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地凯防雷:通信电缆的防雷问题

正如明线那样,电缆线路也有它一定的引雷范围。在这范围内的落地雷,均会击穿土壤对电缆放电。引雷范围的宽窄,随土壤电阻率和雷电流的大小而异。地电阻率愈高,雷电流愈大.引雷范围也愈宽。
所以,如给出落地雷的电流,便可估算出引雷的范围来。在均匀的土壤中,它是一以雷击点为圆心,以R为半径的半球体。凡处于这一半球体内的电缆,都可能遭受破坏.例如,一个100 kA的雷击.如P= 100Ω.m,则R为5.6 m,若p=1000Ω.m的话,则可增至12.6 m,土壤电阻率愈不均匀,在某些方向上的引雷范围愈要增大。根据上述的计算结果,间接地也证明了想靠增加电缆的埋深,以达到避雷的目的较为困难。
被雷击的电缆也可以成为反击源反击其他电缆或电缆附近的其他物体.
雷击大地时,落雷点的电位最高,若土壤电阻率均匀。其电位分布则围绕着落需点形成一个导电的半球体。
知道了雷电流值,电缆所在土壤的电阻率和外护套的耐压,便可计算出危险距离来。例如.当雷电流为100 kA时,土壤电阻率为1000Ω.m,以及外护套耐电压100 kV时,可求得距离雷击点80 m范围内的这种电缆,均有发生护套绝缘击穿的可能。同理测出了雷击距离也可以反过来求出雷电流强度。
3.感应过电压
除了直接向电缆流入雷电流以外,通过电磁感应,也能在电缆上诱发感应电压和电流。图3示出由于云间放电而在电缆中产生了感应过电压。放电通道如果与电缆线路相平行,由于电磁感应,将使电缆的导体产生一定的纵向电动势,并随之流过一定的电流。应该指出,在现场观测中,电缆上的过电压冲击,绝大多数是感应产生的.但因其能量一般较小.电压低.电流弱。通常很少对电缆本身身造成危害。只能对与电缆相连接的端机或增音机构成危害。
感应过电压分为静电感应和电磁感应两部分,对于传输线来讲,其过电压以静电感应为主。
4.电缆的屏蔽作用
电缆的屏蔽效果,一般可用其转移阻抗予以表征。转移阻抗的定义为,电缆芯—外皮(屏蔽层)在一端短接,外皮流有电流1(w).引起电缆另一端的感应电压为Uo(m)时,则Z(m)= Uo(m)/ I(m) " 1即为转移阻抗.I为电缆长,。为角0率.电缆长度小于注人外皮电流的波长1/4时.有屏蔽的电缆可由集中参数电路(图6.4)来表示。
电缆外皮对芯线如能做到完全屏蔽,则转移阻抗只决定于外皮的阻抗。如电缆外皮采用编织的金属网时.随着频率的提高,会发现转移阻抗有所升高。这一方面是由于集肤效应导致外皮电阻增加,另一方面也因穿过外皮而单独链往芯的漏磁通增加的缘故。外皮是连续的金属管时.频率增高,转移限抗有所下降,从而表现出更好的屏蔽效果。
根据实测结果.电缆的转移阻抗是:在0.05-2 MHz时单层屏蔽电缆转移阻抗为2-20mΩ/m。双层屏蔽电缆为0.01-1 mΩl/m.无屏蔽的双绞线为1045mΩ/ m。多芯电缆因直径大,屏蔽电阻小,转移阻抗也较低。实验还证明了电缆末端开路与接入24Ω负载阻抗(实际使用电缆末端总是有负载的)对比表明,两者的转移阻抗差别很小。
据某大楼实测,楼顶加621 A冲击电流,楼内长80 m的SY V-75型同轴电缆外皮不接地时.干扰电压达114 V(换算成50 kA冲击电流时应有918 V);外皮两端接地后干扰电压小于1 V(换算成50 kA时小于8.1 V),两者相差百倍以上。经研究和经验证实,将导线穿人铁管并埋人地中,对防护电磁干扰非常有效,并且管直径越大,其转移阻抗越小,屏蔽效果越好。

广西地凯防雷公司成立至今,已经走过了将近三十个春秋,积累了大量的防雷技术和行业经验,欢迎来电咨询,共同推进防雷行业的创新发展。

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