化工厂浪涌防护方案（化工防护方案）.doc

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1、化工厂浪涌防护方案（化工防护方案）　　山东*****化工浪涌防护方案美国ECS公司中国代表处深圳市****创投资有限公司20**年5月1目录　　一、电力浪涌概述　　1、什么是电力浪涌电力浪涌又称电涌，是指峰值达6000V－20000V，持续时间从万分之一秒至十亿分之一秒（纳秒）的脉冲电压，其有外部和内部两方面，外部主要是雷击，内部主要是系统内的操作过电压。　　电力浪涌是破坏精密电子设备的主要元凶，是危害最大的电力污染（出自IEEE）。　　2、浪涌产生的原因根据IEEE的试验统计，电力浪涌80％于系统内部，20％于雷击等系统外“脏电”。　　下表显示了浪涌的和成

2、因。　　成因特性发生频率发生比例雷击直击雷，感应雷，反击雷等工频电网断电外来电涌周边大功率设施的启停冲击电压（可达几十千伏）和冲击电流（可达上百千安）都很大，危险显著，可直接损坏设备不可预测总的来说，比例较小小于20％配电系统内部电源(调节)设备（包括备用电源、变压器、稳压器等）的运行；内部各种大功率电机的频繁启停，如电弧炉、电梯、空调压缩机、油泵、电机等；内部各种电气设备的频繁开关，如照明设备等；内生电涌（随配电系统内部连接设备的运行开关而产生）内部各种电子设备的运行，如计算机、数控设备、程控设备等各种带有微处理器的设备；和外来电涌相比，内生电涌的冲击电压

3、（数千伏）和冲击电流（数千安）都较小，但由于随着客户设施的运行而发生，所以内生电涌不可避免，且频率很高。　　对于精密电子设备来说，超过额定电压电流2倍以上的电涌就会对元件造成损伤，因此，内生电涌会严重加快设备老化，使设备出现只要配电系统运行就会发生。　　总的来说，发生频率很高。　　具体来说，按不同设施可分为．不活跃．较活跃．活跃．很活跃占配电系统中电涌的80%以上3内部通信信号系统的运行，如网络通信、信号控制系统，卫星接收系统、安保系统、监控系统、火警系统、读卡系统等；各种莫名其妙的故障，甚至提前报废，增加设备维护维修的费用的次数，造成停工。　　．极活跃　　

4、3、浪涌的危害3.1外部浪涌（雷击）的危害雷电的入侵途径（一）雷击避雷针（带）产生大电流和高电位传统避雷针（带）在直击雷防护中，尤其是落雷时产生强烈的二次效应，对供电系统、通信系统、仪器仪表等产生强烈的感应和耦合作用，使之防护起来有很大难度，经常造成系统瘫痪。　　据GB50057-94全部雷电流的50%流入建筑物的接地装置，另50%分配于引入建筑物的各种外来导电物、电力线、线等设施。　　导致大电流进入，产生高电位。　　雷击避雷针时针体和引下线各点电位4U=IRg+L0hdtdi（1--1）取雷电流幅值I=150kA；雷电流的波头时间t=10μs；垂直敷设的引

5、下线单位长度电感（μH/m），按引下线直径8mm、高20m时的平均值L0=1.69μH/m。　　地网的工频接地电阻Rg=5Ω；雷电流陡度dtdi=10150kA/μs=15kA/μs=1.5×1010A/s。　　假设高度h=30m，则由于较大的雷电流，将产生很高的电位U=IRg+L0hdtdi=150×R+1.69×10-6×h×1.5×1010=750+756=1506(kV)（1--2）即使接地装置的接地电阻Rg=0Ω，雷电流下产生高电位仍然存在，即U=L0hdtdi=1.69×10-6×30×1.5×1010=756(kV)（二）雷击避雷针（带）产生静

6、电感应和电磁感应过电压雷击传统避雷针，针体及其附近有电源线和信号线时会产生很高的感应过电压避雷针上各点（N点）的电位uN=IR+L0hdtdi（1--3）取L0=1.69μH/m，h=20m，R=5Ω，I=150kA，t=10μs，则N点的电位uN=IR+L0hdtdi=150×5+(1.69×20×10150)=1257(kV)沿针体及其引下线存在高电位的影响下，其附近的线路上的静电感应过电压uj=uN221212CCC?（1—4）同时针体及其引下线附近的金属开口环的开口处有电磁感应过电压uci=Mdtdi=0.2c(lnaba?)dtdi（1—5）当a=

7、b=1m，c=10m，I=150kA时，开口处的电磁感应过电压uci=0.2c(lnaba?)dtdi=0.2×10×ln2×10150≈20.8(kV)（三）雷击避雷针（带）产生很高的接触电压、跨步电压、反击电压等。　　53.2线路来波浪涌的危害电源线、信号传输线遭受直接雷击或与设备相连的线路附近遭受雷击时感应在线路上的雷电波，经线路侵入设备,造成线路损坏。　　3.3操作浪涌的危害操作浪涌是电力系统各种操作引起的，如开关、负载和电容器组件的投切。　　操作浪涌一般都看作电压源,在多数情况下，操作最大过电压一般小于二倍系统电压峰值，但投切感性负载（电动机、变压

8、器）或容性负载时，短路故障时，可产生很高的过电压。