半導(dǎo)體少長針消雷裝置SLE

1、 半導(dǎo)體少長針消雷裝置（SLE）及其應(yīng)用【摘要】：SLE半導(dǎo)體少長針消雷裝置是目前世界最先進(jìn)的防雷裝置。介紹了雷電的危害及防雷方法, 重點(diǎn)是半導(dǎo)體少長針消雷裝置的消雷機(jī)理、主要技術(shù)性能?！娟P(guān)鍵詞】： 半導(dǎo)體 消雷裝置【前言】： 半導(dǎo)體少長針消雷裝置是一種新型直擊雷防護(hù)裝置，它具有“中和”、“限流”、和“屏蔽”三大功能，能消滅上行雷，消減被保護(hù)物受雷擊率，延緩主放電時(shí)間，消減雷電流幅值，從而使被保護(hù)物免受直擊雷的侵害，使被保護(hù)物得到可靠的保護(hù)。雷電這種自然現(xiàn)象給人類的生活和生產(chǎn)帶來很大的影響。在生活中，雷電已經(jīng)威脅到了人類的生命安全，常使航空、通訊、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電力供應(yīng)、建筑物等許多方面遭受破壞

2、，使人們對(duì)其防護(hù)的問題格外關(guān)注。雷擊會(huì)嚴(yán)重?fù)p害電氣設(shè)備和電子設(shè)備。從幾十至二百千安的沖擊電流，流過被擊物體形成很高的沖擊電壓，使電氣設(shè)備絕緣被破壞；沖擊的強(qiáng)電流使設(shè)備中的導(dǎo)線及電子設(shè)備溫度突然升高，以致設(shè)備熔斷毀壞。人們?nèi)缃竦闹饕椒ㄊ窃O(shè)法去預(yù)防和限制阻止它的破壞性。這就需要裝設(shè)及采用防雷保護(hù)裝置等措施。傳統(tǒng)的避雷器及新型的氧化鋅避雷器雖然能在接地裝置良好的情況下抑制雷電波和感應(yīng)過電壓波, 但殘余電壓仍足以損壞設(shè)備。為此，在部分設(shè)備上安裝RC吸收器、擊穿保險(xiǎn)、抗浪涌過電壓保護(hù)器等，可以確保設(shè)備不受過電壓的危害。由于此區(qū)域的環(huán)境及位置比較敏感，所以避雷塔上的避雷針采用現(xiàn)代新型防雷裝置半導(dǎo)體少長針

3、消雷裝置(簡(jiǎn)稱SLE)。SLE是在避雷針的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種能降低雷電流幅值和陡度的新型防雷裝置。它由5至19根半導(dǎo)體針組成，向上呈輻射狀，布置在數(shù)個(gè)垂直交叉的扇面上，同一扇面相臨兩針間的夾角為20°25°，每根半導(dǎo)體針長約5米，針體電阻為35K，單針閃絡(luò)電壓在1500KV以上。每根針端部有4根30厘米長的金屬針。（見下圖） SLE由多支半導(dǎo)體針體和基座組成。每支2.5m長的半導(dǎo)體針由金屬球頭、鋼針（四根金屬分叉尖針）構(gòu)成的接閃器和半導(dǎo)體電阻構(gòu)成的限流部組成。 1、 SLE的性能特點(diǎn)（1）SLE能100%消滅由地面向上發(fā)展的雷電 雷電分為上行雷與下行雷兩種。上行雷的形成需

4、有100A以上的上行先導(dǎo)電流，而半導(dǎo)體針電阻將上行先導(dǎo)電流抑制到幾十安培以下，從而使上行雷難以形成。（2）SLE對(duì)雷擊次數(shù)具有消減作用 SLE對(duì)雷擊次數(shù)的消減作用在于電暈電流的中和及空間電荷的屏蔽效應(yīng)。由于SLE本身結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)充分利用了雷云電場(chǎng)的本身動(dòng)力，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的中和電流，利用這些電暈電流相應(yīng)的電荷只要中和雷云電荷中的一部分，使雷云電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)消減到放電極限以下，即能有效防止雷擊發(fā)生。 由于SLE具備以上兩種功能，可使總雷擊次數(shù)消減到75%左右。（3）SLE對(duì)下行雷主放電電流的抑制當(dāng)雷電發(fā)生太快，消雷裝置的電暈電流中和作用來不及中和時(shí)，此時(shí)允許落雷。其半導(dǎo)體消雷針起到限流作用。這是SLE具有

5、的最突出的優(yōu)點(diǎn)。SLE由于其非線性電阻的作用，使雷擊主放電受到限制，有效地減小了主放電電流的幅值及陡度。甚至使雷擊主放電過程不會(huì)出現(xiàn)。（4）保護(hù)范圍大保護(hù)角按80°計(jì)算，保護(hù)半徑為建筑物高度的5倍，其地面保護(hù)范圍是等高避雷針保護(hù)范圍的11倍。對(duì)于地質(zhì)條件較惡劣，接地要求又較高的條件下，采用半導(dǎo)體少長針消雷器可使接地電阻放寬到30以達(dá)到接地要求。 （二）SLE的主要功能（1） 有效地抑制由地面向上發(fā)展的上行雷。（2） SLE內(nèi)在的限流能力，可以延緩雷擊放電時(shí)間、大幅度消減雷電流的幅值和陡度，使雷擊的二次效應(yīng)大大減弱，使得對(duì)雷擊二次效應(yīng)的防護(hù)更易實(shí)現(xiàn)。（3） 少長針獨(dú)特的輻射狀設(shè)計(jì)和合理的20°25°夾角，能在雷電流過大時(shí)，使多支少長針自動(dòng)并聯(lián)，達(dá)到聯(lián)合限流的目的。（4） 保護(hù)范圍大，SLE安裝高度h與其保護(hù)半徑r之比最大為1：5，保護(hù)角接近80度；其地面保護(hù)范圍為同高避雷針的11倍。 （5） 在高土壤電阻率地區(qū)，沖擊接地電阻可適當(dāng)放寬，但應(yīng)小于30。（6） 半導(dǎo)體針組可抗45m/s的風(fēng)速；可耐室外溫度為-4056。 SLE是在避雷針的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的特點(diǎn)在于采用半導(dǎo)體電阻來抑制上行雷的發(fā)展，并有效地降低雷擊主放電電流幅值和陡度，從而克服了避雷針或其它導(dǎo)體防直擊雷設(shè)備