GB50343-2004第5.4.1-2条关于标称放电电流的计算说明

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一、条文中的几个假设与事实
1、    条文假设一：a级：按一类建筑物最大雷电流200ka计算
               b级：按二类建筑物最大雷电流150ka计算
               c级：按三类建筑物最大雷电流100ka计算
               d级：按三类建筑物最大雷电流100ka计算
详见gb50057-94附录六。
2、条文假设二：全部雷电流50%流入建筑物接地装置，另50%分配于引入建筑物的各种外来导电物、电力线、通信线等设施中；详见gb50057-94第6.3.4条规定；
3、条文假设三：供电线路无屏蔽直接进入建筑物，而实际上绝大部分供电线缆进入建筑物时为穿金属管埋地15米以上进入，其绝大部分雷电流将沿屏蔽层流走，按gb50057-94第6.4.7条规定：当线路有屏蔽时按雷电流的30%考虑；
4、条文假设四：除引入建筑物的供电线缆外，无其它任何线缆或金属物进入，而实际上除供电线缆外，还应至少有通信线缆和金属管件等，总分流值应再减少2/3；
二、gb50343-2004第5.4.1-2条说明是按上述四个条文假设计算的最大放电电流值；
三、按gb50343-2004第5.4.1-2条说明思路，结合建筑物的上述事实计算标称放电电流值的过程表

表中计算所得的8/20us波形转换值实际上是浪涌保护器所需要的最大放电电流，如为提高安全系数，可将最大放电电流理解为标称放电电流。因此相对应的a、b、c、d级保护的第一级保护的标称放电电流为15ka、10ka、7ka、7ka。相对应的产品最大放电电流应为40ka、20ka、15ka。
如果建筑物仅引入供电和通信电缆，则相对应的a、b、c、d级保护的第一级保护的标称放电电流为20ka、15ka、10ka、10ka。相对应的产品最大放电电流应为40ka、30ka、20ka。
如果建筑物仅引入供电电缆，则相对应的a、b、c、d级保护的第一级保护的标称放电电流为45ka、30ka、20ka、20ka。相对应的产品最大放电电流应为90ka、60ka、40ka。
因此，电力线缆在穿金属管屏蔽埋地15米以上进入建筑物的，其a、b、c、d级保护的第一级保护的标称放电电流为45ka、30ka、20ka、20ka。相对应的产品最大放电电流应为90ka、60ka、40ka。
供电系统中安装第二、三级保护主要目的是为了承担前级保护器的残余能量，并保证安装处系统残压小于设备绝缘耐压，我们认为条文中关于第二、三级计算方法是不正确的，因为按照条文说明可得出推论：二级保护器在导通之前，线缆上所承受的雷电流越大，设备越安全，显然这是错误的。我们认为应计算在二级保护器在导通之前和二级保护器在导通之后两种情况下的雷电流，取大即可。

 
规范要求spd的连接线缆应小于0.5米，实际可能比较难实现，现取1米，其电感为1uh；限压型spd是可变电阻，其瞬间符合安培定律，按实验测得的数据：在电流从零上升到最大值过程中，随着电流密度增加，其电阻值可以从几百兆欧下降到几十毫欧，持续耐压越高，在同样冲击电流下其内阻越大，样品为34*34、持续耐压为440v的芯片，其最低电阻值约为90-70毫欧，取70毫欧；
保护器在导通之前，为保证设备正常工作，ubc应小于设备的绝缘耐压,而ubc +uab= uac=ul1+ up=l1*di/dt+ir=0.1i+0.07i=0.17i， 设备内阻比较大，ab端所分流很小，主要通过spd对地泄放，ab端压降忽略计算，可整理得ubc =0.17i- uab=0.17i≤4000,因此，i≤23.5ka，当绝缘耐压为2500、1500时，得i≤（14.7ka 、8.8ka）。考虑安全系数，取最大值40ka和15ka。
保护器导通后，ubc等于线间压降和保护器残压之和应小于设备的绝缘耐压4000v， 同样的，其i≤（23.5、14.7ka 、8.8ka），考虑安全系数，取最大值40ka和15ka。以上计算仅为后续保护器选择的最大放电电流，后续保护器所承受的雷电流实际上比较小。
因此，二级保护建议选择最大放电电流为40ka，标称为20ka，三级保护建议选择最大放电电流为15ka。

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综上所述，电力线缆在穿金属管屏蔽埋地15米以上进入建筑物的，其a、b、c、d级保护的第一级保护的标称放电电流为45ka、30ka、20ka、20ka。相对应的产品最大放电电流应为90ka、60ka、40ka；第二级保护的标称放电电流为20ka。相对应的产品最大放电电流应为40ka，第三级保护相对应的产品最大放电电流应为15ka；建议使用法国soule的pu65、pu40、pu15系列产品。