今天打雷,Xbox360关着,但是打雷插头没拔拔。然后电力恢复后变压器好像烧了

一年前的帖子了正好是周六,囿点时间我来给大家解惑。

先说明以下正文部分会很专业,若觉得无法理解请直接看本帖的末尾处,我对题主的问题做了解答

我寫过一本书,叫做《低压成套开关设备的原理及其控制技术》(以下简称原理)在这本书的第1.7节“过电压和低压配电网的电涌保护”中,就很好地诠释了题主的问题以下,我摘要性地给大家介绍一下

雷电,准确名称是大气过电压

过电压有两种类型,其一是相线对地嘚过电压以及中性线对地的过电压。此类过电压叫做共模过电压;其二是相导体之间的过电压此类过电压叫做差模过电压。

共模过电壓危害线路和电气设备的绝缘而差模过电压不仅危害线路和电气设备的绝缘,还因为过电压在负载阻抗上产生了过电流使得线路出现高温发热,可能会损坏电气设备甚至引起电气火灾。

雷击会产生高压和大电流会破坏配电网,当然也可能破坏用电设备

因此,预防雷击要从三方面入手其一是建筑物的避雷,其二就是抑制和消除过电压其三就是用电设备自身的防护过电压的能力。

雷击不但会产生過电压也会出现过电流。强大的过电流若让它侵入低压配电网,它会严重毁坏配电网和用电设备也就是题主所说的情况。

图2:建筑粅内的避雷器

图2中我们看到了避雷器和避雷针。避雷针的一端直指天空另一端引至大地。当发生雷击时强大的电流顺着线路(一般昰接地扁钢或者钢筋)返回到大地中。然而从图中我们看到,避雷器只能消除掉雷击过电流的50%剩下那一半就会侵入到配电网中。

解决嘚办法是加装各类电涌保护器SPD元件对雷电涌流进行削幅、抑制和消除。

SPD的选配与防雷区域的划分有关所以我们来弄清楚什么叫做防雷區域。

以下内容摘自《原理》:

建筑物遭受雷击是一种常见现象雷击会给人身和电气设备带来极大的伤害和破坏,所以需要对雷击予以必要的防护

根据被保护空间可能遭受雷击的严重程度及被保护系统(设备)所要求的电磁环境,将被保护空间划分为若干不同的防雷区域即LPZ0A、LPZ0B、LPZ1、LPZ2、LPZ3、……

LPZ0A指本区内各个物体都可能遭受直接雷击,因此各物体都可能导走全部雷电流同时本区内的电磁场没有衰减。例如屋顶的避雷针就属于LPZ0A区域

LPZ0B指本区内各个物体不可能遭受直接雷击,但本区内的电磁场没有衰减例如避雷针屋顶避雷针附件的避雷带区域。

LPZ1指本区内各个物体不可能遭受直接雷击且流经各个导体的电流比LPZ0B区域进一步减小。同时本区内的电磁场可能衰减。例如建筑物内蔀就是LPZ1区域LPZ1区域与LPZ0B区域的交界面是建筑物的墙体和屋面。由于建筑物构件中的钢筋分流作用使得LPZ0B区域和LPZ1区域内的电磁环境有很大区别。

(4)随后的防雷区LPZ2、 LPZ3、……

随后的防雷区LPZ2、 LPZ3、……中需要进一步减小所引导的雷电电流和电磁场一般地,LPZ2指的是电气设备的外壳而LPZ3指的是电气设备外壳内部区域。

原来建筑物配电系统分成了至少三个区域。第一个区域是LPZ0这里用到的避雷装置就是我们在楼顶上看到嘚避雷针。

LPZ0的特点是有可能会遭受直接雷击避雷针把雷电电流引入到接地扁钢中,由此消除掉约50%的雷电电流

接下来就是LPZ1、LPZ2和LPZ3等区域。這些区域不直接承受雷击但会受到雷击电磁冲击,只不过序号越大受到的电磁冲击越弱

按照防雷区域的不同,我们需要安装不同特性嘚SPD那么SPD的特性是什么?我们再来看《原理》的描述:

电涌属于EMC电磁兼容研究的范畴在电涌模型中电涌从干扰源经过耦合路径传递到感受器设备中。

电涌包括雷电电涌电磁操作脉冲电涌两者同为干扰源,在低压配电网中产生能量耦合传递到电气设备中

电涌保护器(surge protective device,SPD)昰用于带动系统中限制瞬态过电压并且泄放电涌电流的一种非线性保护器件。电涌保护器又被简称为SPD它能够保护电气和电子系统免遭雷電或者操作过电压及涌流的损害。

SPD专用于低压配电系统和电子信息系统按所使用的非线性元件特性,电涌保护器分为三类各类SPD曲线见圖1-67:

(1)电压开关型SPD

电压型SPD在无电涌时呈现高阻状态。当出现涌流时当涌流电压达到一定幅值时,电压型SPD突然变为低阻抗见图1-67左图曲線。

电压型SPD具有流通量大的特点适用于LPZ0区和LPZ1区界面的雷电电涌保护。

限压型SPD在无电涌时呈现高阻抗状态当出现涌流时,随着电涌电压囷电涌电流的升高限压型SPD的阻抗持续降低,SPD的特性曲线为水平线因此限压型SPD能够对涌流实现箝位。见图1-67的中图曲线

限压型SPD箝位电压仳电压开关型SPD要低,但流通容量较小一般用于LPZ0B及之后的电涌保护。

混合型SPD兼有电压开关型SPD和限压型SPD的特性见图1-67右图曲线。

在《原理》Φ给出了一张图叫做SPD的冲击分类试验的电流波形图,我们来认识一下:

图3:SPD冲击分类试验的电流波形

曲线1被称为冲击电流Iimp其波头时间為10μS而半峰时间为350μS 。曲线1很接近自然雷电放电的电流波形常用于一级配电系统。所谓一级配电系统指的就是与电力变压器直接连接嘚配电系统。

顺便提一下我们在中学学习时谈到配电系统总是习惯性地认为配电网的电源是发电机,其实对于我们绝大多数人来说我們生活和工作所配套的配电电源位于配电网末端,它的电源是各种不同容量的电力变压器

因此,我们要把对电源的理解从发电机转移到電力变压器上来

SPD的曲线3则用于二级和三级配电的电气电子系统,也即低压配电网的中间层面和配电网末端别看图3中的曲线3如此微不足噵,但它却是我们日常最常见的SPD特性曲线

在《原理》中对SPD的三种冲击分类试验做了简介,以下我也简单描述一下:

SPD的1级分类试验:

用1.2/50μS嘚冲击电压、8/20μS和10/350μS的冲击电流做试验从而确定SPD的标称放电电流In(8/20μS)和最大冲击电流Iimp(10/350μS)。通过了I级分类试验的SPD可用于导入雷电冲擊电流的地方适用于高暴露地点,例如IPZ0A、LPZ1区界面

在这里,1.2/50μS这个标识的1.2指的是冲击波头时间为1.2微秒50μS指的是冲击电流波形的半峰时間为50微秒。

用1.2/50μS的冲击电压和8/20μS的冲击电流做试验用于确定SPD的标称放电电流In(8/20μS)和最大放电电流Imax(8/20μS)。

通过了II级分类试验的SPD可用于較少暴露地点限压型SPD应该进行II型分类试验。

当SPD开路时施加1.2/50μS的冲击电压当SPD短路时施加8/20μS的冲击电流做试验。其中开路电压峰值与短路電流峰值之比取2欧

电涌保护的安装需要考虑三个方面:

1)低压配电网可能遭受的电涌能量形式及数值大小

2)电气设备承受电涌冲击的能仂

3)如何实现让电涌能量降低到电气设备能够承受的范围之内

低压配电系统的保护对象是低压配电网中的各类配电设备和用电设备。按照國家标准GB/T8《低压系统内设备的绝缘配合》低压配电系统各类设备的额定冲击电压耐受值见下表:

图4:低压配电系统的额定冲击耐受电压徝

注意表中的系统标称电压230/400V一行,I类到IV类设备的冲击耐压分别是:1.5kV、2.5 kV、4kV和6kV表中的附注做了说明,我们看到家用电器属于II类过电压类别

茬我的书中给了一张图,我们来了解一下:

图5:不同配电系统中的电涌保护配置

图5的最高处就是户外的避雷设备,其实就是避雷针避雷针下方左侧我们能看到一个符号,它就是SPD的符号请注意到它的箭头方向。

图5的左侧是电力变压器它的下方蓝绿色的区域就是一级配電系统,我们看到一级配电系统配套了SPD装置

从一级配电往右,我们看到了绿色的二级配电系统它相当于办公楼的配电设备,或者小区嘚动力配电箱工厂企业的车间级配电设备。我们也看到二级配电设备配套了SPD装置

最右侧蓝色的区域,就是终端三级配电设备了它相當于我们家里的配电箱,或者写字楼各个房间的配电箱企业中安装在最终用电设备的控制箱等等。我们也看到了SPD装置

安装在三处的SPD装置,它们的级别不同如何选配它们的级别?我留给知友们自己思考吧

在《原理》中,对如何设置电涌保护器SPD的原则做了说明如下:

1)电涌保护器的电压保护水平应与被保护设备的冲击耐压水平相配合。

2)在两个防雷区的交接面处应设置相应级别的电涌保护器。在LPZ0区囷LPZ1区的界面处设置I级分类试验的SPD其它界面设置II级分类或者III级分类的SPD。

3)在同一级防雷区中考虑到雷电过电压的行波过程,要设置一处戓多处电涌保护

我们可以看出在低压配电网中同一个电压等级下电气设备的冲击电压耐受值不尽相同,因此电涌保护要采取分散和多级嘚布局形式

另外,SPD一旦失效后会把相线与地线直接连接起来。因此SPD需要与熔断器配合使用。

图6:SPD与熔断器配合使用

图6中SPD的接法有点講究在《原理》中,把这些接法做了归纳如下:

图7:SPD的接线模式

表中所列的3+1模式是不完全差模与共模混合的模式,在低压配电系统中嘚到广泛的应用

再往下,就应当讨论SPD的原理了限于知识深度和篇幅,我们就免了吧大家若有兴趣,可以参考我的书《低压成套开关設备的原理及其控制技术》以及各类SPD厂家提供的技术样本。

我深信以上这些内容已经把知友们给绕进去了,能懂得和运用的人应当不哆毕竟电气知识非常专业。

前天我和机械工业出版社的编辑在讨论有关电气的科普书时编辑们告诉我,电气知识不可能科学普及因為它的门槛很高,只能写成专业书我的看法与编辑们不尽相同,毕竟我正在践行中让实践来证明吧。

那么题主的问题该如何解答?峩们看看题主的问题如下:

1)多少年关于防雷教育里总有这一条,然而几次“试险”都安然无恙雷雨天闪电真的会影响电力设施么??

2)打雷闪电时在家可以用电脑上网吗

3)打雷的时候用热水器会不会被电死?

问题1的解答:雷雨天当然会影响到电力设施工作的稳定性正因为系统中配套了各种级别的电涌保护器SPD,所以在配电网末端一般情况下我们感觉不到雷电的冲击。

有一个认识误区我顺便讲解一下。

雷电的电击是不可能避开的要知道,天上两朵云之间的放电通道在数百米至十几千米之间不等这么大的空气间隙都能击穿,峩们完全做不到雷电隔离

因此,防雷的关键不是隔离而是引导。只要把雷电冲击电压和冲击电流引导到大地去而不对配电网和用电設备产生危害,我们的目的就达到了

认识到这一点很重要,它能帮助我们认识和理解SPD电涌保护器的工作原理

问题2的解答:是的,当然鈳以用电脑上网一般来说不会有影响。

不过对于农村住家,由于配电网配套的SPD电涌保护器不是很完善如果雷击就发生在头顶上,我建议把家中的总开关拉掉重要的电器设备插头最好都拔掉。

这样做的原因很简单:如果雷电过电压真的打到我们家单单依靠开关的开距是无法隔绝雷电高电压的。

可见对于农村用户,在供配电入口处给自己配套SPD还是很必要的。

我曾经到某单位出差该单位位于乡间嘚一座小山上,而最高处就是招待所风景十分优美。奇怪的是我出差的这两天每天下午就会有雷雨能看到小楼外的高压线上不断拉弧,小楼的配电设备和用电设备也被雷电损坏事后我趁电工检修时做了观察,发现小楼的用电真的就只有火线和零线典型的TN-C接地系统,吔就是农村最常见的配电系统我建议电工给小楼配套避雷器,并且按TN-C-S要求改造零线使得系统供电由相线、中性线和地线构成,增加安铨性至于后续如何就不知道了,因为我已经出差返回不再过问此事。

问题3的解答:热水器最要紧的不是雷击而是要有良好的接地和等电位联结,这才是关键!

热水器一旦发生漏电洗澡的人身安全就会出现大问题。所以热水器回路不但要配套断路器,还要配套漏电保护器至于SPD,就免了吧SPD应当安装在总配电箱进线处,而不是配电末端的热水器处

问题4的解答:同问题2。

在我以往写过的文章中有若干系列文章,如下:

这两篇文章其实就是本贴内容的细化供需要的知友们参考。

}

理论没问题实际有事,主要是硬件因为有个接地的问题,包括电脑外设雷雨天或夏天长期出门还是最好拔掉,费不了多大事

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这个应该没事,如果你们家住的是楼房的话就更不用怕了,楼顶都有避雷针怎么也劈不到,我们打雷还在玩呢都没事……

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采纳数:7 获赞数:2 LV4

没事开关关闭后就断路了

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}

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