為了防止雷電過(guò)電壓在電氣設(shè)備的端子之間產(chǎn)生火花放電,文章提出了降低雷電過(guò)電壓的措施,以及能限制和斷開續(xù)電流等措施。
1、電力線路發(fā)生雷電過(guò)電壓的頻率
在非常廣地區(qū)的低壓配電網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生雷電過(guò)電壓受到該地區(qū)的地形、氣象條件雷雨日數(shù)、雷云的移動(dòng)路徑、雷擊電流峰值的頒高低壓配電線路的架設(shè)密度和對(duì)地雷擊密度等的影響。在這些因素中,對(duì)在低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓峰值的頻率頒發(fā)問(wèn)的清楚統(tǒng)計(jì)是重要的。
根據(jù)觀測(cè)結(jié)果,計(jì)算出低壓配電線路上發(fā)生的概率值。在研究耐雷設(shè)計(jì)中,要有最基本的雷電過(guò)電壓的頻率分布曲線。在這項(xiàng)觀測(cè)中,從2kv以上的雷電過(guò)電壓中,擔(dān)心在低壓配電設(shè)備的端子板或者設(shè)備內(nèi)部會(huì)發(fā)生火花放電的雷電過(guò)電壓假定為10kv限值,在超過(guò)10kv以上所觀測(cè)到的累計(jì)頻率為10%左右,而在5kv以下所觀測(cè)到的累計(jì)頻率為70%左右。
還有另一個(gè)觀測(cè)結(jié)果,在一個(gè)非常狹窄的面積范圍內(nèi),在同樣的低壓配電線路上裝了電涌計(jì)數(shù)器進(jìn)行了187次累計(jì)觀測(cè)。將這兩次觀測(cè)結(jié)果的雷電過(guò)電壓累積頻率頒進(jìn)行比較,它們各自的頻率分布雙對(duì)數(shù)曲線都近似于一條直線。但是兩條直線不是完全一致的。這是因?yàn)樵陔娪坑?jì)數(shù)器上設(shè)定的雷電過(guò)電壓的下限值有區(qū)別。
2、雷電過(guò)電壓的情況分析
從配電線路上一直彩的防雷措施進(jìn)行的研究來(lái)看,已考慮到在低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓的因素有:①直擊雷(直接雷擊到低壓配電線路上);②感應(yīng)雷(雷擊到低壓配電線路附近的地區(qū)時(shí),對(duì)配電線路感應(yīng)生成的感應(yīng)雷);③高壓側(cè)的雷電過(guò)電壓是侵入低壓側(cè)的雷電過(guò)電壓的原因,由于避雷器動(dòng)作使大地(接地)電位上升,從柱上變壓器的高壓側(cè)過(guò)渡到低壓側(cè)的雷電過(guò)電壓。
實(shí)際上,除了在低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓之外,還有雷擊電流直接侵入配電線路附近的建筑物上設(shè)置的避雷針,使得大地電位上升影響到配電設(shè)備的接地系統(tǒng)的場(chǎng)合應(yīng)考慮這些是產(chǎn)生雷電過(guò)電壓的合成原因。
2.1從高壓側(cè)過(guò)渡到低壓側(cè)的雷電過(guò)電壓壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓各種情況進(jìn)行一般的研究,將高壓配電線路上的雷電過(guò)電壓侵入低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓所產(chǎn)生的各種情況,進(jìn)行一些試驗(yàn)性的研究。這些研究中,應(yīng)在實(shí)際規(guī)模的高壓配電線路上施加了雷電脈沖電壓。
由于配電用避雷器的放電使大地電位上升,通過(guò)柱上變壓器的過(guò)渡電壓,使低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓。
2.2感應(yīng)雷過(guò)電壓作為對(duì)象,對(duì)有關(guān)低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓的情況的試驗(yàn)進(jìn)行研究。為了模擬在近處有雷擊時(shí)的配電線路和雷電通道,架設(shè)一條按現(xiàn)行配電線的1/4比例大小的模型線路,還從氣球上吊下電線。這根電線有脈沖電流渡過(guò),這時(shí),測(cè)定在配電線路的導(dǎo)體上感應(yīng)的電壓波形。
感應(yīng)的電壓波形,就有下列兩種情況:①抑制低壓配電線的架空地線和共用架空地線的雷電過(guò)電壓效果,在接地電阻值是小的顯著的。②由于高壓配電線路的避雷器出現(xiàn)適中動(dòng)作,高壓配電線處于接地狀態(tài),也同時(shí)有抑制低壓電線的架空地線的雷電過(guò)電壓的效果。
3、配電設(shè)備的耐雷特性分析
了雷電過(guò)電壓燒壞低壓配電設(shè)備的情況。作為雷電過(guò)電壓燒壞對(duì)象的低壓配電設(shè)備,連接到低壓配電系統(tǒng)的電源端子之間的距離為5-10mm的空氣間隙,是沒有用耐雷元件保護(hù)的設(shè)備。①雷電過(guò)電壓會(huì)擊穿端子之間的空氣間隙(產(chǎn)生火花放電)?;鸹ǚ烹姇r(shí)有大電流流過(guò)端子之間空氣層,流過(guò)的時(shí)間非常短,約1μs~1ms左右,因?yàn)槠潆娔芰亢苄?,這時(shí)設(shè)備端子上的火花放電處只有非常小的放電痕跡,不至于燒壞端子。②上述第①點(diǎn)的火花放電路徑因?yàn)榕c低壓配電系統(tǒng)的線間電壓(100v或200v)有關(guān),這時(shí)滿足以后敘述的條件的場(chǎng)合會(huì)繼續(xù)過(guò)渡為電弧放電。這個(gè)放電是工頻電壓下的適中電流。③在上述第(2)點(diǎn)時(shí)為線間短路狀態(tài)。如有大電流(2000~3000a)流過(guò)時(shí)會(huì)燒壞低壓配電設(shè)備。通常在數(shù)周波~10周波左右之后,熔斷器等保護(hù)裝置會(huì)動(dòng)作,斷開短路電流。
但是,在燒壞配電設(shè)備或者熔斷器熔斷之前的電弧放電,很多場(chǎng)合會(huì)自然消弧,這時(shí),可能認(rèn)為配電設(shè)備不會(huì)受到雷擊損害。