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防雷線路是環路電壓法分析的禁區

2019-05-28 08:59:33  
開關型防雷器和限壓型防雷器的能量配合及 兩限壓型之間的配合,有的學者會提出電路學原理中的環路電壓法:

具體如下:標準所要求5m的安裝距離是為了限流和分壓。限流即是減小通過C級防雷器的的電流;分壓即是將B級防雷器的殘壓分為電感上的壓降與C級的殘壓之和,從而達到輸出較低殘壓值的目的。這也就是用退耦器代替5m線纜的原因

分析方法如圖:

根據電路基本理論列寫:
Iin=I1+I2;
Uin=UL+Uo;
RCI1=L(di2/dt)+RDI2;
di/dt:陡度取0.1kA/μs;RC,RD為兩級壓敏的動態電阻
反駁電路基本法分析防雷電路
舉一個最直接的例子:如圖,按電路基本分析法:

如圖,安電路基本分析法會得出Uin= Uo;RCI1=RDI2的公式,進而得出I1/I2=r/RB這樣一個在防雷領域極其荒謬的結論。當r遠小于RB時,以至于I1遠小于I2,也就是說在r上泄放了幾乎全部的雷電流。這個可笑的分析結果就是基于電路分析原理得出的,難道前面加了壓敏電阻也無法保護設備?只加了幾米的線就讓保護器失去所有功能?那么在實際中不可能保護器緊貼被保護設備的情況下,安裝防雷器變得沒有任何意義?

正確的行波理論分析法:
根據資料顯示限壓型防雷器(壓敏電阻)響應時間在25ns左右,則為了保證C級防雷器優先動作,C、D每級達到導通電壓之間的時間差應該至少為25ns,即需要有一段導線來實現著25ns的隔離。
S=Vt=1.5*108*2.5*10-9=3.75m
V:雷電波在電纜中傳播速度;t:時間

只有兩極之間的導線長于3.75m,才可能使C級延遲25ns的響應之后,雷電波不至于到達下一級,從而保證了前級先動作泄放大電流,后級對于前級的高殘壓,做再次限制的作用,以達到輸出低殘壓的效果。

由于高頻電波在導線里的速度主要受電感的影響,所以在工程實際中,經過測量,每米的導線電感量為1.5uH,綜合考慮許多因素,如響應時間25ns的不確定性等,結合和中國人的中庸思想,標準中才說明可以用8uH的退耦電感來替代導線。

這就是完整的分析方法。

本文轉載自: 孫涌的優測實驗室
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