避雷针的电磁感应作用及其控制原理
马宏达?中国科学院电工研究所摘要：本文论述了避雷针的电磁感应作用及其控制的原理。说明必须重视防雷结构的优化设计，其中不仅有建筑物本身的结构，还包括与之相连的电气线路的结构。
关键词：建筑物防雷雷电电磁脉冲防护（LEMP）工程方法论
笔者在《再析避雷针的保护范围》[1]一文中讨论了避雷针的感应静电场控制原理，本文重点讲述（建筑物防雷使用的）避雷针的感应电磁场控制原理。这里说的避雷针是广义的，它包括了各种接闪器的防雷结构，即避雷针、避雷带、避雷网和法拉第笼等形式。
1．独立避雷针和单独引下线的电磁感应效应
我国早期建筑物防雷曾较多地使用独立避雷针，其中多数是危险品仓库。那时，为了预防避雷针的反击电压危险，曾经规定独立避雷针要离开房屋三米以上距离。民用建筑物防雷的避雷针多数直接安装在屋顶上，使用单一引下线和接地体。后来，人们发现这种独立避雷针和单根引下线的防雷结构很不理想，它的电磁感应效应最强，往往造成其周边电气线路和电气设备的感应过电压事故。我们先计算单根引下线流过雷电流时S a处某一电气设备框架内产生的电磁感应电压，见图1。
图1 雷电流流经单根引下线对距离为S a处电气设备的电磁感应效应
当仪器框架尺寸远小于它与引下线间的距离S a时，其所在处磁场强度的最大变化率
（1）
式中，（di/dt）max—流经引下线雷电流的最大变化率，A/s；
S a—仪器到引下线的平均距离，m。
在仪器框架平面中产生的最大感应电势
（V）（2）式中，μ0—真空磁导率，4Π×10-7H/m；
A—仪器框架的面积，m2；
H max—仪器处的磁场强度的最大变化率，A/m?s；
S a—引下线到仪器间的水平距离，m；
（di/dt）max—引下线中雷电流的最大变化率，A/s。
解广润老师曾在1980年就著文[2]指出独立避雷针电磁感应效应的危害性。在此摘要引用他举出的两个雷电事故事例：（1）苏州娄门变电所多年来运行良好。1974年在变电所内建成了一个70米高的微波铁塔，接地电阻0.8欧姆左右，距离周围设备和线路都在5米左右。它本身相当于在该变电所内树立了一根独立避雷针。1975年8月该塔第一次遭受雷击，附近10kV架空线导线烧断、瓷瓶爆裂。这并
不是偶然的一次。在修理好线路的第二天该塔又落雷、不仅线路烧坏，连母线上的少油断路器也全都坏了。（2）上海杨树浦电厂35kV变电所解放前是没有安装避雷针的。上世纪50年代贯彻新电力规程加装了一根独立避雷针，针高21.9米,接地电阻5.1欧姆，一次雷击避雷针，距离避雷针11米远处变压器的35kV套管发生闪络。以上事故可以这样来解释：原来未装避雷针的变电所受雷击的机会很少，平均要50～200年左右才会受到一次雷击；装设高架避雷针后雷击的次数明显地增加了。独立避雷针通过全部的雷电流，它周围的电磁感应效应特别强烈。这些因素共同作用造成了雷电事故的增多。
1993年北京市气象局大楼的消雷器遭受雷击，消雷器被击毁。消雷器的单根引下线敷设在大楼外侧的转角处。在靠近该转角处的两间房屋之间有一段电话线从两间屋子的窗外穿过，此段电话线被感应电流烧断，大楼内部一些电信设备和电子计算机受到雷电感应而损坏，直接损失达数十万元。如果该楼的防雷引下线改用大楼的钢筋网，则大楼内部的感应电磁场强度将要小很多，那次雷击事故的损失就不会那样大（后文还要深入讨论和证明）。许多防雷工程的样本都画有这种屋顶避雷针和单根引下线的建筑物防雷原理说明，其实，这是一种非常糟糕的防雷结构，按优化结构分析它是不应该采用的。
IEC 1312-1 雷电电磁脉冲的防护第一部分、一般原则（通则）第3.4.1.1条推荐的“进入建筑物的各种设施之间的雷电流分配”模型图如下。
图2 IEC 推荐的“进入”建筑物的各种设施之间的雷电流分配
(GB50057《规范》[1]图6.3.4-1及IEC 1312-1 Figure 13)笔者已经多次批判过这个物理模型[3、4]，一般情况下没有人主张从室内安装引下线的，此图的主要错误是没有考虑电源进线的屏蔽措施。我们曾经遇到过的、具有挑战性的防雷工程是锅炉房和大屋顶彩灯的防雷。锅炉房的烟囱是金属的，它可能直接遭受雷击，它与其附近的鼓风机机壳是相连的，里边就是电动机；锅炉房中的工人经常是光着脚干活的，他们对跨步电压危险最敏感、最需要防护。屋顶彩灯的供电线路与避雷针和避雷带是靠在一起的，打雷时可能直接把雷电引导到配电室去。在上世纪五十年代，我国防雷工作者就采用把电源进线用埋地屏蔽铁管穿线引入室内的办法和均压接地网的办法解决了上述难题，并从经验上总结了埋地铁管段的长度要在10米以上。总结50余年的运行经验，电力部门给出的结论是：铁管埋地长度小于6米时，则有防雷失效的事故。那时，我国还没有大容量的SPD，配电室中的过电压保护器就是采用20kA、8/20μs的通用避雷器，埋地屏蔽铁管段的长度大于10米，就能得到可靠地保护。有人对《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）把屏蔽列入外部防雷的措施表示不解，这是他们被IEC防雷规范所束缚、思想不解放的缘故。毛主席在《人的正确思想是从哪里来的？》一文中明确指出：人的正确思想，只能从社会实践中来，只能从社会的生产斗争、阶级斗争和科学实验这三项实践中来。奉劝那些死扣定义、死扣书本的同志们警醒起来吧。
2．避雷带和避雷网的引下线分布与其感应电磁场的关系
“古建筑防雷系统的雷电电磁暂态分析”一文[5] ，介绍了故宫中典型的三种外部防雷结构及其雷电暂态计算结果：其中第1种只有一根入地引下线，防雷措施最为简单；第2种有2根入地引下线，它们分别从两侧山墙引下，屋脊和斜脊上敷设有避雷带；第3种房体分为前后两部分，屋脊、斜脊和屋檐上的避雷带连接成避雷网，共有8根入地引下线，分别见图3、图4和图5。
图3 单根引下线防雷系统结构简图
图4 双引下线防雷系统结构简图
对比三种建筑物引下线的电流分布情况，其中：第3种防雷系统中的电流分布最为均匀，第2种次之，第1种最差。它说明雷电流的分布与防雷系统的结构紧密相关。第3种防雷系统中一根引下线的最大电流约占全部雷电流的27%，这是由于其多根引下线的结构，另外建筑物的高檐和低檐上的环状避雷带起到了均压和分流的作用。因此，在建筑物防雷系统中，应尽量采用多根引下线，对称分布敷设，并利用屋檐避雷带围成具有均压和分流性能的防雷结构。建筑物中各种高度平面上的磁场分布，明显地以第3种类型的分布最为均匀，且磁感应强度的最大值也最小，第2种次之，第1种磁场分布最不均匀，其磁感应强度值也最大。在建筑物内安装电子设备时，应该尽量远离磁感应强度最大的地方，并尽量远离防雷引下线和其分流导体。
文[6]计算分析了雷电流沿钢筋引下分流的情况，模型假设雷击点在矩形多层大楼的一角，对长宽高均等的对称性结构进行电流分布计算，得到的分流系数为0.46，这与国标GB50057-94《建筑物防雷设计规范》推荐的0.44接近，但对于长宽高不相等的非对称结构，计算表明其分流系数将有较大的变化，必须具体地量化分析。如果建筑物为多层结构，越接近底层，垂直导体中的电流分布越均匀。对于离顶层的间隔达到四层以上时，可以认为各垂直导体中的电流分布大致相等。
3．通讯大楼结构散流过程及其屏蔽措施
文[7]介绍了一座通讯大楼雷击电流分布的模拟计算，见图6。
图6 一座通讯大楼的雷击计算模型
该通讯大楼顶上设有微波塔，当闪电击中铁塔的避雷针时雷电流经铁塔的塔脚侵入通讯大楼的钢筋结构，建筑物断面A--A，的电流分布计算结果如图7所示。
图7 一座通讯大楼接闪的雷电流分布
图中数字为流经钢筋的雷电流百分比，箭头为电流的方向。图7所示95%的雷电流均流经大楼的立柱和墙壁钢筋。流经避雷针引下线的雷电流不足1%，入侵大楼结构的雷电流大部分分布在外墙，大楼内部的雷电流几乎都是沿柱子纵向流下。除顶部和上部几层外横向的电流很少。当雷击电流为50kA时，大楼中的磁场强度分布见图8。
图8 雷击通讯大楼时其室内磁场强度的分布（假设雷击电流为50kA）图8表明，在四角立柱附近的磁场强度最高，柱子之间的磁场强度较弱，室内中央部位的磁场强度最弱，但也会达到0.1A/m(峰值电场强度约38V/m)。钢筋结构构成的笼式避雷网在遭受雷击时，其内部的磁场比较普通多根引下线房屋内部的磁场大为降低，单根引下线房屋内部的磁场最大。所以，如果不利用钢筋结构泄漏雷电流，另拉引下线或用同轴电缆做引下线都是错误的，其结果都是增大泻流的阻力，增加室内的磁场强度。
1976年长沙通讯大楼的雷击模拟试验和1992年在广西苹果变电站主控楼的模拟雷击试验，使人们对通讯大楼的雷电流分布及其波形变化有了进一步的认识。试验表明：通讯大楼遭受雷击时，天线波导管引入的雷电流还有相当的数值，约为塔顶雷电流的10%左右。因此，通讯大楼楼顶的各种通讯电缆、同轴电缆及波导管在进入大楼前的接地措施格外重要，有的要采用相应的避雷器件进行保护，在大楼中部位置雷电电磁场强度最弱，而其外部位置的钢筋柱子附近的雷电电磁场强度最大，在引流柱子上测得的电压波头上有附加的高频振荡成分，它是钢筋结构形成的空腔电磁振荡。这些浪涌电流产生的电磁场将对电讯信号产生干扰，甚至造成电子元件的损坏。所以，我们对通讯大楼要进行内部防雷，即采取DBSGP（分流、均压、屏蔽、接地和过电压保护）的措施。
我们认为通讯大楼内部重要的电讯设施和电气设备（有如人的大脑和心脏）必须加强保护，它们的电气线路都应该采用铁管布线或用金属线槽布线，此项措施对预防雷电反击和各种电磁脉冲（包括雷电电磁脉冲、核电磁脉冲、静电放电和内部过电压）都具有良好的屏蔽能力。电气线路的干线应该集中敷设在建筑物的中心部位，即雷电干扰电磁场最弱的部位，如建筑物的电梯竖井里。穿线铁管和线槽都应该与各楼层的等电位连接排相连，和接地母线相连，以达到良好的屏蔽效果。
4．要重视和采纳我国的防雷理论和经验
笔者介绍了一些我国科学家对建筑物防雷研究方面的贡献，要宣传和介绍我国建筑物防雷技术的研究成果，这件工作还要大家共同来做。现代建筑物防雷设计应该用系统论哲学思想指导，对该建筑物及其周边环境整体的防雷安全负责，优化其防雷结构，以达到防雷可靠性和经济合理的要求。这个问题不是本文一次能够讲明白的，诸如：如何建立正确的防雷物理模型，如何利用自然接地体，如何利用电气线路绝缘器件的闪络特性，如何屏蔽架空线路和屏蔽埋地线路，如何掌握工作接地和防雷接地的要求及其合理的测量方法等，这些被搞乱了的问题，我们留待以后再谈。
我们不应该把IEC防雷规范当作“廉价的”进口设计软件，不应该把它当作圣经来读；不应该丢掉我国的先进防雷理论和经验。有些人为了商业的利益，故意片面夸大IEC防雷规范中的某些有瑕玷的条款（如变相否定屏蔽在防雷中的作用，不重视防范雷电反击的问题，防雷模型没有优化结构等），把这些不合理的条款写入我国防雷国标之中，并阻挠对这些不合理的条款进行修改，这种情况是不得人心的。我们应当把防雷的正确理论讲给大家听，要容许别人讲错话，要讲道理，而不要给别人扣帽子，更不应该骂人。搞防雷的商人、工程设计人员和管理人员都需要有合理的收入，人民支持他们的正常工作。现在防雷行业中追求暴利和虚假宣传之风又有所增长，如各种花样的避雷理论和各种花样
的非常规避雷针，我们要对这些事情保持警惕。
参考文献
1 马宏达.再析避雷针的保护范围.中国防雷，2006年第1期
2 解广润.避雷针一般应该停用.过电压专集,四川省电力局，1980年3月
3 马宏达.关于反击雷电流问题的讨论.雷电防护与标准化,2003年第1期
4 马宏达.关于反击雷电流分配计算方法的讨论.雷电防护与标准化，2004年第3期
5 陈水明，王磊，吴维韩，张适昌.古建筑防雷系统的雷电电磁暂态分析.建筑电气，199年第3期
6 陈水明，刘荣，吴维韩，刘继.建筑物钢筋引下线电流分布计算.工程物理，1999年副刊，现代防雷专集（二）；
7 刘吉克.综合通信大楼的防雷接地及电流分布.雷电与静电，1994年第2期
水闸闸门监控系统详细 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
水闸闸门遥控与监测系统方案 1、概述 某水闸共5孔平板闸门，闸门宽度8米，闸身长40米。目前使用的水闸监控系统已经完全损坏，使用中存在以下问题： （1）不能实现定点控制闸门开度。目前各闸门的定点控制均由值班人员手动完成。由于现场控制站在闸顶楼上，值班人员只能凭现场聆听闸门与卡位相接的声音实现定点控制闸门开度，在下雨等噪音严重的情况下往往会因无法听到声音而难以定位，监控效率低，且存在安全隐患； （2）闸门现场控制站的PLC坏掉，工作不稳定，其他装置是否损坏不确定； （3）无法实现远程监控功能，不能满足监控管理自动化的要求。2、 系统工作范围 本系统功能的实现： （1）五孔平板闸门的自动控制：通过工控机现地实现左右四扇闸门的全开、全关控制和中间闸门的全开、半开、全关控制。也可在监控室上位机远程控制闸门开度； （2）五孔平板闸门的手动控制：在工控机故障或其他特殊情况下，采用手动控制方式实现各种控制；
（3）主要参数的采集与显示：采集各孔闸门位置及状态信号、上下游水位和闸基扬压力信号，并在控制面板和上位机上显示； （4）视频监控功能：设多台定点视频监控摄像头对闸门进行监视，在监控室可以实时对闸门进行监控。 系统监控内容 输入/输出信号统计 闸门监控系统报警信号统计 闸门监控系统 系统设计
考虑到水闸五孔闸门和启闭机分组监控的特点，本方案根据要求设计一套以工控机为主控设备并配置手动操作与执行设备组成的分层分布式计算机监控系统，该系统由一台上位机、一台现地工控机单元、摄像头、视频显示器等组成。在监控室可以通过显示器远程监视闸门的运行状况，并实现远程发送控制指令；现场控制站能接收来自上位机的控制指令进行控制，也可以单机独立控制，特殊情况下实现手动控制。系统总体结构 监控系统总体由闸门监控子系统和视频监控子系统构成。总体框图如图1所示： 图1 水 闸监控系统总体框图
避雷器 避雷器的作用当雷电过电压沿架空线路侵入变配电所或其他建筑物内时，将发生闪络，甚至将电气设备的绝缘击穿。因此，假如在电气设备的电源进线端并联一种保护设备即避雷器，如图1,当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘;电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电 避雷器的保护作用基于三个前提: 1、伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的配合 2、保证其残压低于被保护绝缘的冲击电气强度 3、被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内避雷器的要求: 1、正常运行时不放电，过电压时放电正确动作 2、放电后要有自恢复功能
避雷器连续工作电压相关参数：允许长期工作电压。应等于或大于系统的最高相电压。 额定电压（“kV”：可在短时间内使用最大工作电压（“灭弧电压”）。缓冲器可以在工作电压下放电并关闭电弧。没有游客留下的脚印！这是设计长时间保护装置的基本结构和特点。 工作频率允许电压性能：指示氧化锌在规定条件下抵抗过电压的能力。 额定放电电流（“Ka”：用于隔离避雷器电平的放电电流峰值不应超过220kV及以下的5ka残压。也就是说，在冲击电流的影响下，避雷针两端产生的电压可以理解为避雷针两端承受的最大电压。 避雷器的分类和结构适用于阀式、管式和有限金属氧化物保护形式。 阀门避雷针主要分为两类：普通阀门避雷针和磁力鼓风机避雷针。提克。莱斯常用的阀门避雷器为FS、FZ系列，磁力风机避雷器为FCD、FZ系列FCZ.莱斯阀门防雷装置型号中使用的符号如下： 动力站：y回路：d—旋转电机：c—带磁风机放电间隙。 阀挡板主要由一平面火花间隙串联在碳化硅电阻板（阀板）上组成。平面火花空间安装在密封陶瓷管内，并设有连接螺栓。在保险杠中，它具有高电压强度和低电压强度的非
快速卷帘门工作原理 快速门由门框架系统，门帘系统，驱动电机，控制系统组成，控制系统组成。 框架系统：主要材质为碳钢板或铝合金制成。 门帘系统：主要由PVC织布或铝合金型材组成。 快速门 驱动电机系统：主要由刹车片，马达，减速机组成。 控制系统：最常用的是由PLC/变频器/编码器成套或自带IPM模块的集成电路板，国内门业企来大都都是以PLC/变频器/编码器为主。 安全系统：主要是红外线电眼开关，安全气压传感器（部份机械精度高控制系统稳定性高的企业使用安全接触带）或光幕系统；光幕系统应该是安全保护的最高级别.升降速度：0.8m/s-1.5m/s，从底到顶一般在2秒钟左右（速度是电动卷闸门的20倍），车辆、行人无需等待，不构成障碍，更高速的是，国外艾富来，巴士德，霍曼，奥泊尼等公司的快速门可以控制到2.5米/秒以上， 开门触发信号有多种方式：手动按钮、雷达感应、红外线光电感应、地磁感应、遥控等。 门布材质：一般以PVC或PVDF膜材作为帘布，特别是PVDF 膜材抗老化性能更好，不易退色而且有自洁功能，做快速卷门非常适合。产地以德国产或法国产的为首选。厚度0.8mm-2.0mm。2.0mm 厚的门片，会将整个产品结构改变。颜色有橙色、黄色、蓝色、银色、
透明网格，黑色等，以橙色为首选，原因是橙色非常醒目，刺激昆虫的感观，具有一定的防虫功能。 驱动电机： 快速卷门用的都是制动减速电机，要求制动快且噪音小。一般市场上卖的制动电机要么制动效果不好要么制动噪音很大，都不太适合用于快速卷门。速比1:10-1:15比较合适。 现在也有一种新型的工业快速门电机出现，叫工业快速门专用伺服，这是全新的一种控制方式，运行停止时是不需要靠制动器来刹车的，燥音进一步降底。 工作过程：由开门传感器提供触发信号给控制系统，控制系统根据快速卷门的当前位置发出指令给变频器，启动驱动电机使门帘快速上升，车辆行人通过后门帘自动下降，关闭通道，直到下一个开门信号再次打开。顾名思义，快速卷门升降速度非常快，不能像钢制卷闸门一样直接启动停止，一般需要变频器来控制电机的转速。上升时越快越好，快到位时（20cm左右）需要有一个减速缓冲停止过程，以 防止撞击轨道，防止夹人，降低噪音，这也是衡量快速卷门性能好坏的一个标准。 国内卷门控制系统在编程方面确定卷门减速距离，并不是根据卷门开启后的实际速度调节的，对电机刹车寿命及卷门限位有一定影响、快速卷门定位有两种方式： 机械定位：这种定位方式和钢制卷闸门的差不多，优点是速度快，对控制器要求低。
避雷器避雷针的工作原理 避雷器能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量保护电工设备免受瞬时过电压危害又能截断续流不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器通常接于带电导线与地之间与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时避雷器立即动作流过电荷限制过电压幅值保护设备绝缘电压值正常后避雷器又迅速恢复原状以保证系统正常供电。避雷器避雷针原理避雷针分为被动/普通避雷针和主动/提前放电避雷针。提前放电避雷针主要由激发器从自然界的电场中吸收并贮存能量规范的避雷针安装使避雷针针尖与大地处于等电位状态。该避雷针保护范围比普通避雷针的保护范围更大。雷闪发生前激发器与针尖之间的电位差大致相当于雷云与大地之间的电位它们之间的电压降使避雷针尖端放电从而产生一个早期的上升先导改变雷云的向下先导的走向将建筑物的落雷点转移到自身上来并迅速、安全地将雷电安全地泄放到大地避免建筑物受到雷击。避雷器的特点及作用避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护在500KV及以下系统主要用于
限制大气过电压在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。开放式间隙避雷器间隙避雷器的工作原理基于电弧放电技术当电极间的电压达到一定程度时击穿空气电弧在电极上进行爬电。优点放电能力强通流量大可以达到100KA漏电流小热稳定性好缺点残压高反映时间慢存在续流工艺特点由于金属电极在放电时承受较大电流所以容易造成金属的升华使放电腔内形成金属镀膜影响避雷器的启动和正常使用。放电电极的生产主要还是集中在国外一些避雷器生产企业电极的主要成分是钨金属的合金。工程应用该种结构的避雷器主要应用在电源系统做B 级避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火灾避雷器动作后飞出脱离配电盘等事故。根据型号的不同适合与各种配电制式。工程安装时一定要考虑安装距离避免引起不必要的损失和事故。密闭式间隙避雷器优点放电电流大测试最大50KA实际测量值漏电流小无续流无电弧外泻热稳定性好缺点残压高反映时间慢工艺特点石墨为主要材料产品内采用全铜包被解决了避雷器在放电时的散热问题不存在后续电流问题最大的特点是没有电弧的产生且残压与开放式间隙避雷器比较要低很多。工程应用该种避雷器应用在各种B、C类场合与开放式间隙比较不用考虑电弧问题。根据型号的不同该种产品适合与各种配电制式。登高电气有限公司为社会提供了最全面最先进的防雷产品登
避雷器的工作原理及分类避雷器是连接在导线和地之间的一种防止雷击的设备，通常与被保护设备并联。避雷器可以有效的保护电力设备，一旦出现不正常电压，避雷器产生作用，起到保护作用。当被保护设备在正常工作电压下运行时，避雷器不会产生作用，对地面来说视为断路。 一旦出现高电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气设备绝缘。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使系统能够正常供电。 避雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值,从而达到保护电力设备的作用。 民熔 HY5WS-17/50氧化锌避雷器10KV高压配电型 A级复合避雷器参数：产品型号: HY5WS- 17/50额定电压: 17KV产品名称:氧化锌避雷器直流参考电压: 25KV持续运行电压: 13.6KV方波通流容量: 100A防波冲击电流: 57.5KV(下残压)大电流冲击
耐受: 65KA操作冲击电流: 38.5KV(下残压)注:高压危险!进行任何工作都必须先切断电流，严重遵守操作规程执行各种既定的制度慎防触电与火灾事故。 避雷器的工作原理及分类，老电工看了都有收藏，民熔使用环境:a.海拔高度不超过2000米;b.环境温度:最高不高于+40C- -40C;C.周围环境相对湿度:平均值不大于85%;d.地震强度不超过8级;e.安装场所:无火灾、易燃、易爆、严重污秽、化学腐蚀及剧烈震动场所。 体积小、重量轻，耐碰撞运输无碰损失，安装灵活特别适合在开关柜内使用
避雷器不仅可用来防护大气高电压，也可用来防护操作高电压。如果出现雷雨天气，电闪雷鸣就会出现高电压，电力设备就有可能有危险，此时避雷器就会起作用，保护电力设备免受损害。避雷器的最大作用也是最重要的作用就是限制过电压以保护电 气设备。 避雷器是使雷电流流入大地，使电气设备不产生高压的一种装置，主要类型有管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等。每种类型避雷器的主要工作原理是不同的，但是他们的工作实质是相同的，都是为了保护点了设备不受损害。 下面介绍一下管型避雷器、保护间隙避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器这四种避雷器的作用:管型避雷器是保护间隙型避雷器中的一种,大多用在供电线路上作避雷保护。这种避雷器可以在供电线路中发挥很好的功能，在供电线路中有效的保护各种设备。保护间隙避雷器可以说是一种最简单的避雷器，按其形状可以分为棒形、角形、环形、等。
避雷針的構造和作用 人類為了避免雷擊的災害，就在較高大突出的建築物上裝了「避雷針」。避雷針的一端是尖尖的，因為尖的這一端有吸電的特性，可以把天空中漫無目標的電緩慢的吸引下來而逐漸中和，使雲層裡的電量減少到最低的程度。這樣一來，雲層和大地之間就不會發生雷擊的現象了。 避雷針的構造可分為「突針」、「避雷導線」、「接地電極」三大部分。 突針 避雷針本身是一支上端尖銳的銅棒，直徑約一點二公分左右。每一支避雷針，都有一定的避雷保護範圍，如下圖所表示的，是以針尖向下角六十度所形成的圓錐體範圍為安全面積。 避電導線 這是接在突針下方，把空中的電導到地底的導線。導線本身是比竹筷還粗的雙股銅線，銅線外圍要用硬質塑膠管保護，並且要避開電話線、瓦斯管及電線等至少一公尺以上。 接地電極 所謂「接地」，就是將電流導引到地下，讓電流被大地吸收而消失。避雷針能不能把雲裡強大的閃電吸收，和接地的效果有很密切的關係。接地電極是接在避雷導線下端一塊比手掌厚的約十六開圖畫紙大的銅板，必須埋入地下約三公尺深處。銅板下面通會鋪上一層煤炭渣並撒上食鹽，目的就是要讓電流能大量而順利地導入地下。 避雷針的原理 1. 避雷針是將雷雨時之短暫沖激「電流」(Surge Currents)以地線導至地下，以保護不致受到閃電之損害。 2. 避雷針頂端必須高出建築物之上，俾能產生適當之保護半徑，接地之路徑須為全部低電阻之導體，下端必須埋入地下甚深，使其永遠與潮濕土壤保持良好接觸。 富蘭克林式避雷原理 此款避雷針系依據富蘭克林避雷原理為基礎，在雷雨氣候裡，高樓上 空出現帶電雲層時，避雷針和高樓頂部都被感應上大量電荷。由於避 雷針頂端呈尖針狀，而靜電感應時，避雷針與天空中電荷型成電容放 電狀態，當天空中累積大量電荷後將擊穿雲層，且由於避雷針尖端效 應能正確的吸收天空雷擊之能量，並藉由建築物良好的接地裝置，正 確的將雲層上的電荷導入大地，使建築物受到良好且安全的保護。
变电站避雷器原理及参数 一、氧化锌避雷器的定义： 金属氧化锌避雷器（MOA）是一种过电压保护装置，它由封装在瓷套内的若干非线性电阻阀片串联组成。其阀片以氧化锌为主要原料，并配以其它金属氧化物，所以又称为氧化锌（Zno）避雷器。 二、氧化锌避雷器的工作原理： 在额定电压下，流过氧化锌避雷器阀片的电流仅为10-5A以下，相当于绝缘体。因此，它可以不用火花间隙来隔离工作电压与阀片。当作用在金属氧化锌避雷器上的电压超过定值（起动电压）时，阀片“导通”将大电流通过阀片泄入地中，此时其残压不会超过被保护设备的耐压，达到了保护目地。此后，当作用电压降到动作电压以下时，阀片自动终止“导通”状态，恢复绝缘状态，因此，整个过程不存在电弧燃烧与熄灭的问题。 三、结构： 一般220kV等级的氧化锌避雷器采用2串、110kV采用1串。氧化锌避雷器底部与底座绝缘*的是绝缘瓷套（有采用一个大瓷套或采用四各小瓷套）。氧化锌避雷器内部有一导线从底部引出至大地，当中串联一只泄漏电流表，以监视避雷器阀片绝缘情况。避雷器屏蔽线接于避雷器瓷套的最后一级裙边上，用一导线连接大地，作用是使瓷套表面电导电流不进入泄漏电流表，使泄漏电流表测量更加精确。 四、最常见异常分析及处理： 1、泄漏电流表为零。可能引起该现象的原因有：表计指示失灵；屏蔽线将电流表短接。处理方法为： （1）用手轻拍表计看是否卡死，无法恢复时，应添报缺单，修理或更换。 （2）用令克棒将屏蔽线与避雷器导电部分相碰之处挑开，既可恢复正常。 2、泄漏电流表指示偏大：根据历史数据进行分析，如发现表计打足，应判断避雷器有问题，应立即汇报调度，将避雷器退出运行，请检修检查。 3、避雷器瓷套管破裂放电。在工频情况下，避雷器的瓷套管用于保证避雷器必要的绝缘水平，如果瓷套管发生破裂放电，则将成为电力系统的事故隐患。此种情况，应及时停用、更换。
电动卷闸门系统的工作原理及保养知识 电动卷闸门系统的工作原理及保养知识 电动卷闸门系统的工作原理及保养知识 电动门的基本组成大体上相同，有了以上构成，再加上开门信号，就可以配置成一套简单的电动门系统了。 电动门的系统配置是指根据使用要求而配备的，与电动门控制器相连的外围辅助控制装置，如开门信号源、门禁系统、安全装置、集中控制等。必须根据建筑物的使用特点。通过人员的组成，楼宇自控的系统要求等合理配备辅助控制装置。 、开门信号 电动卷闸门的开门信号是触点信号，微波雷达和红外传感器是常用的两种信号源：微波雷达是对物体的位移反应，因而反应速度快，适用于行走速度正常的人员通过的场所，它的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动后，雷达便不再反应，电动门就会关闭，对门机有一定的保护作用；红外传感器对物体存在进行反应，不管人员移动与否，只要处于传感器的扫描范围内，它都会反应即传出触点信号。缺点是红外传感器的反应速度较慢，适用于有行动迟缓的人员出入的场所。另外，如果电动门接受触
点信号时间过长，控制器会认为信号输入系统出现障碍。而且自动平移门如果保持开启时间过长，也会对电气部件产生损害。由于微波雷达和红外传感器并不了解接近电动门的人是否真要进门，所以有些场合更愿意使用按键开关。按键开关可以是一个触点式的按钮，更方便的是所谓肘触开关。肘触开关很耐用，特别是它可以用胳膊肘来操作。避免了手的接触。还有脚踏开关，功能一样，但对防水的要求较高，而且脚踏的力量很大，容易使脚踏开关失效。还有一种带触点开关的拉手，当拉手被推(或在反方向拉)到位时，向门机提供触点信号。现在的楼宇自控有时会提出特殊的要求，例如使用的某一分线控制开门。要达到这个要求，只要保证信号是无源的触点信号即可。有些情况下，人们会提出天线遥控的要求。用一个无线接受器与电动门进行触点式连接，再配一个无线发射器，就可以达到要求。不过，现在的无线电波源太多，容易导致偶然开门是一个麻烦的问题。定时器可以电动控制门的状态，其原理是将时钟与特定的开关电路相连，可预设定时间将电动门处于自动开启或锁门状态。 、门禁系统与非公共区域的电动门 如果说对电动卷闸门的性能和质量要求最高的，是在使用频率极高的大型公共区域，那么电动门功能要求最高是对进出人员进行选择的非公共区域。门禁系统是对入门授权的识别。在识别或检测入门授权通过以后，向电动门的控制系统提供开门信号。在提
避雷器的分类及结构避雷器的分类及结构常用避雷器的形式有阀式、管式、保护间限金属氧化物等。 避雷器的介绍 氧化锌避雷器 HY5WS-17/50氧化锌避雷器 10KV高压配电型 A级复合避雷器 产品型号: HY5WS- 17/50 额定电压: 17KV 产品名称:氧化锌避雷器 直流参考电压: 25KV 持续运行电压: 13.6KV 方波通流容量: 100A 防波冲击电流: 57.5KV(下残压) 大电流冲击耐受: 65KA 操作冲击电流: 38.5KV(下残压) 注:高压危险!进行任何工作都必须先切断电流，严重遵守操作规程执行各种既定的制度慎防触电与火灾事故。 使用环境: a.海拔高度不超过2000米;
b.环境温度:最高不高于+40C- -40C; C.周围环境相对湿度:平均值不大于85%; d.地震强度不超过8级; e.安装场所:无火灾、易燃、易爆、严重污秽、化学腐蚀及剧烈震动场所。 体积小、重量轻，耐碰撞运输无碰损失，安装灵活特别适合在开关柜内使用 民熔 HY5WZ-17/45高压氧化锌避雷器 10KV电站型金属氧化锌避雷器
民熔 35KV高压避雷器 HY5WZ-51/134户外电站型 氧化锌避雷器复合型 (1)阀式避雷器阀式避雷器主要分为普通阀式避雷器和磁吹阀式避雷器两大类。普通阀式避雷器有FS和FZ两种系列;磁吹阀式避雷器有FCD和FCZ两种系列。阀式避雷器型号中的符号含义如下:F-阀式避雷器;
(2) S配(变)电作用; Z-电站用; Y-线路用: D-旋转电机用: C-具有磁吹放电间隙。阀式避雷器主要由平板火花间隙与碳化硅电阻片(阀片)串联而成，装在密封的瓷管内，外壳有接线螺栓供安装用。避雷器中的碳化硅电阻具有非线性特性,在正常电压时其阻值很大，过电压时其阻值随之变小。 阀式避雷器在正常的工频电压作用下火花间隙不被击穿，但在雷电波过电压下，避雷器的火花间隙被击穿;碳化硅电阻的阻值随之变得很小，雷电波巨大的雷电流顺利地通过电阻流入大地中，电阻阀片对尾随雷电流而来的工频电压呈现了很大的电阻，从而工频电流被火花间隙阻断，线路恢复正常运行。 由此可见，电阻阀片和火花间隙的密切配合使避雷器很像--个阀]，对于雷电流“阀门”打开，对于工频电流“阀门”则关闭，故称之为阀式避雷器FS系列阀式避雷器的结构如图2，此系列避雷器阀片直径较小，通流容量较低，一般用于保护变配电设备和线路。 FZ系列阀式避雷器的结构如图2 (b)示，此系列避雷器阀片直径较大，且火花间隙并联了具有非线性的碳化硅电阻，通流容量较大，一般用于保护35kV及以上大、中型工厂中总降压变电所的电气设备。
卷帘门原理电路图 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
电动机可逆点动控制带限位保护电路图电动机可逆运行带限位保护控制电路 按位置原则的控制是生产机械电气化中应用最多和作用原理最简单的一种形式，在位置控制的电气自动装置线路中，由行程开关或终端开关的动作发出信号来控制电动机的工作状态。 若在预定的位置电动机需要停止，则将行程开关的常闭触点串接在相应的控制电路中，这样在机械装置运动到预定位置时行程开关动作，常闭触点断开相应的控制电路，电动机停转，机械运动也停止。 我们以三相鼠笼式电动机的可逆运行带限位控制线路为例来说明行程开关的作用，该线路一般用于电动卷帘门、电葫芦的控制。 电动机可逆运行带限位保护控制电路的动作原理如下： 1、合上空气开关QF接通三相电源。 2、按下正向启动按钮SB1接触器KM线圈通电吸合KM1主触头闭合接通电动机电源，电动机正向运行。带动机械部件运动。电动机拖动的机械部件运动当运动到预定位置档块碰撞行程开关SQ2，SQ2的常闭触点断开接触器KM2的线圈回路，KM2断电，主触头释放，电动机断电停止。 3、按下反向启动按钮SB2接触器KM1线圈通电吸合KM1主触头闭合接通电动机电源，电动机正向运行。带动机械部件运动。电动机拖动的机械部件运动当运动到预定位置档块碰撞行程开关SQ1，SQ1的常闭触点断开接触器KM1的线圈回路，KM1断电，主触头释放，电动机断电停止。 4、在运行的过程中只要松开按钮控制电路立即无电，接触器断电主触头释放，电动机停止运行。
5、电动机的过载保护由热继电器FR完成。
自动门的系统配置及自动门的工作原理 集中控制 集中控制的概念，包括集中监视自动门运行状态和集中操作多个自 动门两层含义，集中监视自动门开门关门状态可以通过位置信号输 出电路来实现，可以采用接触式开关，当门到达一定位置(如开启位置)时，触动开关而给出触点信号。也可以采用感应式信号发生装置，当感应器探测到门处于某一位置时发出信号。在中控室设置相应的 指示灯，就可以显示自动门的状态，而集中操作通常指同时将多个 门打开或锁住，这取决于自动门控制器上有无相应的接线端子。自 动门的系统配置是指根据使用要求而配备的，和自动门控制器相连 的外围辅助控制装置，如开门信号源、门禁系统、安全装置、集中 控制等。必须根据建筑物的使用特点。通过人员的组成，楼宇自控 的系统要求等合理配备辅助控制装置。 当门扇要完成一次开门和关门，其工作流程如下：感应探测器探 测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马 达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在一定时候加力和进 入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给 同步带，再由同步带将动力传给吊具系统使门扇开启；门扇开启 后由控制器作出判断，如需关门，通知马达作反向运动，关闭门扇。 一、自动控制系统 1. 主控单元及BEDIS 主控制单元系32位微机控制单元，它和接口的BEDIS（双线通 讯控制器）一起保证自动弧形门灵巧而可靠地进行人--机对话，充 分展示出智能型自动弧形门的魅力。
2. 驱动单元 弧形门主传动采用模块驱动电路控制的无刷直流电动机。注入高科技的驱动单元具有优异的运行和控制特性，其功能指标非常高，而且噪音低，运转平稳，免维护。 3. 传感器 移动检测传感器，如：雷达； 存在传感器，如：主动或被动式光电传感器； 4. 任选项--附加控制单元模块（可和主控单元直接接口） 电子锁控制 交流供电电源故障备用电源控制 5. 机械结构 主体结构 自动弧形门主体采用成型铝材的积木式拼装装配结构。成型铝材的技术要求满足VDE0700T.238标准规定。严格的材料标准和施工规范确保自动平滑门结构上对强度和稳定性的要求，使之长期可靠地运行。 二、BEDIS控制器 BEDIS是和主控制器总线直接接口的双线数据通讯专用远程控制器，小巧精美、安装快捷、使用方便，可在50米范围内实现：功能转换 运行参数的整定 功能状态的选择 故障自诊断显示 1. 控制功能 自动门诸可供选者的通道状态已被主控制器程序化，可用BEDIS 极其方便地进行功能转换。下述功能用户可任意选定：手动--动门翼静止时，可以用手推动； 常开--动门翼打开，并保持在打开位置；
防火卷帘门控制器原理、使用说明、故障维修 ⑴基本功能： ①手动控制卷帘门上行、下行、停止功能 ②接收烟温感信号自动控制完成一次下滑，中间停留和二次下滑功能 ③接收消防中心信号自动控制完成一次下滑，中间停留和二次下滑功能 ④火警状态：卷帘门运行到底时按任意键皆为上升至中位延时后二次降到底 ⑤门位指示输出（上限、中位、下限） ⑵辅助功能： ①电源、相序运行错误状态，灯光闪动指示功能 ②火警声光报警功能 ⑶保护功能： ①电源进线相序自动检测和相序改变后自动保护功能 ②过载自动保护功能 ③缺相自动保护功能 2、性能参数 ⑴一次下滑时间可调范围0~600s，中间停留时间可调范围0~600s ⑵报警音量可达100dB ⑶所有输出点容量：AC220V/5A、DC30V/5A ⑷电源进线缺相或相序错误系统8s内保护 ⑸系统功耗<15W，高节能 ⑹接消防中心信号是有源信号，反馈消防中心信号是无源信号 ⑺外接正常指示灯为6.3V、1W ⑴限位开关未调整前在无人监控状态下，电控箱不可处于通电状态 ⑵电控箱正式投入运行后，每月应进行两次运行检查 ⑶按键指令门不动作：先检查三相电源是否缺相，三相电源进线的相序是否接错，停止键是否接在常开触点上。 ⑷外接正常指示灯应安装在显眼处，以便检查。
故障现象可能的故障原因故障排除方法 接通电源8秒后正常灯闪动1、相位有误 2、线路断相，或保险丝断1、将三相电的任意两条相线对调 2、接通断相的相线、更换保险丝 接通电源所有功能皆不能动作1、按钮开关的停（T）、上行（XA）、 下行（SA）开关未按要求接成常 开触点方式 2、上限位和下限位开关未按要求 接成常闭触点方式 1、按要求将按钮开关的停（T）、上行 （XA）、下行（SA）开关接成常开触 点方式 2、按要求将上限位和下限位开关接成 常闭触点方式 基本操作正常，在把编程开关SW1（SW2）拨至“OFF”状态时，门自动下行。（正常时门应自动上行至上限位）1、上限位和下限位控制线接反 2、电机线接反 1、将上限位和下限位控制线对调 2、将电机线的任意两条线对调 接上烟感器或温感器时门马上动作烟感器或温感器的正负极接反或 正负极短路 将烟感器或温感器的正负极正确连接 且其正负极不能短路 当烟感器或温感器达到预定浓度或温度时门不动作烟感器或温感器内的输出线接错按要求连接好烟感器或温感器的输出 线，或更换新的烟感器或温感器
避雷针的工作原理 最佳答案 在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，迅雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少．而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体．这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层上的电荷导人大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全． 避雷针 唐代《炙毂子》一书在记载了这样一件事：汉朝时柏梁殿遭到火灾，一位巫师建议，将一块鱼尾形状的铜瓦放在层顶上，就可以主防止雷电所引起的天火。屋顶上所设置的鱼尾开头的瓦饰，实际上兼作避雷之用，可认为是现代避雷针的雏形。而早在以前，中国已经有了避雷针，一般以龙头为装饰，龙嘴里有避雷针头。 法国旅行家卡勃里欧别·戴马甘兰1688年所著的《中国新事》一书中记有：中国屋脊两头，都有一个仰起的龙头，龙口吐出曲折的金属舌头，伸向天空，舌根连结一根细的铁丝，直通地下。这种奇妙的装置，在发生雷电的时刻就大显神通，若雷电击中了屋宇，电流就会从龙舌沿线睛行至地底，避免雷电击毁建筑物。这说明，中国古代建筑上的如雷装置，在大批量和结构上已和现代避雷针基本相似。 现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。富兰克林认为闪电是一种放电现象。为了证明这一点，他在1752年7月的一个雷雨天，冒着被雷击的危险，将一个系着长长金属导线的风筝放飞进雷雨云中，在金属线末端拴了一串铜钥匙。当雷电发生时，富兰克林手接近钥匙，钥匙上迸出一串电火花。手上还有麻木感。幸亏这次传下来的闪电比较弱，富兰克林没有受伤。在成功地进行了捕捉雷电的风筝实验之后，富兰克林在研究闪电与人工摩擦产生的电的一致性时，他就从两者的类比中作出过这样的推测：既然人工产生的电能被尖端吸收，那么闪电也能被尖端吸收。他由此设计了风筝实验，而风筝实验的成功反过来又证实了他的推测。他由此设想，若能在高物上安置一种尖端装置，就有可能把雷电引入地下。富兰克林把这种避雷装置：把一根数米长的细铁棒固定在高大建筑物的顶端，在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开。然后用一根导线与铁棒底端连接。再将导线引入地下。富兰克林把这种避协装置称为避雷针。经过试用，果然能起避雷的作用。避雷针的发明是早期电学研究中的第一个有重大应用价值的技术成果。 而避雷针在最初发明与推广应用时，教会曾把它视为不祥之物，说是装上了富兰克林的这种东西，不但不能避雷，反而会引起上帝的震怒而遭到雷击，但是，在费城等地，拒绝安置避雷针的一些高大教堂在大雷雨中相继遭受雷击。而比教堂更高的建筑物由于已装上避雷针，在大雷雨中却安然无恙。
1.避雷器与避雷针的区别 避雷针：避雷针实际是引雷针，一般避雷针比所有的被保护物体高，避雷针的顶部为金属尖端，底部与接地网作良好连接，接地电阻一般在10欧姆以下。在雷雨天气，由于顶部尖端对电场的强烈畸变作用，吸引附近雷云对避雷针尖端放电，通过良好的接地中和雷云电荷，从而保护其它物体免遭雷击。 避雷器：避雷器实际上是一种非线性极好的电阻，在高电压下电阻很小，在低电压下电阻很高，作用类似于稳压二极管。目前避雷器一般为氧化锌避雷器，主要元件为氧化锌阀片。避雷器在电力系统中与被保护设备并联，正常时泄漏电流很小，不影响系统运行。当系统有过电压时（即超过正常运行电压的高电压），避雷器即呈现低电阻泄放能量，同时限制系统电压的幅值，确保电气设备的绝缘不被击穿。 避雷针——直接接地。利用电荷尖端放电现象不让雷击发生。避雷针和被保护物体是分开的，可以保护比较集中的重要物体。 避雷器——间接接地。利用过电压放电现象让雷击电压通过避雷器进入大地。避雷器和被保护物体是连接的，可以保护带电物体，如输电线路。在正常状态下避雷器内部是不导电的，遇到雷击的时候，它是导电的。 2.浪涌保护与避雷器的区别 浪涌保护器和避雷器不是一回事。 虽然二者都有防止过电压，特别是防止雷电过电压的功能，但在应用上还是有许多区别。 1、避雷器有多个电压等级，从0.38KV低压到500KV特高压均有，而浪涌保护器一般只有低压产品； 2、避雷器多安装在一次系统上，防止雷电波的直接侵入，而浪涌保护器大多安装在二次系统上，是在避雷器消除了雷电波的直接侵入后，或避雷器没有将雷电波消除干净时的补充措施； 3、避雷器是保护电气设备的，而浪涌保护器大多是为保护电子仪器或仪表的； 4、避雷器由于接于电气一次系统上，要有足够的外绝缘性能，外观尺寸比较大，而浪涌保护器由于接于低压，尺寸制作的可以很小。 避雷针原理 常规防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电。防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体；接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。以避雷针作为接闪器的防雷电原理是：避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差，利用自身的高度，使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变，开始电离并下行先导放电；避雷针在强电场作用下产生尖端放电，形成向上先导放电；两者会合形成雷电通路，随之泻
避雷器的保护原理 避雷器实质上是一种放电器，并联连接在被保护设备附近。避雷器的击穿电压要比被保护设备的低。当过电压波沿线路入侵并超过避雷器的放电电压时，避雷器首先放电把入侵波导入大地，限制了作用于设备上的过电压数值，从而保护了设备绝缘免遭击穿破坏。当入侵波消失后，避雷器应能自行恢复绝缘能力，以免造成工频接地短路事故。 对避雷器一般有如下几个基本要求： 1具有较强的绝缘自恢复能力 2具有平直的伏秒特性曲线 3具有一定通流容量 二避雷器的主要种类、特点及应用场合 目前使用的避雷器主要有四种类型，即保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器 保护间隙和管型避雷器主要用于配电系统、线路和发电厂、变电所进线段的保护，限制制入侵的大气过电压； 阀型避雷器和氧化锌避雷器用于变电所、发电厂及变压器的保护，在220kV及以下系统中主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还用来限制内过电压或作内过电压后备保护。阀型避雷器和氧化锌避雷器的保护性能对变电器或其他电器设备的绝缘水平的确定存在着直接影响。 2.1 保护间隙避雷器 保护间隙可以说是一种最简单的避雷器，按其形状可分为棒形、角形、环形、球形等。它是由它是由主间隙和辅助间隙串联而成的。 保护间隙的优点就是结构简单、造价低。但是，由于放电间隙暴露在空气中，放电特性受环境影响大，放点分散性大，并且由于一般保护间隙的电场属于极不均匀电场，因此他的伏秒特性曲线比较陡，与被保护设备的绝缘配合不理想；同时放电时会产生截波，对有线圈的设备造成危害。保护间隙另一个严重的缺点是弧灭能力差，对于间隙动作后流过的工频续流往往不能自行熄灭，将引起断路器的跳闸，为了保护安全供电，往往与自动重合闸装置配合使用。因此保护间隙主要用于10kV以下的配电线路中。 2.2 管型避雷器 由于保护间隙弧能力较差，目前使用不多。为了提高熄弧能力，产生了管型避雷器，它实质上是一种具有较高熄弧能力的保护间隙。管型避雷器有两个相互串联的间隙，一个在大气中称为外间隙S2，另一个间隙S1装在产气管内，称为内间隙或灭弧间隙。 管型避雷的熄弧能力与工频续流的大小有关，续流太大产气过多，管内气压太高，会使管子炸裂；续流太小产气太少，管内气压太低则不足以熄灭电弧。 管型避雷器采用了强制熄弧的装置，因此比保护间隙熄弧能力强。但由于管型避雷器具有外间隙，受环境的影响大，故与保护间隙一样，仍具有伏秒特性曲线较陡、放电分散性大的缺点，不易与被保护设备实现合理的绝缘配合；同时动作后也会产生截波，不利于变压器等有线圈设备的绝缘。因此，管型避雷器目前只用于输电线路个别地段的保护，如大跨距和交叉档距处，或变电所的进线段保护。 2.3 阀型避雷器 阀型避雷器是由火花间隙和非线性电阻这两种基本元件组成的。间隙与非线性电阻相串联。 我国目前生产的阀型避雷器主要分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器两大类。普通阀型避雷器有FS和FZ两种系列；磁吹阀型避雷器有FCD和FCZ两种系列。
1开放式间隙避雷器 间隙避雷器的工作原理：基于电弧放电技术，当电极间的电压达到一定程度时，击穿空气电弧在电极上进行放电。 优点：放电能力强，通流量大（可以达到100KA）漏电流小 热稳定性好 缺点：残压高，反映时间慢，存在续流 工艺特点：由于金属电极在放电时承受较大电流，所以容易造成金属的升华，使放电腔内形成金属镀膜影响避雷器的启动和正常使用。放电电极的生产主要还是集中在国外一些避雷器生产企业，，电极的主要成分是钨金属的合金。 工程应用：该种结构的避雷器主要应用在电源系统做B级避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火灾，避雷器动作后（飞出）脱离配电盘等事故。根据型号的不同适合与各种配电制式。 工程安装时一定要考虑安装距离，避免引起不必要的损失和事故。 2密闭式间隙避雷器 现在国内市场有一种多层石墨间隙避雷器，这种避雷器主要利用的是多层间隙连续放电，每层放电间隙相互绝缘，这种叠层技术不仅解决了续流问题而且是逐层放电，无形中增大了产品自身的通流能力。 优点：放电电流大测试最大50KA（实际测量值）漏电流小 无续流无电弧外泻热稳定性好 缺点：残压高，反映时间慢 工艺特点：石墨为主要材料，产品内采用全铜包被解决了避雷器在放电时的散热问题，不存在后续电流问题，最大的特点是没有电弧的产生，且残压与开放式间隙避雷器比较要低很多。 工程应用：该种避雷器应用在各种B、C类场合，与开放式间隙比较不用考虑电弧问题。根据型号的不同该种产品适合与各种配电制式。 3开放式放电管避雷器 开放式放电管避雷器，实质与开放式间隙避雷器是一样的产品，都属于空气放电器。但是与间隙放电器比较它的通流能力就降了一个等级。 优点：体积小通流能力强（10-15KA）漏电流小无电弧喷泻 缺点：残压较高有续流产品一致性差（启动电压、残压）反映时间慢。 4密闭式气体放电管 密闭式气体放电管也叫惰性气体放电管，主要是内部充盈了惰性气体，放电方式是气体放电，靠击穿气体来起到一次性泻放电流的目的。一般有2极和3极两种结构。外型与上图相似。 优点：体积小（气体管可以很小）通流量大无电弧
避雷针的原理与分布论文 课题组长谈文超 其他组员薛华星胡博文李宏溢黄光润郑兆聪李骁 研究背景 每天都望见建筑物上端有一些高高竖立起的金属状物体,出于好奇,便提出此课题. 研究目的与意义 研究的目的在于让更多的人了解到避雷针的原理与其分布,纠正人们的思维误区,并引导人的思维根据此原理适当地选择方法进行避雷. 研究方法文献法. 研究形式小组讨论,查阅资料. 活动步骤 1.查找相关资料,尽量找出与课题可能相关的内容,初步确定与之相关的理论依据,进行实地 观察,对比资料. 2.对资料进行分析,讨论,理解,并据此进行适当的延伸和加深,得出较完整的结论. 3.做结题报告. 研究结论 避雷针的原理并不是人们普遍认为的”避雷”,而是在于把雷电吸引到避雷针的尖端上,再通过金属导电把电传入大地,即”引雷” ,以达到保护人免受雷击的危险. 当带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,金属棒出现与云层相反的电荷.通过尖端放电,这些电荷不断向大气释放,中和空气中的电荷.达到避免雷击的目的. 避雷针分布在雷云密集的地区,常伴有雷雨. 男性的受击机会会大于女性,是由于男性分泌的雄性激素过多. 避雷针做成蒲公英花的形状可增强避雷针的效果. 研究收获体会 知道了人们的定性思维中有很多误区,等着我们去发现和纠正,科学是没有止境的,新时代科学的大门等着我们用创新的双手去推开. 研究中出现的新问题 如何能提高避雷针的作用以及降低成本. 可否利用避雷针的原理用于收集雷电以供人的生活用电. 感谢人员/指导老师汪亚玲 附录
1．避雷针的发明时间和发明人？ 1744～1750年富兰克林进行的关于一系列实验，例如著名的风筝实验，第一次向人们揭示了雷电只不过是一种大气火花放电现象的秘密。1749年富兰克林创议：接地的高耸的尖形铁棒可以用来保护建筑物，并设计了避雷针的实验。到18世纪末，避雷针获得公认，被普遍采用。 2．避雷针由哪几部分组成的？ 避雷针由接闪器、引下线和接地体组成。接闪器是指直接截受雷击的避雷针的针头、避雷线、避雷带、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和技术构件。引下线是指连接接闪器与接地体的金属导体。接地体是指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。 3．避雷针的保护原理是什么？ 当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变，在避雷针的顶端，形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。 避雷针冠以“避雷”二字，仅仅是指其能使被保护物体避免雷害的意思，而其本身恰恰相反，是“引雷”上身。 4．为什么避雷针要高于被保护物体？ 虽然避雷针的高度比较高，但在雷云与大地之间这个高达几公里，方圆几十公里的大电场内的影响却很限的。雷云在高空随机漂移，先导放电的开始阶段随机地向任意方向发展，不受地面物体的影响，如图所示。当先导放电向地面发展到某一高度H以后，才会在一定范围内受到避雷针的影响，对避雷针放电。 H称为定向高度，与避雷针的高度h有关。 根据模拟试验，当h≤30m时，H≈20h；当h＞30m时，H≈600m。 5．什么是避雷针的保护范围？ 避雷针的保护范围是指被保护物体在此空间范围内不致遭受雷击。 6．在避雷针保护范围内的被保护物体是否绝对安全？ 避雷针保护范围的计算方法是根据雷电冲击小电流下的模拟试验研究确定的，并以多年运行经验做了校验。保护范围是按保护概率99、9%（即屏蔽失效率或绕击0、1%）确定的。也就是说，保护范围不是绝对保险的，而是相对于某一保护概率而言。 7．建筑物安装防雷装置后是否就万无一失了？ 从经济观点出发，要达到万无一失将十分浪费，因此《建筑物防雷设计规范》及其它设计规
5 闸门控制系统 5.1系统设计要求 投标单位应到各电闸进行实地调研，结合当地的实际情况和现代信息技术，利用先进的硬件设备和软件系统，提高闸门监控自动化控制水平，确保泄水建筑物的安全及泄水调度的准确性、及时性，以增强抗灾能力。拟采用可编程控制器（PLC）作为主要控制设备，并建立视频图像监视系统，作为辅助闸门监控的一个手段。 5.2系统工作范围 本系统工作范围包括： 控制涵闸2孔平板闸门。 采集各孔闸门位置及状态信号、上下游水位信号。 与上级系统联网，支持上级远程控制与调度。 涵闸至上级网络通信。（现场已提供与计算机网络连接的RJ45接口） 系统监控内容 通过监测闸上闸下水位，并依据控制中心的调度方案，控制闸门的启闭。基本的输入/输出信号和报警信号见下表： 输入/输出信号统计
闸门监控系统报警信号统计 5.3系统总体结构 考虑到涵闸2孔闸门和启闭机分组监控的特点，方案要求设计一套以可编程控制器（PLC）为主控设备并配置手动操作与执行设备组成的分层分布式计算机监控系统，建议该系统由一台上位机和一套现地监控单元组成。监控信息通过涵闸至上级网络之间传送至上级单位，以便及时了解涵闸的运行状况。控制中心的控制指令，通过计算机网络传至本地的执行系统，从而对闸门进行启闭控制。 5.4系统的基本组成 建议系统由闸门监控子系统和视频监控子系统构成。 闸门监控子系统由一台上位机、一套现地监控单元、现场传感部件和执行机构等设备组成。现地监控单元采用可编程序控制器（PLC）作为主控设备,在监控单元上有2孔涵闸的手动集中控制与显示，同时保留现场的手动操作。闸门位置和上下游水位信号的采集采用专用传感器。建议现场视频监控由2台摄像机、视频监控站等组成。 5.5系统基本功能 闸门监控系统功能