雷击的频率,与建筑物相关的雷击频率(年均雷击次数)可分为以下几种:
ND 建筑物遭受直接雷击的雷击频率
NM在邻近雷击形成的磁场作用下,建筑物遭受的雷击频率
NL入户线路上的直接雷击频率
NI毗邻入户线路附近的雷击频率
在IEC 62305-2(EN62305-2)的附录A中详细地阐述了如何计算雷击频率。实际计算时,建议采用所观察地区的年平均雷击密度Ng,可从图3.2.3.1中读出。如果图中所设的网格进一步减小,则某地的雷击密度值可能明显地偏离这些平均值。因为绘制此图所进行的数据采集,只有短暂的七年,并且取值时做了大面积的平均,因而在选取安全因子值时,建议采用图
3.2.3.1中所给出的25%。
这样,建筑物遭受直接雷击时,雷击频率(年平均雷击次数)Na计算公式为:
ND=Ng·Ad·Cd·10-6
式中:
Ad孤立建筑物的截收面积。(图3.2.3.2)
Cd建筑物所在地的位置因子。
因所处地点周围环境(房屋建筑、高地、树木等)不同而应分别予以考虑。(表3.2.3.1)
同样,附近雷击时形成的电磁场作用于周围建筑设施,间接造成雷击频率的计算公式为:
NM=NgAm·10-6
式中:
Am建筑物的邻近截收面积。
表3.2.3.1 位置因子Cd
围绕建筑物四周画一条长度为250米的线,由此得到的封闭的面积减去建造物的截收面接与位置因子的乘积AdCd,即得到这个面积值(图3.2.3.3)。在面积Am内发生的雷击,在建筑设施内部设备的安装环路内,zui终会因磁场感应而产生电涌。雷击入户线路年均雷击频率NL的计算公式为: NL=Ng·AI·Ce·Ct·10-6
A 线路截收面积(图3.2.3.3),取决于线缆的类型
(架空线、电缆线)和线缆的长度。
使用电缆时,线路截收面积与接地电阻的大小有关;当使用架空线时,线路截收面积与导线离地面的高度有关。(表3.2.3.2)如果导线的长度未知,或者查明所需成本过高,可将Lc设为1000米。
Hc导线距离地面的高度,单位:米。
p 地表的电阻率,单位:欧米。
如果导线在地面上,则电阻率的zui大值为500欧米。
Lc线缆的长度,单位:米。从建筑物到第1个配电节点,也即电涌保护器安装的位置.zui大长度为1000米。
H建筑物的高度,单位:米。
Hb建筑物的高度,单位:米。
Ha通过线缆连接的邻近建筑物的高度,单位:米。
若在面积AI的区域内不存在低压或中压线缆,则需要通过在建筑物进口处的变压器将电压降低。在这种情况下,应将修正因子Ct考虑进去。修正因子Ct(环境因素)与建筑物的密度有关。(表3.2.3.3)
雷击入户服务设施的雷击频率NI应针对每条供电缆分别地确定。在AI平面内发生的雷击,通常导致在被观察的建筑物内出现高能量的放电过程,这很可能产生起火、爆炸、机械效应或化学效应。因而,伴随它而带来的不仅仅是因电涌而造成的故障,或电气和电子系统的损坏,更糟糕的是,可能出现的是雷击作用下的机械效应和热效应。
雷击入户设施附近的雷击频率NI可用下式表示:
NI=Ng·Ai·Ct·Ce·10-6
表3.2.3.2 截收面积AI和Ai, 单位:平方米
表3.2.4.2 损害因子PSPD,与防雷器LPL之间的关系
其中,面积A;仍与导线的类型(架空线、埋地电缆)及导线的长度有关。对于埋地电缆,它与接地电阻率有关;对于架空线,它与导线距离地面的距离有关。(表3.2.3.2)
在极端(zui糟糙)的情况下,使用上述规定的数值。
Ai的面积要远比AI的面积大得多。因而,当电涌引起故障或者给电气及电子系统造成损害时,也应将远端雷击对线缆造成的不利因素计算在内。
修正因子Ct和Ce。如同上述。同样,对每条引入建筑物的线缆,应分别给出雷击频率。
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