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关于低压电源系统SPD通流容量要求的思考
来源:深圳远华伟业科技有限公司 | 作者:远华伟业 | 发布时间 :2015-02-17 | 3795 次浏览: | 分享到:
叶蜚誉 教授, 1957年清华大学高电压技术专业研究生毕业,1981-1999年任浙江大学电机系副主任;浙江省电力学会高电压技术专业委员会副主任,终端电器和过电压保护委员会资深委员,中国工程建设标准化协会标准“建筑物低压电源电涌保护器选用、安装、验收和运行规程”(报批稿)主要起草人。


叶蜚誉 教授, 1957年清华大学高电压技术专业研究生毕业,1981-1999年任浙江大学电机系副主任;浙江省电力学会高电压技术专业委员会副主任,终端电器和过电压保护委员会资深委员,中国工程建设标准化协会标准“建筑物低压电源电涌保护器选用、安装、验收和运行规程”(报批稿)主要起草人。在国际会议、杂志(ISH,IEEE Transaction,亚洲气体放电会议,国际防雷会议ICLP等)论文5篇;在国内会议、杂志(高电压技术,中国雷电与防护,电气工程应用,高电压技术学术会议,电磁兼容学术会议等)论文15篇;翻译《低电压系统防雷保护》(Dr. Peter Hasse)。
      在有关低压电源系统SPD的选用标准中,对第一级SPD要求采用IEC 61543-1规定的Ⅰ级试验,而雷电流的分流基准采取防雷系统Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级水平的雷电总电流。对此争论很大。我就这个问题谈一些看法。
      争论的焦点在于Ⅰ级试验的电流波形(10/350μs)的波尾长度较传统的试验电流波形(8/20μs)长得多,而且对避雷器/电涌保护器的放电电流要求较高压避雷器的电流(标称放电电流通常为5,10kA,8/20μs)大得多。这两方面与国内外电力系统防雷和避雷器几十年运行经验不符,从概率上讲也低得惊人。自然界是否有如此长的雷电流波形?分流到建筑物内的第一级SPD有几十kA之大吗?

1 自然界是否有如此长的雷电流波形?
      众所周知,雷电流试验波形,并不是天上打下来的真正的那一次雷电流。雷电活动有很大的分散性,因此任一种具体波形出现的概率几乎是零(微分概率)。根据GB50057-94的附录(引自 IEC 1312-1),首次雷击电流的参量为:波形10/350μs,幅值Ⅰ对应一类、二类、三类防雷建筑为200、150、100 kA,电荷量对应为100、75、50库。并注曰:因为全部电荷量Qs本质部分包含在首次雷击中,故所规定的值考虑合并了所有短时间雷击的电荷量。这里Qs指雷闪中的电荷。这就是说,10/350μs波形是考虑了一次雷闪的全部电荷,也就是多个单次雷电流的合并,因此显得波尾很长。从单个雷电流的波尾长度(半峰值)看,大于200μs的概率<5%,大于350μs的概率更小。按国外雷电观测,70%的雷闪包括(沿同一先导通道)多次雷击(2-20次,平均3-4次),每次雷击一个主放电电流。这个现象可称之为多重雷击,已为国外研究者注意,对金属氧化物避雷器在多次雷电流冲击下的特性进行了多年试验研究,因为有些避雷器的损坏用短波形得不到解释。如果从雷闪电荷的统计特性看,利用IEC1312所附雷电流参数概率曲线,考虑10%为正极性,90%为负极性,查阅正、负两条雷闪电荷曲线,得到大于10、75、50库相应的累积概率为4.45%,10.25%(两种极性综合),说明多重雷击是有一定可能性的。从我国运行实际看,电信部门发现了标称放电电流40-60 kA(8/20μs)的低压避雷器在雷击下损坏,超出了电力部门避雷器常规标称放电电流10 kA(特别是20 kA),显现了2-6重雷击的踪迹。

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