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雷电波的传播

来自电气装置应用(设计)指南

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电网频率较低,因此,电压波的传播相对电网频率而言是瞬时传播:在导体内的任何点,瞬时电压都相同。

雷电波是一种高频现象(从几百kHz到MHz):

雷电波在特定速度下相对电网频率以一定的速度传播。因此,在任何给定时间下,介质内所有点的电压数值都不相同(参见图表 J55)。


图表 J52.jpg


图表 J55 雷电波在导体内的传播

介质的变化会导致传播现象以及或者波反射,具体情况取决于:

  - 两种介质之间的阻抗差别;br  - 前进波的频率(如果是脉冲,则为上沿时间的陡峭程度);br  - 介质的长度。

如果是全反射的情况,电压值可能会增加一倍。

实例: 使用浪涌保护器的保护

通过在实验室中模拟和测试雷电波说明:如果采用30米电缆给负载供电,并在其上游用一个电压Up的浪涌保护器提供保护,那么在考虑反射现象的情况下,最多可以维持2 x Up的电压(参见图表 J56)。此电压波不是能量波。


图表 J53.jpg


图表 J56 雷电波在电缆终接处的反射

纠正措施

在三种因素(阻抗差、频率、距离)中,唯一能真正控制的是浪涌保护器和被保护负载之间的电缆长度。长度越长,反射率越大。

一般情况下,对于建筑内遇到的过电压,从10米开始有明显的反射现象,从30米开始电压可能会加倍(参见图表 J57)。

在精细保护中,如果进线末端浪涌保护器和被保护设备之间的电缆长度超过10米,则必须安装第二个浪涌保护器。


图表 J54.jpg


图表 J57 雷电波在电缆终端的反射