雷鸣电闪 发表于 2009-7-16 09:37:46

SPD之间不小于10米的分析!

GB50057-94(2000年版)《建筑物防雷设计规范》第6.4.11条在一般情况下,当在线路上多处安装 SPD 且无准确数据时,电压开关型 SPD 与限压型 SPD 之间的线路长度不宜小于 10m。
分析原因如下:


如上图所示,给定P1的触发电压为2.5KV,P2的触发电压为1.5KV,U1=U3=1KV欲使P2动作时,其两端的电压至少要达到1.5KV,而此时P1两端的电压已为U1+U2+U3,即1KV+1.5KV+1KV=3.5KV,P2的触发电压2.5KV,于是P1会在P2达到它的触发电压前动作,把电流导入大地,释放了引起过电压的能量。而P2在P1两端的残余电压超过3.5KV时才提供第二级保护。

雷鸣电闪 发表于 2009-7-16 09:39:39

这个是雷神以前发的贴,也可以解释这个问题!
我们知道了波在电缆中的传播速度为V=1.5×10m/s,放电间隙的动作响应时间T为100ns,限压元件的响应时间为25ns,那么,波在这个时间差(100-25)ns内向前行进的距离S为:

S=V * T=(1.5×10m/s)×(75×10[-9]s)=11.25m

也就是说,如果第一级保护器件和第二级保护器件之间的距离(电缆)大于11.25m,就能够保证前级保护先动作,从而达到将大的雷电流先泄放掉的目的。由于防雷器件的实际响应时间有一定的误差,故应将前、后级保护器件间的距离考虑得更长一些,作者认为15m是比较合适的。

如果前后两级保护均为限压型器件,响应时间均为25ns,但考虑到其实际响应时间的误差(可假定为25ns),那么为了保证前级先动作,则两级保护间的距离应该为:

S=V * T=(1.5×10m/s)×(25×10[-9]s)=3.75m

在国标《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)中,第6.4.11条规定“在一般情况下,当在线路上多处安装SPD且无准确数据时,电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m,限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m。”;另外,在信息产业部行业标准《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》YD/T 5098-2001中,第3.7.8条规定“当上一级SPD为开关型SPD,次级SPD采用限压型SPD时,两者之间的电缆线间距应大于10m。当上一级SPD与次级SPD都采用限压型SPD时,两者之间的电缆线间距应大于5m。”

根据上面的计算,电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不小于10m似乎稍嫌小了些,而限压型SPD之间的线路长度不小于5m则是合适的。

在实际的工程中,有时很难保证第一级保护器件(间隙型)和第二级保护器件之间的距离(电缆)大于15m,因此,我们经常采用集中电感来等效这个距离。这个电感的电感量为多少才合适呢?我们也可以计算一下:

导线的L0≈1.6×10[-6] H/m,为了等效15m长导线分布参数的电感量,集中电感应为:
L = L0×S =1.6×10[-6] H/m×15m = 24μH
也就是说,我们可以用电感量为24μH的集中电感来等效15m长的导线。

如果前后两级均为限压型器件,按国标《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)和信息产业部行业标准《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》YD/T 5098-2001的规定,两级间的距离应大于5m。若用集中电感来等效,则电感量应为:

L = L0×S =1.6×10[-6] H/m×5m = 8μH

行进波遇到电感将发生折、反射,从能量的角度出发,一部分能量被反射回去,那么折射过来继续前进的能量必然会减小。同时,电感能够使侵入波的波头陡度降低,这也是对过电压保护有利的一个因素。

luckeylau 发表于 2009-7-16 11:15:53

学到老。。。

凄零飘美 发表于 2009-7-16 16:13:36

以前在哪本书上看过。。

通天雷神 发表于 2009-7-23 23:42:51

这个问题的详细计算需要看——庞华基的硕士论文《雷电波在导线上的传输》。其中讲到群速度等问题。
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