电电波波能量非非常巨
11、大大，那么么这个雷雷电的波波头时间间也就会会相应的的比较短短，一般般来说，对对于这些些雷电波波的描述述都是采采用统一一方法的的，一般般来说低低压输电电线路中中对于雷雷电的防防护主要要就是用用1.22/500s冲击击电压和和8/220s冲击击电流，来来体现和和表现一一个雷电电的电波波情况；通常情情况下在在设置直直击雷的的防护时时都是使使用100/3550s波形形；同样样的如果果是非直直击雷一一般都是是采用88/200s波形形；这两两种波形形也是AANSII/IEEEECC62.41、IIEC66164421标准准要求中中指定使使用的雷雷电过压压电涌保保护器设设计使用用的雷电电电波波波形。（图1-
12、1雷电电流表示示）1.2.2防雷雷保护区区域的划划分一般情况况下对环环境的雷雷区划分分主要就就是以下下的划分分方法，把把雷区划划分成为为以下的的这些，如如图1-2：（图1-2建筑筑的雷区区划分图图）(l)LLPZ00A所指指的是非非直击防防雷区:一般来来说这样样的一个个区域的的设备都都是暴露露的能够够直接受受到雷电电雷击的的，所以以说这样样的一个个区域一一般都不不设防。(2)LLPZ00B所指指的是直直击防雷雷区:这这个区域域的所有有设备能能够受到到雷电保保护装置置的保护护，但是是这个区区域受到到雷电影影响磁场场却还是是没有任任何减弱弱，所以以能够直直接受到到雷电磁磁场的直直接影响响。(3)L
13、LPZII所指的的是第一一防护区区:这个个区域的的雷电磁磁场能够够受到比比较明显显的减弱弱，而且且雷电电电波情况况受到有有效的控控制，比比起上一一个防雷雷区要明明显的得得到控制制。(4)LLPZ22所指的的是第二二防护区区:雷电电电流进进一步防防护的一一个防护护区域。(5)LLPZnn所指的的是后续续防护区区:虽然然雷电的的电流电电压能够够在这个个区域得得到有效效的控制制，但是是雷电的的电磁环环境依旧旧是存在在的，需需要设置置有效的的电涌保保护器来来更好地地控制雷雷电的电电磁破坏坏。1.2.3低压压交流电电源系统统中雷电电防护的的主要措措施低压输电电系统几几乎都是是低压交交流电输输电系统统，这
14、样样的低压压交流电电输电系系统中，防防雷的措措施主要要就是分分成内外外进行防防雷。一一般来说说低压交交流电输输电线路路的外部部防雷主主要就是是利用一一些较为为传统可可靠地避避雷针接接地装置置等进行行有效的的雷电防防护，这这些设施施对于直直击雷的的影响能能够有效效地防护护，但是是对于雷雷电产生生的巨大大电磁场场是是不不能够有有效的进进行防护护和屏蔽蔽的，那那么我们们必须要要从低压压输电线线路的整整体进行行一个综综合的防防雷考虑虑，进行行真正有有效的防防护，才才能够保保证低压压输电线线路不受受到雷电电的破坏坏。(l)屏屏蔽措施施低压输电电线路面面对的都都是一些些低压用用电设备备，而这这些低压压用电
15、设设备中太太多的半半导体或或者一些些集成电电路元件件，这些些部件能能够承受受的电流流比较小小本身就就比较的的脆弱，根根本不可可能承受受的住雷雷电几十十万伏的的高压，往往往因为为雷电电电波的进进入出现现被破坏坏失灵的的情况；所以必必须要通通过一些些有效的的手段来来进行雷雷电波的的屏蔽，正正是因为为雷电波波也是一一种电磁磁波所以以能够有有效的使使用金属属网，和和一些外外部的金金属屏蔽蔽设置来来对雷电电波进行行有效的的屏蔽。(2)良良好的接接地系统统同时低压压输电线线路系统统必须要要良好的的接地，电电源的接接地一般般来说要要按照规规范进行行，接地地要良好好而且电电阻要有有效的进进行控制制保证；对于一
16、一些电涌涌保护器器和屏蔽蔽接地要要处理得得当。(3)等等电位连连接雷电雷击击一旦发发生，那那么就会会导致雷雷电电流流流经的的线路上上出现电电位急剧剧升高的的情况，输输电线路路的电位位升高，就就会导致致电路系系统和周周围的的的一些电电路设备备之间出出现巨大大的电位位差超过过设备能能够承受受的最大大极限，从从而导致致设备被被破坏，正正是由于于出现这这样一种种电位差差会导致致设备破破坏，所所以说我我们就能能通过电电气设备备之间的的等电位位连接，通通过连接接的方式式来消除除这样一一种巨大大电位差差发生出出现的可可能性，从从而避免免设备破破坏。(4)安安装电涌涌保护器器在输电线线路系统统的防雷雷应用中中
17、，电涌涌保护器器是一种种常见的的保护设设备，能能够有效效地保护护电路系系统中的的各种设设备使用用过程中中出现雷雷电雷击击时，电电压不会会超过耐耐受的最最大电压压，所以以也就能能够有效效的使用用电涌保保护器进进行设备备的保护护，而且且把室内内电压水水平分为为“ABBC”三类。(5)分分级防雷雷分级防雷雷在上面面已经提提到，主主要就是是因为雷雷电雷击击破坏，雷雷击处的的电涌较较大电压压较大，但但是确实实会出现现逐渐递递减的情情况，所所以需要要通过分分级的方方式来进进行一个个雷电的的防护处处理，采采用多级级的SPPD进行行配合，进进行保护护，就能能够保证证设备有有效的安安全运行行。2电涌保保护器的的
18、保护分分析2.1引引言由于低压压数显线线路系统统中存在在很多的的敏感元元器件，单单一的雷雷电防护护措施是是不能够够有效的的保护设设备的，所所以就必必须要进进行多级级的保护护，而电电涌保护护器就是是一个多多级保护护设备能能够有效效的对雷雷电引起起的过压压过流电电流进行行有效的的屏蔽和和保护。2.2冲冲击电涌涌波的选选择在使用电电涌保护护器的的的时候必必须要做做好雷电电电波的的选择，只只有选择择合理的的电波形形式，才才能够保保证电涌涌保护器器的设置置合理，一一般来说说雷击的的主要冲冲击波就就是以下下这两种种：2.2.1 11.2/50一一8/220s混合合波在理想的的情况下下能够利利用冲击击波发生
19、生器发生生出1.2/550s的冲冲击波，而而用同样样设备在在短路的的情况下下就能够够输出88/2OOs冲击击电流波波。而冲冲击电流流波的形形式如图图2-11所示；在雷电电波的研研究中把把8/22Os冲波波是一种种雷电电电流波的的一种标标准的波波形式，也也是低压压输电线线路系统统雷电防防护研究究实验中中最常使使用的电电涌保护护器试验验雷电波波；8/2Os冲击击波能够够有效地地模拟出出雷电在在低压输输电线路路上的电电压情况况，8/2Os冲击击电流波波一般情情况下对对低压电电子设备备的安全全运行有有着非常常大的影影响。（图2-1混合合波发生生器）2.2.2 100/3550s波10/3350s波也也
20、是雷电电电波常常用的一一种电涌涌保护试试验波形形，这种种波形是是在国家家标准(GB5500557一994)中中推荐使使用的一一种雷电电电波的的试验标标准电波波形式；这种电电波的能能量较高高，也是是一般电电器设备备的抗击击能力所所不能够够承受的的一种电电波，所所以说这这样一种种10/3500s电波波用于试试验有着着实际的的意义。2.3低低压系统统的过电电压保护护器低压电路路系统中中过往也也有很多多的保护护设置，但但是不同同的保护护器具能能够产生生的作用用不同性性能也不不同，所所以就对对这些保保护器做做了一个个比较：2.4保保护元件件的安装装电子设备备如今发发展迅速速不断地地变小不不断地精精密化不
21、不断地复复杂化，但但是实际际生产过过程中，很很多精密密部件虽虽然说在在内部就就安装了了冲压保保护设备备能够自自身对于于雷电就就进行一一定的保保护；但但是我国国对于设设备自身身的保护护器设置置没有能能够形成成一个行行业共识识，国家家也没有有对这样样一种保保护器的的设置作作出规范范。对于雷电电防护使使用的电电压保护护器在一一般电子子设备保保护使用用时都是是接在设设备的火火线和零零线之间间；以为为一旦电电子设备备受到雷雷击时火火线和零零线之间间就会产产生过高高的电压压从而形形成过大大电流对对电子设设备造成成破坏，所所以在火火线和零零线之间间接入一一个电涌涌保护装装置就能能够有效效的在火火线零线线之间
22、形形成保护护；但是是电子设设备不仅仅仅是火火线和零零线还有有地线也也是需要要进行一一定的雷雷电防护护的，因因为仅仅仅只是在在火线和和零线之之间家装装了电涌涌保护装装置那么么火线、零零线与地地线之间间一样会会形成过过电压；所以说说正常情情况下采采用多重重的电涌涌保护器器保护的的方式进进行雷电电过电压压的防护护，如图图2-22。（图2-2电涌涌保护器器安装示示意）3电涌保保护器的的配合3.1引引言电涌保护护器的使使用如上上面提到到必须要要采用多多级防护护多级配配置的方方式来进进行设置置，才能能够让电电涌保护护器保护护低压输输电线路路中的各各种重要要设备，保保证低压压输配电电线路不不会产生生对设备备
23、造成严严重破坏坏的过电电压，所所以我们们必须要要讨论电电涌保护护器配合合的问题题。3.2电电涌保护护器保护护元件的的选择电涌保护护器设置置时必须须要采用用多级保保护的方方式进行行设置，其其中设置置的泄流流电路对对过大的的脉冲电电流进行行有效的的泄流释释放称作作第一级级电路，然然后再用用限压电电路对电电压起到到一个钳钳制的作作用保证证后续设设备能够够正常工工作。而而电涌保保护器中中加入压压敏电阻阻能够有有效地提提高电涌涌保护器器的效用用，所以以低压配配电线路路的电涌涌保护器器设置必必须要考考虑以下下的内容容1.最大大连续工工作电压压必须要考考虑，在在压敏电电阻的两两端在温温度的规规定范围围内能够
24、够连续施施加的最最大的连连续电压压值的大大小。2.压敏敏电压压敏电压压主要就就是指在在压敏电电阻的两两端加上上一毫安安电流时时压敏电电阻两端端的电压压，有时时候压敏敏电压也也被称作作是“参考电电压”；一般般来说如如果压敏敏电阻两两端的电电压如果果比参考考电压还还要低压压敏电阻阻就形成成开路，如如果是压压敏电阻阻两端的的电压比比参考电电压高压压敏电阻阻就会形形成短路路形式，所所以必须须要通过过压敏电电压的计计算得到到压敏电电阻的参参考电压压从而便便于使用用。3.额定定通流容容量与最最大通流流容量在雷电冲冲击波的的作用下下压敏电电阻所能能够通过过的最大大电流就就是最大大的通融融流量，一一般来说说一
25、个压压敏电阻阻在额定定的雷电电冲击波波冲击两两次与最最大通流流容量下下冲击一一次压敏敏电阻的的变化率率小于百百分之十十，且通通融流量量越大压压敏电阻阻的保护护能力就就越好寿寿命也越越长。4.残压压残压一般般是指压压敏电阻阻受到雷雷波通过过时其两两端的最最高电压压；对于于受压敏敏电阻保保护的低低压设备备受到的的影响和和残压有有关系，残残压越低低雷电波波对于低低压输配配电线路路上的设设备影响响就越小小。3.3几几种不同同冲击波波时保护护器配合合有效性性分析3.3.1 1.2/550一88/200s混合合波保护护器配合合有效性性分析在此冲击击波情形形下一般般采用“高-低低”的配合合方式，简简单的说说
26、这样一一种配合合也就是是让压敏敏电阻的的首端比比末端的的的电压压要高的的一种配配合方式式，这样样就让保保护器的的首端就就能够来来吸收掉掉绝大部部分的冲冲击波能能量和电电流，再再让压敏敏电阻的的末端来来承担剩剩余的一一些冲击击波能量量和电流流实现雷雷电波能能量的有有效吸收收和保护护；但是是采用“高低”配合的的方式时时要对参参数进行行调整保保证压敏敏电阻的的首末端端寿命相相当合理理的使用用。一般来说说小电流流对于压压敏保护护器的寿寿命没有有过大的的影响，但但是如果果压敏电电阻经受受了过多多的高电电压大电电流的冲冲击破坏坏也就有有可能影影响到前前级保护护器的保保护效果果；所以以依旧采采用“高-低低”
27、配合的的方式让让保护器器的首端端来承受受大部分分的能量量保护末末端保护护器起到到减压减减流的作作用让保保护器的的作用更更加均衡衡。通过研究究也发现现低压输输配电线线路中的的电涌保保护器在在雷电冲冲击波的的作用下下吸收的的能量和和电缆的的长度又又有一定定的联系系，电缆缆的长度度越长电电涌保护护器首端端通过的的电流会会减小吸吸收的能能量也会会减小；所以说说电涌保保护器在在电击情情况下对对低压输输电线路路中的线线路以及及设备保保护与保保护器间间线缆的的长短也也有着一一定的联联系；在在线路进进行“高-低低”配合时时不仅仅仅需要考考虑保护护器的型型号和质质量也需需要考虑虑连接线线路的长长短，通通常情况况
28、下电涌涌保护器器之间的的线缆长长度在55米到220米之之间时能能够达到到较好的的配合效效果。3.3.2 100/3550s波混混合波保保护器配配合有效效性分析析10/3350s长波波混合波波雷电波波形作用用时虽然然在的保保护器的的首端就就能够把把雷电的的过高电电流和能能量进行行有效的的释放，但但是这样样首端的的压敏电电压保护护器就要要承担过过高的一一个冲击击和能量量可能被被破坏，所所以在这这样的波波形情况况下多采采用“低-高高”配合的的形式来来有效的的控制与与保护线线路设备备。混合波的的冲击波波副值增增加也会会导致电电涌保护护器的首首末端吸吸收能量量的比重重越来越越大，若若果采用用“高-低低”
29、配置这这就会导导致保护护器首端端对冲击击波的保保护作用用出现下下降的情情况；但但是如果果采用“底-高高”配置就就能够保保证电涌涌保护器器在冲击击波副值值增大的的时候吸吸收能量量的效力力也随之之不断增增大有效效的保护护线路，这这样也就就充分说说明在110/3350s混合合波情况况下应该该采用“低-高高”配置，而而且电涌涌保护qqui的的通流能能力也需需要进行行一定的的增大才才能够保保证保护护器的作作用效果果达到。在10/3500s冲击击波情况况下电涌涌保护器器之间的的间距增增大首端端能够吸吸收的电电流能量量都会有有一定的的增加，但但是同时时末端吸吸收电流流与能量量的能力力会相应应的减少少；一般般
30、来说采采用“低-高高”配置的的时候有有效的增增大保护护间距，合合适的进进行保护护其参数数的选择择才能够够实现保保护器的的最大保保护作用用。3.4保保护器最最优配合合分析前面已经经分析到到不同的的波形情情况下对对于保护护器的首首末端配配合也是是有影响响的，在在1.22/500一8/20s混合合波情况况下采用用“高-低低”配置能能够确实实起到良良好的保保护作用用，但是是在100/3550s时采采用一个个“低-高高”配合的的方式才才能够起起到更好好的配合合作用；但是在在实际情情况中不不可能只只是单一一的一种种波形，因因为雷电电本身就就是一种种复杂的的自然现现象还有有待我们们更好地地研究，所所以在选选
31、择实际际的低压压线路保保护器设设置的时时候必须须要结合合地区实实际受到到雷击的的概率进进行判断断，根据据不同的的情况来来选择“高-低低”或是“低-高高”配合的的方式，选选择主要要需要注注意雷电电雷击是是产生外外部的高高电压可可能性大大还是内内部导致致的高电电压可能能性更大大，前者者采用“高-低低”配合后后者相反反。实际使用用的过程程中还需需要采用用联级保保护的措措施对参参考电压压和通融融流量等等进行认认真的分分析，而而且对于于电涌保保护器设设置的间间距也必必须要进进行仔细细的分析析实现良良好的保保护效果果。4电涌保保护器的的有效保保护距离离4.1引引言选择合适适的合适适的电涌涌保护设设备才能能
32、够有效效的保护护低压线线路上的的各种设设备，所所以必须须要对实实际的配配合情况况和配合合距离进进行一个个分析探探讨。4.2原原理分析析（4-11仿真系系统模型型）根据对雷雷电波的的过程探探讨来分分析匹配配的阻抗抗反射与与析射现现象；可可以用戴戴维南原原理来构构件一个个冲击源源等效为为电压源源串联电电阻的模模型来分分析阻抗抗的情况况；一般般来说一一个电路路系统的的电缆两两端如果果加上不不同的负负载也就就需要不不同的匹匹配模式式。4.3不不同负载载下SPPD保护护的电缆缆有效长长度雷击冲击击波影响响的情况况下负载载电压实实际上与与低压输输配电线线缆的长长度有一一定的联联系，但但是线缆缆的长度度并不
33、是是没有休休止的必必须要有有一定的的长度限限制才能能够保证证电影共共保护器器实现最最佳作用用效果；如果电电缆特性性电阻始始终都比比阻性负负载电阻阻大那么么电缆长长度始终终能够满满足过载载防护的的要求；一般来来说只有有负载电电阻大于于三百欧欧姆时候候要求电电缆的长长度小于于一米；而如果果负载始始终都小小于一千千欧姆就就不需要要考虑保保护器安安装的位位置只需需要考虑虑保护器器的型号号就能实实现设备备的良好好保护。并并且在实实际的保保护器选选用过程程中要对对保护器器的纯容容性情况况和纯感感性负载载保护确确保低压压输电线线路系统统中的设设备安全全。5电涌保保护器的的设计5.1引引言雷电雷击击过程中中通
34、常也也掺有一一定的高高频分量量可能会会对低压压输电线线路系统统中的各各种低压压设备造造成严重重的损坏坏，所以以在电涌涌保护器器的设计计过程中中必须要要考虑对对高频电电压的有有效抑制制；所以以把压敏敏电阻运运用到电电涌保护护器中确确实就能能够改善善电涌保保护器的的保护效效用。5.2保保护器电电路原理理分析以压敏电电阻和LLc滤波波的简单单电路作作为原理理分析模模型如图图5-11：（5-11LC型型滤波）为了研究究LC滤滤波特性性,先假假设Uvv为无限限长直角角波,根根据电路路第二定定理,可可以得到到：整理后得得：求解上式式方程后后,可以以得到滤滤波后的的电容电电压为：我们可以以看到对对于一个个滤
35、波器器而言电电容电压压和入射射波的波波长电压压是成正正比的，但但是电容容电压和和滤波器器的周期期成反比比；在设设计滤波波器的时时候必须须要避免免高副值值的过电电压情况况出现适适当把滤滤波器的的周期调调大，要要保证滤滤波器的的震荡电电压峰值值有效降降低不会会对线路路中的电电子设备备造成损损坏。5.3电电涌保护护器电路路仿真分分析5.3.1带rr型滤波波的SPPD的保保护效果果仿真分分析（5-22带r的的电涌保保护器原原理图）雷电电流流入侵系系统以后后再测低低压输电电系统的的Vd和和Cd的的电量，采采用的压压敏电阻阻都是同同样的类类型三个个电容参参数也都都是相同同的，然然后根据据实际的的情况来来调
36、整电电容的大大小分析析电量的的变化情情况（5-33带r的的电涌保保护器压压敏电阻阻电流波波形）（5-44带r的的电涌保保护器压压敏电阻阻电压波波形）（5-55带r的的电涌保保护器电电容电流流波形）5.3.2带LLC滤波波的SPPD的保保护效果果仿真分分析（5-66带lCC的电涌涌保护器器原理图图）从前面的的LC滤滤波原理理分析可可知,电电路的滤滤波周期期Tr要要大于压压敏电阻阻输出的的矩形波波的波长长的六倍倍,电容容电压不不会高于于压敏电电阻的输输出电压压,即电电涌保护护器输出出不会出出现过电电压。（5-77带lCC的电涌涌保护器器压敏电电阻电流流波形）（5-88带lCC的电涌涌保护器器压敏电
37、电阻电压压波形）（5-99带lCC的电涌涌保护器器电容电电流波形形）雷电电涌涌冲击下下,当电电容比较较小时,电容电电压,即即保护器器输出电电压发生生剧烈振振荡,幅幅值高达达2.33kV,远远高高出了电电子设备备所能承承受的11.skkV电压压。随着着电容增增大,压压敏电阻阻Vd的的电压幅幅。雷电电冲击下下,电容容越大,保护器器的残压压越低,对被保保护的电电子设备备越有利利；然而而,正常常工作时时,电容容大,泄泄漏电流流也越大大。5.4电电涌保护护器的应应用举例例如今已经经有一些些电涌保保护器应应用到实实际的线线路保护护工作中中，其中中就有YYD4OOK455OH33电涌保保护器这这样的一一个电
38、涌涌保护装装置，器器外观结结构原理理图如图图6-11所示，这这样的一一个防护护设备能能够用于于三相的的低压交交流电系系统的雷雷电防护护一般安安装在雷雷区界面面之上。（图6-1YDD4OKK45OOH3电电涌保护护器示意意图）YD400K4550H33型电涌涌保护器器由三压压敏电阻阻模块、一一放电管管模块和和外壳等等组成，该该电涌保保护器的的每一个个模块都都有专用用的一个个防护实实时指示示窗口来来对保护护器出现现的故障障进行实实时的指指示报警警；能够够有效地地防护雷雷电而且且对于线线路受雷雷击出现现的故障障能够做做到及时时发现实实时监控控，一旦旦保护器器设备破破坏也能能够提示示工作人人员进行行及
39、时更更换，其其连接示示意图如如图6-2.（图6-2YDD4OKK45OOH3电电涌保护护器连接接示意图图）设备使用用必须要要常常进进行检查查尤其是是在雷雨雨季节来来临之前前对设备备的导线线连接是是否可靠靠进行仔仔细的检检查确保保设备的的防护效效果。正常情况况下采用用多重的的电涌保保护器保保护的方方式进行行雷电过过电压的的防护，如如图2-2。（图2-2电涌涌保护器器安装示示意）3电涌保保护器的的配合3.1引引言电涌保护护器的使使用如上上面提到到必须要要采用多多级防护护多级配配置的方方式来进进行设置置，才能能够让电电涌保护护器保护护低压输输电线路路中的各各种重要要设备，保保证低压压输配电电线路不不
40、会产生生对设备备造成严严重破坏坏的过电电压，所所以我们们必须要要讨论电电涌保护护器配合合的问题题。3.2电电涌保护护器保护护元件的的选择电涌保护护器设置置时必须须要采用用多级保保护的方方式进行行设置，其其中设置置的泄流流电路对对过大的的脉冲电电流进行行有效的的泄流释释放称作作第一级级电路，然然后再用用限压电电路对电电压起到到一个钳钳制的作作用保证证后续设设备能够够正常工工作。而而电涌保保护器中中加入压压敏电阻阻能够有有效地提提高电涌涌保护器器的效用用，所以以低压配配电线路路的电涌涌保护器器设置必必须要考考虑以下下的内容容1.最大大连续工工作电压压必须要考考虑，在在压敏电电阻的两两端在温温度的规
41、规定范围围内能够够连续施施加的最最大的连连续电压压值的大大小。2.压敏敏电压压敏电压压主要就就是指在在压敏电电阻的两两端加上上一毫安安电流时时压敏电电阻两端端的电压压，有时时候压敏敏电压也也被称作作是“参考电电压”；一般般来说如如果压敏敏电阻两两端的电电压如果果比参考考电压还还要低压压敏电阻阻就形成成开路，如如果是压压敏电阻阻两端的的电压比比参考电电压高压压敏电阻阻就会形形成短路路形式，所所以必须须要通过过压敏电电压的计计算得到到压敏电电阻的参参考电压压从而便便于使用用。3.额定定通流容容量与最最大通流流容量在雷电冲冲击波的的作用下下压敏电电阻所能能够通过过的最大大电流就就是最大大的通融融流量
42、，一一般来说说一个压压敏电阻阻在额定定的雷电电冲击波波冲击两两次与最最大通流流容量下下冲击一一次压敏敏电阻的的变化率率小于百百分之十十，且通通融流量量越大压压敏电阻阻的保护护能力就就越好寿寿命也越越长。4.残压压残压一般般是指压压敏电阻阻受到雷雷波通过过时其两两端的最最高电压压；对于于受压敏敏电阻保保护的低低压设备备受到的的影响和和残压有有关系，残残压越低低雷电波波对于低低压输配配电线路路上的设设备影响响就越小小。3.3几几种不同同冲击波波时保护护器配合合有效性性分析3.3.1 1.2/550一88/200s混合合波保护护器配合合有效性性分析在此冲击击波情形形下一般般采用“高-低低”的配合合方
43、式，简简单的说说这样一一种配合合也就是是让压敏敏电阻的的首端比比末端的的的电压压要高的的一种配配合方式式，这样样就让保保护器的的首端就就能够来来吸收掉掉绝大部部分的冲冲击波能能量和电电流，再再让压敏敏电阻的的末端来来承担剩剩余的一一些冲击击波能量量和电流流实现雷雷电波能能量的有有效吸收收和保护护；但是是采用“高低”配合的的方式时时要对参参数进行行调整保保证压敏敏电阻的的首末端端寿命相相当合理理的使用用。一般来说说小电流流对于压压敏保护护器的寿寿命没有有过大的的影响，但但是如果果压敏电电阻经受受了过多多的高电电压大电电流的冲冲击破坏坏也就有有可能影影响到前前级保护护器的保保护效果果；所以以依旧采
44、采用“高-低低”配合的的方式让让保护器器的首端端来承受受大部分分的能量量保护末末端保护护器起到到减压减减流的作作用让保保护器的的作用更更加均衡衡。通过研究究也发现现低压输输配电线线路中的的电涌保保护器在在雷电冲冲击波的的作用下下吸收的的能量和和电缆的的长度又又有一定定的联系系，电缆缆的长度度越长电电涌保护护器首端端通过的的电流会会减小吸吸收的能能量也会会减小；所以说说电涌保保护器在在电击情情况下对对低压输输电线路路中的线线路以及及设备保保护与保保护器间间线缆的的长短也也有着一一定的联联系；在在线路进进行“高-低低”配合时时不仅仅仅需要考考虑保护护器的型型号和质质量也需需要考虑虑连接线线路的长长
45、短，通通常情况况下电涌涌保护器器之间的的线缆长长度在55米到220米之之间时能能够达到到较好的的配合效效果。3.3.2 100/3550s波混混合波保保护器配配合有效效性分析析10/3350s长波波混合波波雷电波波形作用用时虽然然在的保保护器的的首端就就能够把把雷电的的过高电电流和能能量进行行有效的的释放，但但是这样样首端的的压敏电电压保护护器就要要承担过过高的一一个冲击击和能量量可能被被破坏，所所以在这这样的波波形情况况下多采采用“低-高高”配合的的形式来来有效的的控制与与保护线线路设备备。混合波的的冲击波波副值增增加也会会导致电电涌保护护器的首首末端吸吸收能量量的比重重越来越越大，若若果采
46、用用“高-低低”配置这这就会导导致保护护器首端端对冲击击波的保保护作用用出现下下降的情情况；但但是如果果采用“底-高高”配置就就能够保保证电涌涌保护器器在冲击击波副值值增大的的时候吸吸收能量量的效力力也随之之不断增增大有效效的保护护线路，这这样也就就充分说说明在110/3350s混合合波情况况下应该该采用“低-高高”配置，而而且电涌涌保护qqui的的通流能能力也需需要进行行一定的的增大才才能够保保证保护护器的作作用效果果达到。在10/3500s冲击击波情况况下电涌涌保护器器之间的的间距增增大首端端能够吸吸收的电电流能量量都会有有一定的的增加，但但是同时时末端吸吸收电流流与能量量的能力力会相应应的减少少；一般般来说采采用“低-高高”配置的的时候有有效的增增大保护护间距，合合适的进进行保护护其参数数的选择择才能够够实现保保护器的的最大保保护作用用。3.4保保护器最最优配合合分析前面已经经分析到到不同的的波形情情况下对对于保护护器的首首末端配配合也是是有影响响的，在在1.22/500一8/20s混合合波情况况下采用用“高-低低”配置能能够确实实起到良良好的保保护作用用，但是是在100/3550s时采采用一个个“低-高高”配合的的方式才才能够起起到更好好的配合合作用；但是在在实际情情况中不不可能只只是单一一的一种种波形，因因为雷电电本身就就是一种种复杂的的自然现现象还有有待我们们更好地