对SPD分级试验的疑惑

入门者

再请教一个问题。

    2010版防雷规范中提到的电压保护水平与SPD的U0是什么关系？

治学以诚

按道理讲，规范编制者是有责任到本论坛来解答疑难问题的。
有义务把规范的道理给大家讲解清楚。

入门者

回40楼：相线与避雷线电压电流的耦合关系。架空避雷线是接地的，他所接受的雷电能量会耦合进入相线，但正因为这样才有保护作用。再根据电涌保护对象是电气设备而非电缆，可以想明白。

    想不明白。架空避雷线与电缆屏蔽层可以等效看待，但有下面问题。
    意思说，即使进线总箱不装设Ⅰ级试验的SPD，电缆相线、中性线上也会有雷电流和雷电压产生，那对于本建筑物遭直接雷击时，装设Ⅰ级试验的SPD（起瞬间等电位作用），还有必要吗？

    还想不明白的，“再根据电涌保护对象是电气设备而非电缆，”。电缆不是电气设备？电缆试验中有耐冲击电压值，一般能达到7千多伏，再高绝缘不行了。雷击反压，最大危害，认为是电缆绝缘击穿，线路长，又埋在地下，不像开关等设备极间击穿，容易发现和处理。

治学以诚

回40楼：相线与避雷线电压电流的耦合关系。架空避雷线是接地的，他所接受的雷电能量会耦合进入相线，但正因为这样才有保护作用。再根据电涌保护对象是电气设备而非电缆，可以想明白。

入门者 发表于 2011-12-26 09:36

                               
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直击雷，击到架空避雷线上。稍复杂些。从简单的研究起。
只研究非直击雷。雷电电磁波在相线与地线之间产生的耦合电压。

入门者

雷电流反灌现象问题

    雷电流通过SPD进入电源低压系统，是一种危害性的反灌现象，这与防雷击反压，是矛盾的二个方面。
   
    当防雷击反压为主要矛盾时，装设，起瞬间等电位作用的SPD是必要的。
    当防雷击反压为次要矛盾时（配电箱处反击电压低于6kV时，也无外线路有高压雷电波进入），装设起瞬间等电位作用的SPD不但无用，反而造成雷电流反灌。对后续的、没有装设Ⅱ、Ⅲ级试验SPD的用电设备带来危害。
   
    例如：目现住宅单元设计成电缆穿钢管进线，总进线箱内都得装设Ⅰ级试验的SPD。一般住宅单元总进线箱离防雷引下线入地点较远，按双曲函数变化曲线求解，到达单元总进线箱处雷电流已很小，当冲击接地电阻不大时，其反击电压已小于6kV，但可能还有上kV，总进线箱的电缆及开关设备完全能承受雷电流引起的反击电压，可以不装SPD，将雷电波拒至低压电源系统外，不是更好?
      装设Ⅰ级试验的SPD后，一般户箱内不装SPD的，真要住宅发生遭直接雷击时，反灌的雷电流在建筑物电源线内乱窜。户内用电设备必将经受反灌的雷击考验，搞不好大部分都得被上kV的雷电压击坏。
    类似住宅建筑还很多，如工业建筑等，大都是第二、第三类防雷建筑物，总配电箱后的分配电箱是不设SPD的。

    所以，装了比不装好的理论，在这种情况下，是不成立的，这种观点对吗？请各位指正。

入门者

引自6楼龙版主的发言： IEC 62305-2010晚于王老的书，故王老的书不能作为参考依据。

    请教：IEC 62305-2010"对某些外界环境影响的条件分类"新的规定如何?在论坛能否有下载，请指点。

入门者

分级试验的物理意义推测

   Ⅰ、Ⅱ级试验不同点，是试验波形的能量不同。
   Ⅰ级试验用的是10/350us波形，在峰值电流一定下，全波时间长，能量大。
   Ⅱ级试验用的是8/20us波形，在峰值电流一定下，全波时间短，能量小。

   联想到电阻有一功率容量，如1Ω电阻有1/2W、1W、2W、10W等之分一样，是耐受功率之分。所以推测同样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级试验之分，是用不同的雷电波能量级别，对SPD耐受力的试验。

   《建筑电气》2006年2期“关于SPD的保护整定探讨”一文中，有第二级SPDW/R单位能量0.36kJ/Ω数据，如果来源正确的话，那正反映出Ⅰ、Ⅱ级试验与雷电流能量有关，而与Ⅱ级试验能否通过10/350us雷电流无关。

   Ⅰ、Ⅱ级试验的冲击电流和标称放电电流换算，可按新《雷规》188页  式（25）（26）计算。

入门者

SPD分级试验类别选择原则探讨

   新《雷规》， 第4.3.8条第5款中，“对无线路引出本建筑物时，应在母线上装设Ⅱ级试验的电涌保护器，”条文说明是“流经SPD电流和能量不会是大的，......”。

   可见，选择SPD分级试验类别，不是按雷电波是10/350us波还是8/20us波考虑的，而是按流过的雷电流和能量大小考虑的。

东海龙王

引自6楼龙版主的发言： IEC 62305-2010晚于王老的书，故王老的书不能作为参考依据。

    请教：IEC 6230 ...
入门者 发表于 2011-12-27 05:38

                               
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在本论坛的资料版块有下载。

入门者

引自10楼dmd先生的发言： 引下线上雷电流通过MEB板在电缆屏蔽层中流动，会在电缆芯线中以波阻抗比例产生过电压，

    《建筑电气》2012年12期中，也有雷电流在电缆屏蔽层或在保护钢管流动时，内部线路高压计算的文章。这与你的发言有类同之处，存在疑惑，想请教，可能会得到回复，所以发此贴。

     疑惑一，空中闪电有时发生在云层之间，这时刚好有法拉第笼作用的飞机穿过，雷电流将会在机头到机尾流过，按照你们的理论，机内也有过电压产生，那么对飞机内电子设备和乘客会有影响吗？

     疑惑二，屏蔽层或钢管都可看成法拉第笼，除能屏蔽电磁波外，对于流过的直接雷电流有分流和均流作用。以钢管为例，钢管断面上流过的几十根线(可看成)雷电流是均匀分布的。根据电磁场理论，每根雷电流有磁场，是以线电流中心的圆周磁力线，对于钢管外的磁场是叠加关系，但对管内，将会抵消关系。钢管断面中心点的磁场应等于零，内部电磁场不可能是均匀的，也肯定会小于管外近处的磁场强度。
    当屏蔽层或钢管流过的直接雷电流时，内部导线过电压是多少？杂志论文中，自感L和互感M会相等吗？管壁和管内电位会相等吗？

    疑惑三，埋在地下0.8m深度的有屏蔽层或钢管的电缆，当地面遭直接雷击时，流过屏蔽层或钢管电流有多大？根据清华大学何金良、曾荣著的《电力系统接地技术》一书，他们用拉普拉斯方程，推导出的点源电流场的公式，离开接地电的电流密度按一定规律减小，越离地面越远，电流密度越小。可得出流过离地面0.8m处的屏蔽层或钢管的雷电流是很小的。这种想法有问题吗？

入门者

自答55楼的疑惑一与疑惑二

    《建筑电气》2009年3期，《深圳大运会体育场防雷设计释疑》一文，其参考文献为 谢处方编《电磁场与电磁波》一书。

    该文根据参考文献，按恒定磁场安培环路定律导出：钢管作防雷引下线时，管内磁场强度和磁通密度都等于零。也说明了飞机内是没有电磁场的，是安全的，不是等电位原因，若用等电位原理，无法解释得出是安全的。也就是说，电缆屏蔽层或保护钢管内，不会产生磁场，那来的互感，所以M=0，《建筑电气》2012年12期相关论文的与M有关的计算是错的；“引下线上雷电流通过MEB板在电缆屏蔽层中流动，会在电缆芯线中以波阻抗比例产生过电压”的说法也不成立。

    恒定磁场安培环路定律是磁路原理中最基本定律，由它推导出的结论更可靠、更可信。

治学以诚

定性的讨论一下，不算英雄好汉，防雷问题需要定量的讨论。
待我学完离散数学，我来把雷电的所有问题彻底摆摆平。

dmd888

入门者真是勤奋好学，普通物理的知识都还记得这么清楚。但我模糊的记忆中，安培环路定律适用的是稳定磁场。
    再次强调，雷电流是行波，屏蔽层纵向各点电流都不同，有净（没错，就是“净”）电荷的集聚，不仅有电磁感应，还有电荷感应。深入的研究表明，雷电流波甚至不是平面波。

学无止境

“屏蔽是减少电磁干扰的基本措施。
　　屏蔽层仅一端做等电位连接和另一端悬浮时，它只能防静电感应，防不了磁场强度变化所感应的电压。
“
以上是GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》第6.3.1条其条文说明中的一句原话。

如何理解这个观点？

入门者

回复58楼

    失敬!失敬! 原来dmd先生是海归，因为国内高中段是没有线积分内容，只有在国外高中段可能已学线积分了，更要请教了。

   任何正确的理论，均能解释自然界的物理现象。
   55楼提出的疑惑一----飞机内有否高压雷电波？请答复。

  再请教一个类似问题，弱电线路一般穿钢管保护，从底层一直通到高层，其钢管作等电位联接，与防雷引下线是并接的，也有雷电流流过，这时管内弱电线路也有雷电波吗？