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外漢眼中的防雷產品
日期:2014年05月29日信息來源:中鵬國際

小編我對各類防雷產品的了解解也從知名網站、閱讀書籍來了解的,也許不夠專業,也許了解到的知識不夠全面,也許在專業人士眼中,小編我還只是一個門外漢,但是,今天,小編我就來談談,一個門外漢眼中的防雷產品的發展歷程吧。

    當人們知道雷是一種電現象后,對雷電的崇拜和恐懼就逐漸消失,并開始以科學的眼光來從新觀察這一神奇的自然現象,希望能利用或控制雷電活動以造福人類。200多 年前富蘭克林率先在技術上向雷電發起了挑戰,他發明的避雷針可能要算是最早的防雷產品,今天這一品名幾乎已被所有的人知道。其實,富蘭克林在發明避雷針時 是以為金屬避雷針的尖端放電作用可以綜合雷云中的電荷,使雷云和大地間的電場降低到無法擊穿空氣的水平,從而避免了雷擊的發生,所以當時的避雷針一定要求 是尖的。但后來的研究表明:避雷針是無法避免雷擊的發生的,它之所以能防止雷擊是因為高高聳立的避雷針改變了大氣電場,使得一定范圍的雷云總是向避雷針放 電,也就是說避雷針只是比它周圍的其它物體更容易接閃雷電,避雷針被雷擊中而其它物體受到保護,這就是避雷針的防雷原理。進一步的研究表明避雷針的接閃作 用幾乎只與其高度有關,而與其外形無關,就是說避雷針不一定是尖的。現在防雷技術領域統稱這一類防雷裝置為接閃器。

  電的普遍使用促進了防雷產 品的發展,當高壓輸電網為千家萬戶提供動力和照明時,雷電也大量危害高壓輸變電設備。高壓線架設高、距離長、穿越地形復雜,容易被雷擊中。避雷針的保護范 圍不足以保護上千公里的輸電線,因此避雷線作為保護高壓線的新型接閃器就應運而生。在高壓線獲得保護后,與高壓線連接的發、配電設備仍然被過電壓損壞,人 們發現這是由于“感應雷”在作怪。(感應雷是因為直擊雷放電而感應到附近的金屬導體中的,感應雷可通過兩種不同的感應方式侵入導體,一是靜電感應:當雷云 中的電荷積聚時,附近的導體也會感應上相反的電荷,當雷擊放電時,雷云中的電荷迅速釋放,而導體中原來被雷云電場束縛住的靜電也會沿導體流動尋找釋放通 道,就會在電路中形成電脈沖。二是電磁感應:在雷云放電時,迅速變化的雷電流在其周圍產生強大的瞬變電磁場,在其附近的導體中產生很高的感生電動勢。研究 表明:靜電感應方式引起的浪涌數倍于電磁感應引起的浪涌。)雷電在高壓線上感應起電涌,并沿導線傳播到與之相連的發、配電設備,當這些設備的耐壓較低時就 會被感應雷損壞,為抑制導線中的電涌,人們發明了線路避雷器。

  早期的線路避雷器是開放的空氣間隙。空氣的擊穿電壓很高,約500kV/m, 而當其被高電壓擊穿后就只有幾十伏的低壓了。利用空氣的這一特性人們設計出了早期的線路避雷器,將一根導線的一端連在輸電線上,另一根導線的一端接地,兩 根導線的另一端相隔一定距離構成空氣間隙的兩個電極,間隙距離確定了避雷器的擊穿電壓,擊穿電壓應略高于輸電線的工作電壓,這樣當電路正常工作時,空氣間 隙相當于開路,不會影響線路的正常工作。當過電壓侵入時,空氣間隙被擊穿,過電壓被箝位到很低的水平,過電流也通過空氣間隙泄放入地,實現了避雷器對線路 的保護。開放間隙有太多的缺點,如擊穿電壓受環境影響大;空氣放電會氧化電極;空氣電弧形成后,需經過多個交流周期才能熄弧,這就可能造成避雷器故障或線 路故障。以后研制出的氣體放電管、管式避雷器、磁吹避雷器在很大程度上克服了這些毛病,但他們仍然是建立在氣體放電的原理上。氣體放電型避雷器的固有缺點:沖擊擊穿電壓高;放電時延較長(μs級);殘壓波形陡峭(dV/dt較大)。這些缺點決定了氣體放電型避雷器對敏感電氣設備的保護能力不強。

   半導體技術的發展為我們提供了防雷新材料,比如穩壓管,其伏—安特性是符合線路防雷要求的,只是其通過雷電流的能力弱,使得普通的穩壓管不能直接用作避 雷器。早期的半導體避雷器是以碳化硅材料做成的閥式避雷器,它具有與穩壓管相似的伏—安特性,但通過雷電流的能力很強。不過很快人們又發現了金屬氧化物半 導體變阻器(MOV),其伏—安特性更好,并具有響應時間快、通流容量大等許多優點。因此,目前普遍采用MOV線路避雷器。

  隨著通信的發展,又產生了許多用于通信線路的避雷器,由于受通信線路傳輸參數的約束,這一類避雷器要考慮電容和電感等影響傳輸參數的指標。但其防雷原理與MOV基本一致。

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