低压电源避雷器通流容量的分析.pdfVIP

函 经验交流 低压电源避雷器通流容量的分析 冷丁丁 蔡剑碧 李昆飙 (1．广东海洋大学信息学院 2．广东省湛江市气象局) 摘要：线路过电压防护的主要设备是避雷器 (浪涌抑制器)，而避雷器众多参数中“通流容量”是非常重 要的。本文通过对典型事例的分析，给出了该参数明晰的确定方法。 关键词：避雷器；通流容量；接地电阻；波阻 1引言 电气设备的过电压产生途径主要有两种：导线传 递过电压和空间电磁感应过电压。多数设备一般都具 有一定的电磁兼容和电磁屏蔽设施，且使用环境有一 定的电磁衰减作用，因此其过电压危害主要表现为导 线传递过电压。抑制过电压措施主要采用过电压(浪 涌1抑制器。主要抑制雷电过电压的器件通常称作避 雷器。据统计，低压电源系统因雷电引起的过电压事 故约占所有雷电事故的60％以上。因此，低压电源系 统中，避雷器的保护方案和相关参数的选定非常重 要。本文仅就避雷器众多指标中的一个重要指标一通 流容量作探讨，为防雷从业人员提供参考。 等)泄放。我国国家标准GB厂r19271．3．2005“雷电电 磁脉冲的防护 第三部分：对浪涌保护器的要求”对 雷电流的分配也作了相应的规定 。其简化计算可用 公式I 。j =Iu 1iIlg／(1+ r吐I 啪／ am1／g)，其中I ：通 过遭雷击建筑物配电系统的雷电流；Iu蛐1jI1 ：总的雷 电流；R ml fex ：所有相邻建筑物的接地系统和变压 器接地系统的并联电阻值；R吧删 ：遭雷击建筑物接 地系统的电阻来概括。该规范仅对较简单情况作了计 算说明，而多数工程实践中遇到的情况相对复杂，相 对准确确定此参数不仅是防雷方案设计中不可回避 的环节，并且此参数又是雷击事故调查中极其重要的 参数。此参数的确定是目前多数防雷从业人员颇感棘 手的问题。 2基本概念 4通流容量确定方法 对于避雷器的通流容量，针对不同的器件，名称 有所不同，一般是指不致引起避雷器失效，可重复施 加规定波形脉冲电流的额定最大值。在低压电源系统 中一般采用A、B、C、D多级避雷器对导线过电压进 行抑制，不同级别的避雷器，对其通流容量要求不同。 其中B级避雷处于电源入户端的第一级，参数要求最 为严苛，其后各级避雷器通流容量依次递减。本文主 要论述B级避雷器通流容量的选定方法。 3相关标准及存在的问题 国际电工委员会标准IEC61312．1：1995．02“雷电 电磁脉冲防护 第一部分 通则”规定：雷击建筑时， 雷电流50％通过接地系统泄放；另50％电流通过所连 接的供给系统 (电力系统、信息技术系统、金属管道 42 导线上的过电压从能量及危害性方面主要考虑 首次雷击时雷电冲击波从导线前端向后传递和雷击 建筑物后地电位升高引起的反击两种情况。B级避雷 器通流容量应取两者中之较大者，并应留有足够裕 量。此参数在工程的设计方案中不能仅凭规范提供的 公式套取，而应根据实际情况进行严密计算后确定。 现以具有代表性的一个工程实例为例作详细分析。 某二类防雷智能建筑，低压电源从变压器由无屏 蔽4芯电缆经电缆沟送入，电缆长500米，变压器接 地电阻4Q，共向4个近似相同用户供电；建筑物基 础接地电阻2 Q，建筑物内部有计算机网络系统、监 控系统、消防系统、小型程控交换通信系统等，计算 机系统单独接地，独立接地电阻为 10 Q，其它系统均 与建筑基础共地，各系统导线阻抗如图 1所示。 图 1雷击建筑物时接地系统等效电路 图 1中RCT(241(其他用户电源电缆总等效电阻)≈ 40m Q，LCT(2-4)(其他用户电源电缆总等效电感)≈ 30 H， 删(2 其他用户总等效接地电阻)≈0．8 Q， RT(1．3)(变压器低压绕组电阻)≈5m Q，LT(I．3)(变压器低 压绕组电感)≈50 ，gET(变压器接地电阻)≈4 Q， LeTl(该用户电源电缆电感)~90gH，RCT~(该用户电源 电缆电阻)≈0．12 Q，LES(建筑物接地系统电感)≈ 2gl-I，REs(建筑物接地系统电阻)≈2 Q，Rjc(计算机网 线电阻)≈9 Q，Ljc(计算机网线电感)~40pJ-I，REj(计 算机系统接地电阻)=10 Q，RKC(监控系统导线电阻) ≈50m Q，LKC(监控系统导线电感)≈30 H，REK(监控 系统远端接地电阻)≈2 Q，Rxc(消防系统导线电阻) 50M ，L_xc(消防系统导线电感)~3ord-I，REX(消防 系统远端接地电阻)≈2 Q，Rcc(通信电缆电阻)≈0．25 Q，Lcc(通信电缆电感)~80rtn，REC(通信系统远端接 地电阻)-~2 Q，I(雷电流)=150kA，I。 iIls(该用户电源电 缆电流)。 确定 B级避雷器通流容量 (IsPD)需从两方面分 析： (1)确定导线前端来波幅值