1、 雷电一、云的形成空气中的水蒸气遇冷凝结成水滴，水滴受上升气流的支托，飘浮在空中形成云。二、雷的形成雷是由于带异种电荷的云（云在运动中相互摩擦产生异种电荷）之间及云与地（由于电荷感应使得地、云间形成异种电荷）之间放电产生的热使周围空气急剧膨胀并排挤其它空气产生震动而形成的。闪电是带异种电荷的云之间及云与地之间放电产生的闪光。三、雷电的特点1、电压高: 强大的电流产生的交变磁场，其感应电压可高达上亿伏；2、电流大: 其电流高达几万 -几十万安培； 3、时间短:一般雷击分为三个阶段，即先导放电、主放电、余光放电。整个过程一般不 会超过 60 微秒。 4、雷电流变化梯度大: 雷电流变化梯度大，有的可
2、达 10 千安/微秒。 5、具有高频特征。四、雷电危害1、直击雷带电的云层对大地上的某一点发生剧烈的放电现象，称为直击雷。它的破坏力十分巨大，若不能迅速将其泻放入大地，将导致放电通道内的物体、建筑物、设施、人畜遭受严重的破坏或损害火灾、建筑物损坏、电子电气系统摧毁，甚至危及人畜的生命安全。2、雷电波侵入雷电不直接在建筑和设备本身放电，而是对放置在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散，侵入并危及室内电子设备和自动化控制等各个系统。因此，往往在听到雷声之前，我们的电子设备、控制系统等可能已经损坏。3、感应过电压雷击在设备设施或线路的附近发生，或闪电不直接对地放电，
3、只在云层与云层之间发生放电现象。闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。 雷击在具有避雷设施的建筑物发生时，雷电波沿着建筑物顶部接闪器（避雷带、避雷线、避雷网或避雷针）、引下线泄放到大地的过程中，会在引下线周围形成强大的瞬变磁场，轻则造成电子设备受到干扰，数据丢失，产生误动作或暂时瘫痪；严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。4、系统内部操作过电压因断路器的操作、电力重负荷以及感性负荷的投入和切除、系统短路故障等系统内部状态的变化而使系统参数发生改变，引起的电力系统内部电磁能量转化，从而产生内部过电压，即操作过电压。操作过电压的幅值虽小，但发生的
4、概率却远远大于雷电感应过电压。实验证明，无论是感应过电压还是内部操作过电压，均为暂态过电压（或称瞬时过电压），最终以电气浪涌的方式危及电子设备，包括破坏印刷电路印制线、元件和绝缘过早老化寿命缩短、破坏数据库或使软件误操作，使一些控制元件失控。5、地电位反击如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或设施，接地网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分，流向供电系统或各种网络信号系统，或者击穿大地绝缘而流向另一设施的供电系统或各种网络信号系统，从而反击破坏或损害电子设备。同时，在未实行等电位连接的导线回路中，可能诱发高电位而产生火花放电的危险。五、防雷分区（
5、LPZ）防雷分区的目的是根据安装位置、冲击流量选择相应的防雷保护。下图是建筑物防雷分区图。此图是按滚球法得出的。LPZ0A:直击雷非防护区（在建筑物的外部，不受外部防雷装置保护的区域）。可能遭受直击雷，对雷电磁脉冲没有任何屏蔽保护；LPZ0B:直击雷防护区(在建筑物的外部，受外部防雷装置保护的区域) 。不可能遭受大于所选滚球半径所对应的雷电流直击，对雷电磁脉冲没有任何屏蔽保护；LPZ1:第一屏蔽防护区（一般指钢筋结构的建筑内），本区内各物体不可能遭受直击雷，电磁场也可能会衰减（有小部分雷电进入的可能），取决于建筑物的屏蔽措施。LPZ2:第二屏蔽防护区，有浪涌电压进入的可能。LPZ3:第三屏蔽防
6、护区，无雷电磁脉冲干扰，也没有浪涌电压。六、防雷措施采用分级防雷的方法进行防雷，原因是雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。一般采用外部防雷和内部防雷方法，内部防雷一般分三级，如需要还可将内部防雷分为四级或四级以上。外部防雷：采用外部防雷装置进行防雷；内部防雷：第一级防雷CLASS-I（IEC 标准）、B 类（德标）防雷位置：进线端总电源或 LPZ0 区进入 LPZ1 区界面的等电位连接处，防雷技术参数：雷电通流量大于或等于 100KA（10/350s）； 残 压 值 不 大 于 2.5KV； 响 应时 间 不 大 于 100ns。可防范 10/350s 1
7、00KA 的雷电波。防雷装置：选用电压开关型和限压型电涌保护器进行防雷。防雷效果：将数万至数十万伏的浪涌电压限制到 2500-3000V ；第二级： CLASS-II（IEC 标准）、 C 类（德标） 防雷位置：分配端的电源或 LPZ1 区进入 LPZ2 区界面的等电位连接处。防雷技术参数：雷电通流量大于或等于 40KA（8/20s）； 残 压 值 不 大 于 1KV； 响 应 时 间不 大 于 25ns。可防范 8/20s 40KA 的雷电波。防雷装置：选用限压型电涌保护器进行防雷。防雷效果：将第一级防雷器的残余浪涌电压的值限制到 15002000V；第三级：CLASS-III（IEC 标准
8、）、 D 类（德标）防雷位置：设备端的电源防雷或 LPZ2 区进入 LPZ3 区界面的等电位连接处。防雷装置：选用限压型电涌保护器进行防雷。防雷效果：将残余浪涌电压的值降低到 1000V 以内，使浪涌的能量不致损坏设备- 。内部三级防雷保护，即 B 级主配电，C 级分配电，D 级设备处，这种保护方式，还要考虑不同级之间的能量协调问题，七、防雷装置1、定义。起防雷作用的装置。2、分类外部防雷装置和内部防雷装置。外部防雷装置放置在建筑物的外部，由接闪器（直接受雷击的设备。避雷针、避雷带(线)、避雷网等）、引下线、接地装置（地线和接地体组成）构成。内部防雷装置放置在建筑物的内部除外部防雷装置以外的其
9、它防雷装置，比如屏蔽（减弱雷电电磁脉冲的影响）和电涌保护器等。3、电涌保护器(SPD)类型、参数、选型及应用3.1、类型按工作原理分：1、 开关型：当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，有瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值近似短路，允许雷电流通过。用作此类装置的器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。电压开关型电涌保护器用于一级内部防雷。2、限压型：当没有瞬时过电压时为高阻抗，随电压的增加其阻抗会迅速减小近似短路，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。限压型电涌保护器用于一级或二级内部防雷。3、 组合型：由电压开关型组件和限压型组件组合而成，
10、可以显示为电压开关型或限压型或两者兼有的特性，这决定于所加电压的特性。3.2、主要参数1、Un：标称电压。与被保护系统的额定电压相符，它标出交流或直流电压的有效值。2、Uc：最大持续运行电压（额定电压）。能持续加在保护器上而不引起保护器特性变化和动作的最大电压有效值。3、 In：额 定 放 电 电 流 （ 标 称 放 电 电 流 、 冲 击 通 流 量 ） 。 给 保 护 器 施 加 波 形 为 8/20s 的标准雷电波冲击 10 次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。4、最大放电电流 Imax： 给 保 护 器 施 加 波 形 为 8/20s 的标准雷电波冲击 1 次时，保护器所耐受的最大冲
11、击电流峰值。5、电压保护水平 Up： 电涌保护器触发前，两端出现的最高瞬间电压 。此值小于设备耐压 Uw(1.2U pUw ) 。3.3、选型1、U P:电压保护水平 Us.max(电网最高运行电压)U PUw( 设备耐压) 2、Uc：最大持续运行电压（额定电压）Uc1 .15Uo(额定工作电压)3、In ：额 定 放 电 电 流 （ 标 称 放 电 电 流 、 冲 击 通 流 量 ）CLASS-I（IEC 标准）、B 级（德标）： 开关型浪涌保护器 In65KA(10/350s 波形)限压型浪涌保护器 In80KA(8/20s 波形)CLASS-II（IEC 标准）、C 级（德标）： 限压型
12、浪涌保护器 In40KA(8/20s 波形)CLASS-III（IEC 标准）、D 级（德标）： 限压型浪涌保护器 In20KA(8/20s 波形)3.4、应用电涌保护器前须安装短路保护器（熔断器、断路器、漏电断路器）。原因一是为了防止防雷器失效短路后产生大电流烧毁设备或使系统断电、二是长时间的持续小电流放电，会引起局部温度升高，有造成火灾的可能。由于短路保护器响应速度是秒级或毫秒级而电涌保护器响应速度是纳秒级，而雷电流也是纳秒级。故有雷电时，短路保护器不会动作。断路器（漏电断路器）推荐型号：1、开关型电压保护器由于其损坏方式为开路，因此可以不用装微型断路器；2、限压型电压保护器应该安装微型断
13、路器（失效模式有开路和短路 2 种）：B 级电涌保护器，需要选用 63A 的分断电流能力为 10KA 的 D 型微型断路器；C 级电涌保护器，需要选用 32A 的分断电流能力为 6.5KA 的 C、D 型微型断路器，由于其工作曲线 In 值的不同，因此推荐使用 D 型；D 级电涌保护器，需要选用 16A 的分断电流能力为 4.5KA 的 C、D 型微型断路器，由于其工作曲线 In 值的不同，因此推荐使用 D 型熔断器选型1、根据所选防雷器厂家的资料选取熔断器；2、使用防雷熔断丝（防 雷 熔 断 丝 对 雷 电 脉 冲 进 行 响 应 ） ，规格是 VSP-100KA（分断能力）、70KA、40KA、20KA导线使用1、连接导线应平直，其长度不宜超过 0.5m。2、线径（最小）要求见下表八、雷电波1、种类1、 10/350uS（直击雷波形）是时间与电流的曲线，是典型雷电击穿大地的雷电流曲线，是雷电直接袭击电力线和避雷针的雷电流曲线。2、8/20uS（感应雷波形）是时间与电流的曲线，是典型雷电击穿大地（避雷针或临近或 B 级或 C 级或 D 级接闪物）引起的电磁脉冲感应过电压，这个感应过电压击穿、烧毁设备时的电流曲线。2、含义10s 和 8s 指的是波头时间(T1)为 10s 和 8s，350s 和 20s 指的是半值时间(T2)为350s 和 20s。 T1T2
