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标题: SPD级间配合的计算[GB 50057-94（2000）标准第六章条文的说明] [打印本页]

作者: 通天雷神 时间: 2004-3-23 21:55
标题: SPD级间配合的计算[GB 50057-94（2000）标准第六章条文的说明]
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SPD级间配合的计算——应用行波理论进行过电压分析

目前，我们在考虑低压配电系统的过电压防护时，一般采用多级保护，这里面存在着一个前级保护和后级保护如何配合的问题，我们不妨用行波理论来分析一下。

在低压配电系统的过电压保护中，通常第一级采用放电间隙，以泄放大的雷电流；在第二级采用限压元件，将残压控制在设备的冲击绝缘水平以下。

由于限压元件的响应时间较快，一般为25ns左右，而放电间隙的响应时间则比较慢，约为100ns。那如何才能保证第一级保护比第二级保护先动作，以泄放大的雷电流呢？

我们来做一个计算：雷电侵入波沿着电力电缆侵入，首先到达放电间隙，由于放电间隙有响应时延，侵入波将继续向前行进，我们应该保证的是在侵入波到达限压元件之前让放电间隙动作。

我们知道了波在电缆中的传播速度为V=1.5×10[8]m/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=（1.5×10[8]m/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=（1.5×10[8]m/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。

以上只是举了一个利用行波理论来分析低压配电系统过电压的简单的例子。对于低压配电系统、信号系统以及天馈系统中过电压保护的很多问题，都可以应用行波理论来分析研究。

作者: 通天雷神 时间: 2004-3-23 22:09
本文共1500字。讲述SPD级间配合的计算。也就是GB 50057-94（2000）标准第六章条文说明的补充。讨论开关型和限压型SPD、限压型和限压型SPD间的导线到底需要多少米；需要多大的协调电感；及这些参数是怎么计算来的。

本帖参观费1500安元。不黑。估计对这些没有兴趣的网友就不会看了。　

作者: xiaoxi 时间: 2004-3-24 08:41
我买不起呀......

作者: cwd 时间: 2004-3-24 11:19
是否等同IEC61312-3的部分内容？我先买了。

作者: cwd 时间: 2004-3-24 11:29
[这个贴子最后由通天雷神在 2004/03/24 10:56pm 第 1 次编辑]

我晕！

作者: 通天雷神 时间: 2004-3-24 22:57
cwd ：晕什么？不值？那退钱好了。哈哈。

作者: 浪子随缘 时间: 2004-3-26 12:52
大哥，我的钱不够，

作者: MaishApex 时间: 2004-3-26 12:57
想买的没钱，有钱的不买

作者: fanyk709 时间: 2004-3-28 11:52
没钱啊

作者: 江湖虾米 时间: 2004-3-29 14:49
去掉一个0吧
不然
看完帖子就破产了
。。。

作者: xiaoxi 时间: 2004-3-29 15:15
值,我要.....

作者: 热咖啡 时间: 2004-3-30 09:04
值，但是看完就破产了啊

作者: 江湖虾米 时间: 2004-3-30 10:10
雷神够小气啊，呵呵~~

作者: 通天雷神 时间: 2004-3-31 12:32
现在公开了啊。呵呵。

作者: wangj 时间: 2004-3-31 12:37
雷神能大：请问两级保护的耦合问题好像有的单位用什么“主动能量技术”，可行吗？

作者: 通天雷神 时间: 2004-3-31 14:59
这个问题你最好去菲尼克斯的网站看看。然后留言去问。我不想论述。

作者: xs02556 时间: 2004-4-1 09:30
现在不要安币了吧!是真的免费了吗？

作者: 江湖虾米 时间: 2004-4-1 10:58
晕啊~~~
偶已经给破产了呢

作者: 拔刀 时间: 2004-4-5 23:53
呵呵~~~~~~~`
赚到了.............
真长知识：）

作者: wangj 时间: 2004-4-6 09:53
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。

用多大的电容也可替代呢？

作者: 通天雷神 时间: 2004-4-8 14:41
问我啊。恩……下期论文里有。关于根号下LC震荡的论述。

最近太忙。欠了一屁股论文没写了。

作者: 通天雷神 时间: 2004-5-10 12:31
小雷仔看看。

作者: wangj 时间: 2004-5-11 10:10
[这个贴子最后由wangj在 2004/05/11 10:12am 第 1 次编辑]

下面引用由通天雷神在 2004/04/08 02:41pm 发表的内容：
问我啊。恩……下期论文里有。关于根号下LC震荡的论述。
最近太忙。欠了一屁股论文没写了。

是指中国电子商情防雷技术吗？
那好像不是你的大作吧!第4期有一篇浅谈防雷器(SPD)级间配合中的几个问题，这篇文章写得不错!你可能又知道是谁的大作了吧？(科通通信技术(深圳)有限公司)

作者: 通天雷神 时间: 2004-5-11 10:37
你说这篇行波理论的？

不是我写的。是我写的前面会有‘斑竹制造’。

作者: wangj 时间: 2004-5-11 10:56
你说：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。

他说：设某B级SPD在标称通流量50KA(10/350us)时残压为4KV，C级SPD的通流量为20KA(8/20us)起动电压为1KV，则C级起动时RTO上的压降为4-1=3KV，由于电感的绕线电阻很小，可忽略，RTO的电感值L=3KV*(dt/di)=3KV*8us/(20kA*10%)=12uH。我们以此结果来选取电感量，通常选在15uH左右。

这与你的算法矛盾吗？

作者: 通天雷神 时间: 2004-5-11 11:56
1、第二种算法出来的单位是欧姆。你说呢？

2、你的这两种波形有点问题，并不能代表雷电在电源系统传输的过程。

作者: wangj 时间: 2004-5-11 12:54
[这个贴子最后由wangj在 2004/05/11 02:03pm 第 1 次编辑]

下面引用由通天雷神在 2004/05/11 11:56am 发表的内容：
1、第二种算法出来的单位是欧姆。你说呢？
2、你的这两种波形有点问题，并不能代表雷电在电源系统传输的过程。

有点不太明白!
我是这样理解的：10/350us是模拟直接雷，而8/20us则是模拟感应雷，难道这有错吗？

请雷神赐教!
还望说得稍稍详细一点，本人的理解能力不强，没有办法，是娘胎出来就天生的啊!
当然还有个优点，幸亏还算比较好学!

作者: 通天雷神 时间: 2004-5-11 21:49
感谢你的信任。但是，我已经说的很明白了，也部能再往下说了，请原谅。

首先：你的计算出的东西拾感抗的单位，部拾电感的单位。
其次：雷电再电源线路上传输的时候，存在10/350就必然不同时存在8/20。再计算的时候我们再前级用10/350计算，那么后级应该用0.25/100计算。明白了没有？至于为什么，说来话长，我也不想再说了：）

呵呵。

作者: 猾雷 时间: 2004-5-12 17:36
如雷灌耳！不过我在DEHN牌资料上看的两级能量配合是这样的：
1。当五线捆绑一起走线时，第一级开关型与第二级限压型SPD的线路安装距离L大于等于15m.
2.当地线与其他四线分开走时，并且距离大于1m，那么两级SPD的线路安装距离L大于等于5m.
3。同是限压型SPD的两级线路安装距离L大于等于5m.

这和雷神兄的计算相符，通常我们安装也按此标准

作者: wanyou 时间: 2004-5-17 15:22
帖子这么贵，两下子就没钱了！

没钱就是不行，现实也好，网络也罢·！

作者: yuan 时间: 2004-9-14 21:32
雷神在顶上发的那个已经1500字了，完了吗

作者: lg19800929 时间: 2004-9-15 15:13
我老大的文章好值钱啊！

作者: morients 时间: 2004-10-28 10:15
等我有钱了,我买10次!!!

作者: kz00 时间: 2004-10-28 10:54
很显然上面雷神的理论是错误的，以上的理论都是先假设了雷电流都是从电源线上进来的这个前提条件。第一级在前，第二级在后，只要有足够的距离就可以使第一级先导通，否则就要加退藕器。但是事实上大多数情况下，也会发生地电位反击，这时雷电流从地线来，假设两级防雷器加装了退藕器，但是有用吗？是哪一个先导通？总不能在第二级防雷器的接地线上也装退藕器吧。

退藕器的作用并不是使第一级先导通第二级后导通，而是使第二级导通时在第二级上的残压加上退藕器上的压降达到第一级的启动电压，使第一级导通。

作者: 呆鸟 时间: 2004-10-28 16:35
地电位反击时装避雷器可以防吗？共地不就OK了吗？

作者: 通天雷神 时间: 2004-10-28 19:56

下面引用由kz00在 2004/10/28 10:54am 发表的内容：
很显然上面雷神的理论是错误的，以上的理论都是先假设了雷电流都是从电源线上进来的这个前提条件。第一级在前，第二级在后，只要有足够的距离就可以使第一级先导通，否则就要加退藕器。但是事实上大多数情况下， ...

高见。可以用来修改国家标准。很象IEC提供的，或者非尼克斯提供的AEC理论。

但是有点问题。1、地电位反击的形成条件。2、NPE母排建筑内是否可以重复接地。3、独立PE线的分流阻抗。4、LPZ分区后各区内磁场强度在PE线上的感应强度。此四个问题是关键。

作者: 通天雷神 时间: 2004-10-28 20:04
或者这样说；假设有一建筑物，由于建筑物入口的配电装置距离需保护的设备是15米。假如我们使用B、C两级SPD。在其中间使用[或者不使用]协调电感无所谓。那么，如尼所说的情况，由于C级启动后的残压迫使B级启动。那么此时设备端的电压是多少？设备的耐压又是多少？你的B、C级的保护电压最小值又是多少？等等。如果此理论正确，那么现在按所有标准所设计的保护模式全部是错误的。

作者: 通天雷神 时间: 2004-10-28 20:23
再或者我们来试图解析一下地电位的反击。首先，反击是怎么形成的？反击点的位置在哪里？反击：由于建筑物周边建筑物接地系统或者进出建筑物的管道、缆线遭受雷击而产生的高电位对临近导体的放电。那么就是说：一栋建筑物内的电源系统，其反击点为建筑底层电源线路建筑物入口处。因为，按照GB 50057要求，进出建筑物的管道、缆线必须与建筑物基础接地系统有可靠的电气连接。

既然确定勒反击点，那么，在PE线上，我不相信会有任何一种过电压不以最短的距离选择最小的阻抗通道流向大地，反而去选择距离远阻抗大的通道流向设备端。IEC的分流理论建立在共地的基础上，建立在行波传输、阻抗分流的基础上。在共用接地并且按照GB 50057、GB 50054两大标准设计的配电系统中根本不存在线路上的地电位反击。除非你没有按标准去设计。

我还向说说AEC。但是我现在身在外地，还有事情忙，没有空多说。简单的说：AEC的能量分配并不与上述共地系统相同。它是用放电间隙将N与PE相分离后的，当B与C距离非常近可以忽略导线影响下的能量分配。岂可混为一谈？

作者: 蓝浪 时间: 2004-12-3 15:43
我喜欢，但具体工作我们只能按标准办事~~

作者: 王志荣 时间: 2005-3-18 10:20
认为值得就买，破产也买！！！！

作者: 通天雷神 时间: 2005-3-18 11:06
哈。这个帖子讨论的满热闹的嘛。再看一遍，满有意思。

作者: 新傲 时间: 2005-4-6 16:14
楼主的东西还挺贵的哦。

作者: 通天雷神 时间: 2005-4-6 18:04

下面引用由新傲在 2005/04/06 04:14pm 发表的内容：
楼主的东西还挺贵的哦。

虚拟货币而已。只要不交RMB，这个不算什么。

作者: azy 时间: 2005-7-19 22:51
我下了，前阵子听课人家讲过这方面的知识，不过还没有完全明白。

作者: azy 时间: 2005-7-19 22:54
[这个贴子最后由azy在 2005/07/20 11:54pm 第 1 次编辑]

谢谢雷神老大帮我省了1500，不过这方面的知识GB里面的实在太模糊了，看的我的头都大了：）

作者: fangleihp 时间: 2005-8-24 16:45
钱不够用啊！想买。。。。

作者: 包租公 时间: 2006-6-14 15:43
怎么我看到时不用钱，赚拉，口水状、、、、、、、、、、

作者: 包租公 时间: 2006-6-15 09:58
问个问题，如果远远大于24uH的电感，比如120uH的电感，有什么影响
？

作者: lovefqy 时间: 2006-6-17 09:37
需要更加努力的研究

作者: 通天雷神 时间: 2006-7-3 22:08
没大影响。容易把设备打坏而已。

作者: 防雷小弟 时间: 2006-7-13 17:09
我所学的是1级2级之间拉线，如果空间不够，就把线盘起来就可以了，不过盘起来后好象就有电感问题了？有没有影响啊？

作者: 通天雷神 时间: 2006-7-30 16:49
唉。不确定的情况。不清楚有没有影响。随机事件。

作者: mjzzq 时间: 2007-9-24 10:10
没钱啊

作者: zwbqxj 时间: 2007-9-30 20:24
标题: 没钱啊

没钱啊

作者: mjzzq 时间: 2007-10-11 10:45
好东西！管他有钱没钱先看再说

作者: hgzcom 时间: 2007-11-16 14:57

想买的没钱！

[em07]

作者: 56490 时间: 2007-11-19 11:23

好帖！

作者: xhaolin 时间: 2008-1-31 14:31
标题: 回复：SPD级间配合的计算[GB 50057-94（2000）标准第六章条文的说明]

:T :T :T

作者: sf0201 时间: 2008-2-20 18:17
标题: 回复：SPD级间配合的计算[GB 50057-94（2000）标准第六章条文的说明]
没钱啊

作者: elf 时间: 2008-4-10 15:23
标题: 回复：SPD级间配合的计算[GB 50057-94（2000）标准第六章条文的说明]
你懂的好多哦~~！！不知道你是不是从事防雷相关行业啊？

作者: towhy 时间: 2008-4-10 17:53
标题: 回复：SPD级间配合的计算[GB 50057-94（2000）标准第六章条文的说明]
ASP最黑，通天辛辛苦苦骗了这么多安元，说没就没了:-|

作者: llmmww 时间: 2008-4-25 10:37
标题: 回复：SPD级间配合的计算[GB 50057-94（2000）标准第六章条文的说明]
:O :O :O 很不错!可惜买不起!!

作者: orient_mhw 时间: 2008-5-22 10:11
标题: 回复：SPD级间配合的计算[GB 50057-94（2000）标准第六章条文的说明]
我也没有钱啊!我是新手啊！55555555

作者: llmmww 时间: 2008-11-21 16:09
太好了!感受非浅!!!!

作者: gangzi 时间: 2008-11-25 17:06
标题: ding
支持版权，但也的考虑承受能力

作者: limuren111 时间: 2009-6-23 14:08
写的不错支持一下看看再说！！！！！！！！

作者: 雷鸣电闪 时间: 2009-6-23 14:50
不错不错！顶一个！

作者: zuiyou 时间: 2009-6-23 15:21
呵呵，这个好像教科书上有，
不知道是谁先发表的 1# 通天雷神

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