从电磁学角度探讨电涌产生的原理

天刀

[这个贴子最后由通天雷神在 2003/12/06 01:53pm 第 1 次编辑]

其实我对电磁学很多物理定律及公式早已生疏，因为工作中涉及到电涌保护，想搞清楚其中原理，这才翻出来现炒现卖，信口开河之下，可能谬误甚多，敬请指出。

防雷规范上谈到电涌保护器一章的时候，说的是“防雷击电磁脉冲”，从论述中可以看出，电涌来源有两个：架空线遭直击雷入侵、电力线路受雷电波感应。对于前者我们暂且不论，假设没有架空线，着重探讨第二个电涌来源。

根据防雷规范上给出的计算模型，雷击建筑物后，雷电波沿引下线入地，由于雷电波峰值高频率高，在流过引下线的过程中，在引下线周围感应出剧烈变化的磁场。按一位网友所说，每根引下线就象是一根天线，向周围散发电磁能量。

显然，在这种情况下，决定磁场的是雷电流，接地电阻无济于事。增加引下线数目并不能从总体上降低电磁能量，只不过是把一定的电磁能量分成多个支路散发出去而已，起到的作用只是让形成的磁场尽量均匀。而电磁能量分两个方向散发：一半室内一半室外。怀疑防雷规范34页上所谓“全部雷电流50%流入接地装置”这个50%似乎应该是50%电磁能量散发到室外而不是入地。

根据法拉第电磁感应定律，闭合回路或线圈中感生电动势e的大小，与穿过闭合回路或线圈的磁通量的变化率成正比——这就是物理学上对于电磁感应的描述。只要导体环路处在变化的磁场中，就会产生感应电势以及感应电流。从这个角度看来，我们通常所说的等电位连接系统其实也是导体环路，也应该产生感应电流感应电压也就是电涌，之所以在电磁冲击下没有这样的现象，是因为等电位系统并不是一个环，而是很多个环组成的一个网，每个网格中的感应电流都和它相邻的网格彼此抵消。当然磁场变化并不均匀，实际上不可能完全抵消，应该说网格越小，抵消得越彻底。唯一没有相邻网格的就是最外围的那一圈环路，无法抵消，幸好等电位系统最外围是接地的，最外围的那一圈“环路”其实是大地。那么如果等电位系统无法接地呢？比如飞机，那么此时等电位系统的“最外围”已经不是一个环，而是飞机壳体，已经没有了“边界”。

对比等电位系统，电气回路的结构就没那么幸运了。一个低压配电线路，起点是变压器线圈，终点是用电设备，从N线返回构成环路。在没有电涌保护器的情况下，整条线路上被雷电磁场感应的电势电流无法抵消无法入地，叠加在正常电流上从而形成电涌。

那么假如低压配电回路完全闭合，高压却没有送电，线路中没有正常电流，这时候如果建筑物遭雷击，回路中是否会产生电涌呢？我想答案应该是肯定的，因为雷电感应和正常送电与否完全无关，而数以千计的感应电流电压，无论是否叠加上正常电流电压，都足以破坏电子设备了。

通天雷神

雷神，今天我上你们公司网站，从那里的一篇文章回到了这里，看到了你这篇年初发表的文章。才得以读到。我不同意你这里对雷电物理知识的描述和解释。可以说，包括A、B和C，整个解释还有许多谬误。

——望有闲暇时指点一二。感谢。

昆雷

雷神，今天我上你们公司网站，从那里的一篇文章回到了这里，看到了你这篇年初发表的文章。才得以读到。
我不同意你这里对雷电物理知识的描述和解释。可以说，包括A、B和C，整个解释还有许多谬误。
这是一个复杂的问题，在网上，一时也难以讲解清楚。
目前防雷界对雷电的物理知识的认识和理解，可以说太差，包括规程。这导致防雷保护中的许多不应有的谬误。
例如，对二次雷过电压（所谓浪涌电压）的分类、机制和成因，就认识不清。
也许我提得太尖锐了。我不是狂妄，也不是自以为是，的确，是这么回事。
我总觉得，目前我国防雷界，做工程者，防雷产品生产者以及代销外国产品者都大有人在，可是真正从事研究的人太少。想研究的人，则没有钱，没有研究的条件，甚至没有支持的人。长此下去，我国的防雷事业和技术能得到多大发展？我们只能永远跟在老外后面，替他们推销产品，即使有了我国自己的产品，也得不到市场的广泛认同。不知你有这个感觉吗？其实我对我国自己的产品，包括你们ASP的产品，一直是比较推崇的，而对外国产品是不推荐的。我就不为赚钱代销任何外国产品。我希望我国自己的产品能更快发展。

andyren

精彩！但不够犀利！

marchile

人在江湖，身不由己。

通天雷神

哈哈：）不至于吧。

marchile

完啦，左右都是白痴，还要以其昏昏，使人昭昭。

通天雷神

那多没新意啊。要是领导：快点忙，多出点效益。证明管理混乱，底下都是白痴。要是领导：慢点忙，少出点效益。那领导是白痴。

marchile

讲的是那门子话呀。应该是：
快点忙，多出点效益。或/
慢点忙，少出点效益。

通天雷神

唉~！当领导就是累啊。

那你慢慢忙啊。多出点效益。