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对电气装置的影响

来自电气装置应用(设计)指南

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雷电会损坏电气和电子系统,比如住宅和工业建筑中的变压器、电力表和电器。

对雷电损坏进行维修的成本很高。另外在如下方面所产生的后果也很难估量:

  • 对计算机和电信网络产生的干扰;
  • 在运行可编程逻辑控制器程序和控制系统过程中产生的故障。
    另外,操作损失成本可能远远高于被损坏设备本身的价值。


雷击的影响

雷电是一种高频电现象,会导致所有导电体产生过电压,尤其是电线和设备。

雷击会通过两种方式影响建筑的电气(和/或电子)系统:

  • 雷击直接影响建筑(参见图表J5 a);
  • 雷击间接影响建筑:

  - 雷电可能会击中为建筑供电的高架电线(参见图表J5 b)。过电流和过电压会从雷击点传播数千米。
  - 雷电可能会击中电线附近区域(参见图表J5 c)。雷电的电磁辐射会使电源网络产生大电流和过电压。

在后面的这两种情况下,电源网络会传播危险电流和电压。
  - 雷电可能会击中建筑附近(参见图表J5 d)。在雷击点附近的地电位会增加到一个危险值。


图表 J5.jpg


图表 J5: 雷击的各种影响


在所有情况下,都可能给电气装置和负载造成巨大影响。


雷电击中无防护建筑。  雷电击中高架线附近。  雷电击中建筑附近。
  图表 J6a.jpg 图表 J6b.jpg 图表 J6c.jpg
雷电电流通过导电能力各异的建筑结构流入大地,并产生很大的破坏力:
  • 热效应:使材料产生剧烈的过热,导致火灾 ,
  • 机械效应:结构变形,
  • 热闪络:在有易燃或易爆材料(碳氢化合物、粉尘等)的场合,
    这是一种非常危险的现象。
雷击电流会通过配电系统内的电磁感应产生过电压。

这些过电压沿着线路传播到建筑内的电气设备。

雷击产生与前一种情况相同类型的过电压。

另外,雷电电流还会从大地返回到电气装置,从而
导致设备击穿。

建筑和建筑内的装置都会受到破坏。 建筑和建筑内的装置都会受到破坏。

图表 J6: 雷击的后果


各种传播模式

  • 共模

共模过电压出现在带电导体和大地之间: 此电压为相-地或中性线-地电压(参见图表J7)。对于框架接地的电器来说,它们尤为危险,因为有介质击穿的风险。


图表 J7.jpg


图表 J7: 共模


  • 差模

差模过电压出现在带电导体之间:此电压为相间或相-中性线电压(参见图表J8)。对于计算机系统等电子设备和灵敏硬件,这种电压尤为危险。


图表 J8.jpg


图表 J8: 差模