防雷器在电源系统中的应用

OA区与LPZ1区交界处的保护。用10/350μs电流波形测试，表示其通流能力。防感应雷的防雷器通常用于不可能被直击雷击中的线路保护，如LPZOB区与LPZ1区、LPZ1区与LPZ2区交界处的保护。用8/20μs电流波形测试，表示其通流能力。

10/350μs电流波形与8/20μs电流波形在计算上能量比例为200：1，但实际上比例约为5：1左右，即通流能力为20kA（8/20μs）的防雷器可以承受4kA（10/350μs）的直击雷电流。所以通流能力必须考虑雷电性质和形式，在很多应用中可以通用。

S响应时间：防雷器对瞬态现象起控制作用所需的时间，与波形性质有关。响应时间是防雷器的一个重要参数。

S残压（限制电压）：防雷器对瞬态现象的电压限制能力，与雷电流辐值及波形性质有关。一般通过雷电流越小，残压就越低。在末级保护里，残压必须低于设备绝缘强度。

3防雷器的选用

为了使防雷器的防护能力取得理想的效果，应注重“在合适的地方合理地装设合适的防雷器”，防雷器的选择十分重要。

（1）进入建筑物的各种设施之间的雷电流分配情况如下：约有50％的雷电流经外部防雷装置泄放入地，另有50％的雷电流将在整个系统的金属物质内进行分配。整个过程中绝大部分能量在LPZOA区、LPZOB区和LPZ1区交界处转移。这个评估模式用于估算在LPZOA区、LPZOB区和LPZ1区交界处作等电位连接的等电位连接器、防雷器的通流能力和金属导线的规格。该处的雷电流为10/350μs电流波形。在各金属物质中雷电流的分配情况如下：各部分雷电流幅值取决于各分配通道的阻抗与感抗，分配通道是指可能被分配到雷电流的金属物质，如电力线、信号线、自来水管、金属构架等金属管线及其它接地，一般仅以各自的接地电阻值就可以大致估算。在不能确定的情况下，可以认为接地电阻相等，即各金属管线平均分配电流。

（2）在电力线架空引入，并且没有处在防直击雷保护装置保护之下，电力线可能被直击雷击中时，电力线上的雷电流将增大。进入建筑物内保护区的雷电流取决于外引线路、防雷器放电支路和用户侧线路的阻抗。如内外两端阻抗一致，则电力线被分配到一半的雷击电流。在这种情况下必须采用具有防直击雷功能的防雷器。

（3）影响电力线雷电流分配的其它因素：

S变压器端接地电阻降低将使电力线中分配电流增大；

S供电线缆长度的增加将使电力线中分配电流减少，并使几根导线中有平衡的电流分配；

S过短的电缆长度和过低的中性线阻抗将使电流不平衡，从而引起差模干扰；

S供电线缆并接多个用户将降低有效阻抗，导致分配电流增大，在连成网状的供电状态下，雷电流主要流入电力线，这是多数雷损发生在电力线处的原因。

（4）后续的评估模式用于评估LPZ1区以后防护区交界处的雷电流分配情况。由于用户侧绝缘阻抗远远大于防雷器放电支路与外引线路的阻抗，进入后续防雷区的雷电流将减少，在数值上不需特别估算。一般要求用于后续防雷区的电源防雷器的通流能力在20kA（8/20μs）以下，不需采用大通流能力的防雷器。后续防雷区防雷器的选择应考虑各级之间的能量分配和电压配合，在许多因素难以确定时，采用串并式电源防雷器是个好的选择。串并式是根据现代雷电防护中许多应用场合、保护范围、层次区分等特点提出的概念（相对于传统的并式防雷器而言）。其实质是经能量配合和电压分配的多级放电器与滤波器技术的有效结合。串并式有如下特点：

S应用广泛：不但可以按常规进行应用，也适合保护区难以区别的场所；

S滤波器本身对雷电感应的抑制；

S感性退耦器件在瞬态过电压下的分压、延迟作用，以帮助实现能量配合；

S减少过电压、过电流的上升速率，以实现低残压与长寿命以及极快的响应时间。

（5）防雷器的其它参数选择取决于各个被保护物体所在防雷区的级别，其工作电压以安装在此电路中所有部件的额定电压为准。串并式防雷器还需注意其额定电流。

4防雷器的安装

（1）电源线应实现多级防护，多级防护是以各防雷区为层次，对雷电能量的逐级减弱（能量分配），使各级限制电压相互配合，最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内（电压配合）。在下列情况下，多级防护成为必须：

S某一级防雷器失效或防雷器某一路失效；

S安装的防雷器的通流能力小于应转移的雷电流；

S防雷器的残压高于设备的绝缘强度；

S线缆在建筑物内长度较长时。

（2）几乎所有情况下的线缆防护，至少应分成两级以上，同一级防雷器还可能包含多级保护（如串并式防雷器）。为了达到有效的保护，可在各防雷区界面处设置相应的防雷器，防雷器可针对单个电子设备，或一个装有多个电子