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外汉眼中的防雷产品
日期:2014年05月29日信息来源:中鹏国际

小编我对各类的了解解也从知名网站、阅读书籍来了解的,也许不够专业,也许了解到的知识不够全面,也许在专业人士眼中,小编我还只是一个门外汉,但是,今天,小编我就来谈谈,一个门外汉眼中的防雷产品的发展历程吧。

    当人们知道雷是一种电现象后,对雷电的崇拜和恐惧就逐渐消失,并开始以科学的眼光来从新观察这一神奇的自然现象,希望能利用或控制雷电活动以造福人类。200多 年前富兰克林率先在技术上向雷电发起了挑战,他发明的避雷针可能要算是最早的防雷产品,今天这一品名几乎已被所有的人知道。其实,富兰克林在发明避雷针时 是以为金属避雷针的尖端放电作用可以综合雷云中的电荷,使雷云和大地间的电场降低到无法击穿空气的水平,从而避免了雷击的发生,所以当时的避雷针一定要求 是尖的。但后来的研究表明:避雷针是无法避免雷击的发生的,它之所以能防止雷击是因为高高耸立的避雷针改变了大气电场,使得一定范围的雷云总是向避雷针放 电,也就是说避雷针只是比它周围的其它物体更容易接闪雷电,避雷针被雷击中而其它物体受到保护,这就是避雷针的防雷原理。进一步的研究表明避雷针的接闪作 用几乎只与其高度有关,而与其外形无关,就是说避雷针不一定是尖的。现在防雷技术领域统称这一类防雷装置为接闪器。

  电的普遍使用促进了产 品的发展,当高压输电网为千家万户提供动力和照明时,雷电也大量危害高压输变电设备。高压线架设高、距离长、穿越地形复杂,容易被雷击中。避雷针的保护范 围不足以保护上千公里的输电线,因此避雷线作为保护高压线的新型接闪器就应运而生。在高压线获得保护后,与高压线连接的发、配电设备仍然被过电压损坏,人 们发现这是由于“感应雷”在作怪。(感应雷是因为直击雷放电而感应到附近的金属导体中的,感应雷可通过两种不同的感应方式侵入导体,一是静电感应:当雷云 中的电荷积聚时,附近的导体也会感应上相反的电荷,当雷击放电时,雷云中的电荷迅速释放,而导体中原来被雷云电场束缚住的静电也会沿导体流动寻找释放通 道,就会在电路中形成电脉冲。二是电磁感应:在雷云放电时,迅速变化的雷电流在其周围产生强大的瞬变电磁场,在其附近的导体中产生很高的感生电动势。研究 表明:静电感应方式引起的浪涌数倍于电磁感应引起的浪涌。)雷电在高压线上感应起电涌,并沿导线传播到与之相连的发、配电设备,当这些设备的耐压较低时就 会被感应雷损坏,为抑制导线中的电涌,人们发明了线路避雷器。

  早期的线路避雷器是开放的空气间隙。空气的击穿电压很高,约500kV/m, 而当其被高电压击穿后就只有几十伏的低压了。利用空气的这一特性人们设计出了早期的线路避雷器,将一根导线的一端连在输电线上,另一根导线的一端接地,两 根导线的另一端相隔一定距离构成空气间隙的两个电极,间隙距离确定了避雷器的击穿电压,击穿电压应略高于输电线的工作电压,这样当电路正常工作时,空气间 隙相当于开路,不会影响线路的正常工作。当过电压侵入时,空气间隙被击穿,过电压被箝位到很低的水平,过电流也通过空气间隙泄放入地,实现了避雷器对线路 的保护。开放间隙有太多的缺点,如击穿电压受环境影响大;空气放电会氧化电极;空气电弧形成后,需经过多个交流周期才能熄弧,这就可能造成避雷器故障或线 路故障。以后研制出的气体放电管、管式、磁吹避雷器在很大程度上克服了这些毛病,但他们仍然是建立在气体放电的原理上。气体放电型避雷器的固有缺点:冲击击穿电压高;放电时延较长(μs级);残压波形陡峭(dV/dt较大)。这些缺点决定了气体放电型避雷器对敏感电气设备的保护能力不强。

   半导体技术的发展为我们提供了防雷新材料,比如稳压管,其伏—安特性是符合线路防雷要求的,只是其通过雷电流的能力弱,使得普通的稳压管不能直接用作避 雷器。早期的半导体避雷器是以碳化硅材料做成的阀式避雷器,它具有与稳压管相似的伏—安特性,但通过雷电流的能力很强。不过很快人们又发现了金属氧化物半 导体变阻器(MOV),其伏—安特性更好,并具有响应时间快、通流容量大等许多优点。因此,目前普遍采用MOV线路避雷器。

  随着通信的发展,又产生了许多用于通信线路的避雷器,由于受通信线路传输参数的约束,这一类避雷器要考虑电容和电感等影响传输参数的指标。但其防雷原理与MOV基本一致。

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