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雷云对大地的电压低则几百万伏,高则数千万伏,甚至更高,雷云对大地一次闪击放电的峰值电流平均为30多千安,它的瞬时功率很高,由于瞬时功率很大,所以它的破坏力是相当大的。
到现在为止.直击雷的防护都是采用避雷针、避雷带、避雷线、避雷网作为接闪器,把雷电流引下来,然后通过良好的接地装置迅速而地引入大地。
常用的接闪装置,如避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等,它们都是用金属做成,安装在建筑物的高点,如屋脊或尾角等易受雷击的地方。避雷网是用金属线、带做成的网格,架在建筑物顶部空间或者利用建筑物屋面板筋连接成网格状,然后与大地可靠地连接。
当高空出现雷云的时候,大地上由于静电感应作用,必然带上与雷云相反的电荷,然而接闪设备(避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等)都处于地面上建筑物的高处.与雷云的距离近,而且与大地有良好的电气连接,所以它与大地有相同的电位、以致接闪设备附近空间电场强度相对比较大.比较容易吸引需电先导,使主放电集中到地面,因而在它附近尤其是比它低的物体受雷击的几率就大大减少。而接闪器被雷击的几率却大大提高,所以就接闪器本身而言.它不但不能避免雷击.相反是招来更多的雷击,它以自身多受雷击而使周围免受雷击.
由于接闪器都与大地有良好的电气连接,使大地积存的电荷能量迅速与雷云的电荷中和。这样由雷击而造成的过电压的时间大大地缩短.雷击危害性就
大大减少。
雷击的时候,雷云通过接闪器向大地放电的过程,可以近似用RC放电过程来模拟。因为大地和雷云之间相当于一个充了电的电容器,如图1.5所示。图中雷云与大地之间的电容用电容器C表示.雷云内部和雷电流通道的电阻用R1表示,接闪器和它与大地之间连接的电阻(包括连接线的电阻和接地体的散流电
阻)用R2来表示。
由等效电路图可知,雷击时电流i与R及接闪器上的高电压相互关系适合
RC放电方程:
iR-Uc=0
R=R1+R2
式中:R1-雷云内部和雷电流通道的电阻;
R2-接闪器和它与大地之间的连接电阻。
雷电流源的电阻包括主放电通道的电阻,大约几千欧,如果把带电的雷云当作电源,接闪器到大地看作是负载。那么,放电的时候就相当于一个有几千欧内阻的电源,与一个仅有几欧接地电阻和少许引线的阻抗的负载连接(如图1.5所示),这电源一般为几百万伏和几千万伏,甚至更高。雷击时接闪器对大地的电压就是雷云的电压,在雷云内阻(包括通道电阻)与接地电阻(包括引线电阻)的分压,接地电阻越小.其分压值越小,相对来讲就越。所以,理论上要求避雷装置接地电阻越小越好,但是如果要求做到接地电阻很小,势必造价很高。工程上往往只要求做到足够的范围即可。以上说明避雷装置必须有足够可靠和足够小接地电阻的接地装置,否则它不但起不到避雷的作用,反而增加雷击的危险。
需要指出的是,大气变化是大规模的,雷云的发生也是大规模的,而且雷云的移动受很多可变因素支配.很多条件是随机的,因此,认为有了避雷装置就万无一失的想法是错误的。避雷装置只能大大地减少被雷击的可能性。
(a)雷击时雷云与大地的示意图
(b)雷击时的等效电路图
图1.5 雷击时的电气原理图
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一、防雷插座的原理防雷插座原理是应用避或压敏电阻这样的瞬变电压吸收器并在输入线之间,平常表现为一个无限大阻抗;当瞬变电压发生的时候,该器件阻抗迅速降低,将瞬变能量进行转移,保护内部用电设备。1、防雷插座的好处● 防雷插座适用于设备端末级电源过压保护。● 防雷插座残压低,通流容量大。● 共模、差模保护。● 安装方便,使用简单。● 内置10A过载保护器,具备短路保护功能,不会因为超负荷而发生火灾。2、使用防雷注意插座的注意事项:(1).防雷插座负载功率不能超过防雷插座的额定功率。(2).防雷插座的接地端子与插头地线E端已连通。(3).与防雷插座相连的插座地线端接地符合要求时,将防雷插座的插头直接插入即可;否则,必须将防雷插座的接地端子与地网连接后才能使用。为了达到更好的防雷效果,建议将防雷插座的接地端子与地网可靠连接。(4).防雷插座在使用期间,应定期检测并查看指示灯工作状态是否正常。二、为何要选择电源防雷插座防雷插座主要是防止感应雷浪涌侵入,浪涌也叫突波,顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲,。可能引起浪涌的原因有:感应雷、重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的防雷插座可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。防雷插座是一种为各种终端设备提供D级防护的防雷装置。当电气回路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时,防雷插座在极短的时间内导通分流,从而避免浪涌对设备的损害.
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