Ｖａｌｕｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ・１０５・ 电源ＳＰＤ检测中连接线问题的解决方法 ＳｏｌｕｔｉＯＩＩＳ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃａｂｌｅ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ＳＰＤ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ 林世祺ＬＩＮ Ｓｈｉ—ｑｉ；罗志勇ＬＵＯ Ｚｈｉ－ｙｏｎｇ；卢志鹏ＬＵ Ｚｈｉ－ｐｅｎｇ；谢宝永ＸＩＥ Ｂａｏ－ｙｏｎｇ （中山市气象局，中山５２８４０１） （Ｚｈｏｎｇｓｈａｎｇ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ ５２８４０１，Ｃｈｉｎａ） 摘要：在日常ＳＰＤ检测过程中，经常会遇到ＳＰＤ两端连接线问题而达不到国家规范要求的情况。本文针对现场检测ＳＰＤ遇到的 问题，分析ＳＰＤ接线方式对防雷效果的影响，提出解决方法。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｄａｉｌｙ ｓｕｒｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ（ＳＰＤ）ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｅ ｏｆｔｅｎ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｎ ｂｏｔｈ ｅｎｄｓ ｏｆ ＳＰＤ，ＳＯ ａｓ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃａｎ’ｔ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎ—ｓｉｔｕ ｔｅｓｔ ＳＰＤ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＳＰＤ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｆｏｒ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｏ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ． 关键词：ＳＰＤ检测；接线方式；解决方法 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＳＰＤ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ；ｓｏｌｕｔｉｏｎ 中图分类号：ＴＭ８６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４３１１（２０１５）１９—０１０５—０３ ０引言 现阶段，我国十分重视对电气、电子设备的防护，电涌 保护器（简称ＳＰＤ）的使用越来越普遍。近几年防雷检测中 发现，某些工程人员对ＳＰＤ的理解存在偏差，ＳＰＤ两端引 线长度、线径等方面的相关问题也接踵而至。以往发生的 接地方式的正确把握就显得特别重要。 两端的引线长度不得超过０．５ ｍ。电源ＳＰＤ的Ｕ必须低于 被保护设备的耐冲击过电压额定值ｕｗ，通常需要另设 ２Ｏ％的安全裕量，以确保电压保护水平Ｕ始终小于 ０．８Ｕｗ。Ａ。 为ＳＰＤ两端引线上产生的电压，通常情况下 Ａｌ『＝１ ｋＶ／ｍ（８／２０ｔＩｘｓ、２０ ｋＡ时）。”换而言之，ＳＰＤ的有效 感应电压之和，但是必须小于所在系统和设备的绝缘耐 冲击电压，同时应低于被保护设备耐压水平的８０％。实际 安装ＳＰＤ时往往存在许多限制条件，难免出现ＳＰＤ两端 引线过长、线径偏小等问题，使得安装后的设备达不到技 术指标。 １ ＳＰＤ两端引线过长的危害分析 基于电路理论，任何导体都同时具有电阻、电感和电 冲击地压。 大多数雷击事故都之存在一定的联系。所以ＳＰＤ安装的 电压保护水平Ｕ等于电压保护水平Ｕ。与其两端引线的 关于ＳＰＤ两端引线长度，文献［７１申明确规定：“ＳＰＤ 作者简介：林世祺（１９８１一），男，广东清远人，工程师，从事电子和 电气设备防雷检测和管理工作；罗志勇（１９８３一），男， 广东梅州人，工程师，从事电子和电气设备防雷检测 工作；卢志鹏（１９８５一），男，广东中山人，助工，从事电 子和电气设备防雷检测工作。 钻孔施工完毕后，用江沙、水泥对其封孔，封孔长度不 将瓦斯含量控制在临界值左右，可以同时预防瓦斯突出和 小于２００ ｍｍｏ ②加强瓦斯抽放工作力度，合理利用瓦斯资源，采取 工作面前方产生应力集中，使该工作面冲击矿压事故发生 有效的矿压检测手段，预测评断冲击地压的危险性。 次数明显降低，治理效果较为良好。 ③在煤层中钻孔注水，要保证合理的水压、注入时间， ５结论 要考虑到煤体中的瓦斯与水的相互作用，软化煤体，改善 通过对冲击地压与瓦斯关系作用的分析研究，本文提 煤体应力状态。 出以下防治方案。 ④利用控制爆破技术对工作面坚硬顶板进行切顶，改 经过对中一下九层左六片工作面进行钻孔卸载，避免 ５．１降低煤体承受应力可以有效避免冲击地压和瓦 善顶板应力状态。 斯突出的发生 参考文献： ． ． ①选择适当的开采方法避免煤层应力集中。 ②选择适当的方法降低煤体承受应力。 ③开采解放层可以缓解区域应力集中。 ④在煤层中钻孔注水、预裂爆破等方式进行卸压。 ⑤通过轻度爆破诱发微度冲击地压发生进行卸压。 ５．２冲击地压和瓦斯突出预防不同之处 【１１＝ｆ＝淑坤，齐庆新，曾永志．我国煤岩冲击倾向研究的进展［Ｊ］． 煤矿开采，１９９８（３）：３０—３２． 【２】张新江．煤矿冲击地压产生原因及防治措施［Ｊ］．煤炭技术， ２００９（２）６３—６５． ［３】吕文玉，孟宪锐．冲击矿压及岩石巷道卸压爆破影响参数 研究［Ｊ］＿中国矿业，２００９（０２）：７２—７３． ①瓦斯抽放对冲击地压的预防作用甚微； 机理研究［Ｊ】．岩石力学与工程学报，２０００（１）：６—１０． ②转移并改善应力集中对冲击地压预防比较有效。 ［５】谢雄刚，冯涛，王永，黄寿元．煤与瓦斯突出过程中能量动 另外，对于冲击地压倾向性较强的高瓦斯煤层，应注 态平衡【Ｊ］．煤炭学报，２０１０（０７）：１ １２０—１ １２５． 意以下几点进行预防： ［６］煤和瓦斯突出过程中地应力作用机理［Ｊ］．东北大学学报， ２００９（０９）：１３２６—１３３０． ［４】李廷芥，王耀辉，张梅英，等．岩石裂纹的分形特性及岩爆 ①测定煤层瓦斯含量的临界值，在进行瓦斯抽放时， ・ｌ０６・ 价值工程 容。同样截面的导体，其长度越长电感就越大。每米长的直 现，实际配电柜中所装ＳＰＤ两端引线长度由于受到空间、 导线（直径在０．５ｍｍ～２ｍｍ范围）电感通常是～到几个微 电气布局等要求限制，一般都不能满足要求。结果导致引 亨（ Ｈ）。而在交变电路中，导体的电压降和电流变化速率 线过长，线上感应电压偏大，导致最后设备两端所承受的 及导体电感有关。电感越大，电压降就随着电感呈指数型 过电压超过被保护设备的，从而造成设备损坏。 增大。雷电流属于高频电流，完全适用于上述理论。大幅度 Ｌ 波动的雷电暂态电流可以在接地线微小的电感上产生较 强的电压降，足以危机人的生命。在雷电流作用时，保护支 路两端的实际箝位电压Ｕ Ｐｆｆ）通常分为Ｕ 与（ｕ ＋Ｕ ）两 部分，即： ＵＰ（ｆ）＝ＵＰ＋（ＵＬ１＋Ｕｌ２） （１） 设箝位电压Ｕｐ＝１．５ｋＶ，两端导线Ｌｌ＝ｌｍ，Ｌ２＝２ｍ，基于 ＧＢ／Ｔ ２１４３１—２００８《建筑物防雷装置检测技术规范》，ＳＰＤ 两端引线上产生的电压ＡＵ＝ｌｋＶ／ｍ（８／２０１ｘｓ ２０ｋＡ时），上 式可以简化为： Ｕ＝Ｉ．５＋１＋２＝４．５（ｋＶ） 也就是说，在这一假设条件下的雷电流过程中，ＳＰＤ 实际提供的电压保护水平是４．５ｋＶ，其中ＳＰＤ接地线造成 的电压降就为３ｋＶ，是ＳＰＤ本身箝位电压的２倍，足以损 坏电子设备。 为了保证ＳＰＤ能在暂态过电压的作用下及时而可靠 地限压，在ＳＰＤ的安装说明书和防雷规范中，对于接地线 的线径和长度都有明确的要求。如：ＧＢ５０３４３—２０１２（建筑 物电子信息系统防雷技术规范》规定：浪涌保护器连接导 线不得超过半米，且必须平直；ＧＢ５００５７—２０１０（建筑物防 雷设计规范》规定：电涌保护器的最大箝压加上其两端引 线上的感应电压，必须与所在系统的基本绝缘水平及设备 额定最大电涌电压协调一致。 假设雷电流幅值为４０ｋＡ，连接线电阻为０．０１ｆＶｍ，电 感为１．５ｔｚＨ／ｍ，电流徒度是４０ｋＡ／￣ｓ（最高值为５０ｋＡ／￣ｓ）， 则可通过公式（２）计算每米导线上产生的雷击过电压： Ｕ＝ＩＲ＋Ｌｏ（ｄｉ／ｄｔ）Ｌ （２） ＝４０ｋＡ￣０．０１￣＋１．５１ｘＨ／ｍｘ４０ｋＡ／ｌ￣Ｓ￣１．０ｍ ：６．４ｋＶ 大多数电子产品的耐压水平为１．５ｋＶ，如果ＳＰＤ连接 线的长度超过限定值，造成有效电压保护水平ｕ大于 ＳＰＤ耐压上限值，就可能对原本稳定运行的设备造成干 扰。在电气线路中，ＳＰＤ保护设备通常与被保护设备并联。 被保护设备两端所承受的过电压ｕ是Ｕ 与（ｕ 。＋Ｕ ：）之 和。所以，当雷击浪涌窜入电气线路时，被保护设备两端所 承受的过电压ｕ必须满足下列条件： Ｕ＝Ｕ Ｕ【Ｊ＜Ｕｗ （３） 在式（３）中，ｕ为ＳＰＤ两端引线Ｌ１与Ｌ２的感应电 压，ｕ 为ＳＰＤ本身的保护电压。设：ｕ取２．０ ｋＶ，Ｌ１与Ｌ２ 分别取２．５－ｍ，则按照ＧＢ／Ｔ ２１４３１—２００８（建筑物防雷装置 检测技术规范》的相关要求，ＳＰＤ两端引线上产生的电压 ｕ取１ ｋＶ／ｍ（８／２０ ｓ、２０ ｋＡ时）。将这些数据代入式（２）， 得到被保护设备两端所承受的过电压ｕ的取值，即４．５ ｋＶ。一般电气设备的耐冲击过电压水平Ｕ 为２．５ ｋＶ或 ４．０ｋＶ，式（２）计算结果显然超出了范围。按照规范条文中 的要求，想要保证被保护设备两端所承受的过电压Ｕ不 超过其耐冲击过电压额定值，则最有效的措施就是保证 ＳＰＤ两端引线的长度足够短。通过近几年防雷检测实践发 Ｎ １ １．２ １．５ ２．５ ４ ６ １Ｏ １６ ２５ ５Ｏ 图３不同截面积导线上的压降 由图２、３可知： ①感抗压降占总压降大部分，起主要作用。
