B及电源避雷器的选型2

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图表略
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续上
3.从行波理论角度考虑B-C能量配合
3.1 B-C能量配合原理计算
 一般来讲，在B-C能量配合结构中，B级避雷器都选用大通流量的开关型或限制电压型避雷

器，C级避雷器都选用相对小通流量的限电压型避雷器或者组合型避雷器1；那么B-C之间的反

应时差就决定了能量配合的效果，如何保证B级优先动作C级紧随其后呢？国内国外的相关标准

规范规2定了B（开关型）-C级避雷器之间的最小距离为10米，，B（限压型）-C级避雷器之间

最小为5米，为什么这么规定呢？这在工程选型中有什么区别呢？通过行波理论计算我们就可以知道：
雷电流的传播速度：v=1.5*108m/s

开关型B级避雷器的动作时间t为：100ns

C级限压型避雷器的动作时间平均t3为：25ns

则雷电流在B-C级避雷器的反应时间差上行走的距离为：

1) S=v*t
=1.5×108m/s×（100-25）×10-9s
=11.25m
计算得出,雷电流在线路中传播11.25m以后,就可以保证B级避雷器先动作,但是B级避雷器中也有限压型的产品,那么有它与C级避雷器的能量配合怎样计算呢?在排除线路中的波阻抗因素后可以近似计算其雷电流的传播长度,同时等效B-C之间的时间为25ns,计算如下:
2)  S=v*t
       =1.5×108m/s×25×10-9s
=3.75m
通过计算得出,在B-C能量配合中,选用什么结构的B级避雷器是有讲究的,并且讲究很大如果选错其后果相差甚远.那么上文中2.1中的几中不同厂家的协调电感在B-C能量配合中扮演什么角色呢?同样我们可以计算出来.按照相关标准一般规定B-C之间的协调电感等效10或15米导线距离,由于配电系统中的导线各有不同,所以参考点也不同,下式估算BVR 35mm2电缆12m5m时的电感量:
已知:L抗=1.6*10-6H/m S=12m,5m

3) L= L抗*S
=1.6*10-6H/m * 12m
=19.2uH

4) L= L抗*S
=1.6*10-6H/m * 5m
=8 uH
 
由此,我们可以回头计算上文中的假象:B及选用A公司的产品,C级选用B公司的产品,协调电感有使用C公司的,所产生的后果便可想而知了;下表直观的对比的不同厂家的不同产品的参数:
B级避雷器对比*表1

3.2 工程配型说明
通过计算得出了规范中10m与5m的来历,那么在工程选型及工程安装还存在其它问题的制约,如线路中的安装距离无法控制,安装电感等参数无法确定等.比着认为,在工程实际操作中,虽然标准规定了能量配合之间的长度关系,但是还应该考虑实际环境问题.如,在使用开关型B级避雷器的时候其B-C级之间的距离最好还是增加20%左右的冗余距离,根据实际计算得出的有效距离为近似为12m,加上20%的冗余距离后长度近似为15m;这样只能在安全的基础上起到更好的作用和效果,同样在B-C能量配合上达到最完美的能量分配.在使用协调电感的时候,则应该仔细计算所选择的B级避雷器的类型,选择与其匹配的协调电感,这样才能够使B-C能量配合结构发挥作用.如果选性错误往往会出现两种情况:第一,B级避雷器没有启动,造成C级避雷器严重过流而损坏,最终导致被保护设备的损坏;第二,B级避雷器启动,C级未动作,导致被保护设备电源系统由于叠加了B级避雷器的高残压而损坏.


 结束语:
本文前后两部份分别从工程应用和理论计算角度摸索性的探讨了B-C能量配合系统中各种产品的性能和参数.分析了B-C能量配合中存在的问题以及工程应用中的误区,直观的反映了工程设计时应该考虑的品牌因素和技术参数因素.由于笔者水平有限,文中难免存在疏漏,望请批评指正.　
 
参考资料:
[1]　 庄严 初探浪涌保护保护原理及工程应用/防雷技术
[2] GB50057-94/2000 P43
  GB50343-2004 P17
[3]   庄严 B级避雷器的工程选型及产品特点(上)/防雷世界