人工觸發(fā)閃電全電流GPR抬升沖擊SPD損壞試驗(yàn)研究

匯報(bào)內(nèi)容

觀測(cè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目的來源研究意義和國內(nèi)外相關(guān)工作試驗(yàn)和儀器設(shè)備全電流不同過程和案例分析251341、雷暴云起放電過程和雷擊效應(yīng)研究，國重項(xiàng)目課題，雷擊全過程破壞效應(yīng)及防護(hù)試驗(yàn)研究（2017YFC1501506)

，2018-2022年。

研究雷擊全電流下浪涌保護(hù)器失效機(jī)制和損壞模式。

2、基于閃電放電特征的氧化鋅SPD損害機(jī)理試驗(yàn)研究（41775007），國基金面

上項(xiàng)目，2018-2021年。

項(xiàng)目主要來源一、研究意義u低壓電氣系統(tǒng)電涌保護(hù)器（SPD）

是為電子設(shè)備提供安全保護(hù)

的重要器件，

但實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常遭受雷擊而損壞。

SPD損壞的

四種途徑IEC做了詳細(xì)的闡述，

其中雷電流注入接地網(wǎng)瞬間高電

位反擊（電流分流）

是設(shè)備及SPD損壞較為嚴(yán)重的途徑之一

，

項(xiàng)目利用真實(shí)工況的地電位抬升電壓波沖擊氧化鋅SPD，闡明

其損壞機(jī)理，

對(duì)于這類方式引起的災(zāi)害防御是具有現(xiàn)實(shí)的意義

的。u國際上大量光伏、風(fēng)力等新能源發(fā)電及智能網(wǎng)關(guān)的出現(xiàn)，

帶來

低壓電力系統(tǒng)架構(gòu)的變化，

安全可靠的浪涌保護(hù)尤顯重要。國

際標(biāo)準(zhǔn)也開始關(guān)注全雷電波的危害和測(cè)試需求，Thomas（2021）

建議IEC

61643在開展SPD測(cè)試時(shí)不僅考慮多脈沖試

驗(yàn)，

還利用人工觸發(fā)閃電獲得的相關(guān)電流波形進(jìn)行沖擊測(cè)試。IEC

TC37國際標(biāo)準(zhǔn)越來越關(guān)注雷電注入/轉(zhuǎn)移電荷的概念。閃電

物理過程不僅包含了多回?fù)暨^程，

還包含了長連續(xù)電流過程以

及回?fù)舣B加M分量過程，

這些過程由于釋放電荷量大、熱效應(yīng)

集中，

其破壞效應(yīng)甚至比多次回?fù)舾螅?/p>

通過地電位反擊很容易造成額定通流量的氧化鋅SPD損壞。中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

ofTropical

and

Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou項(xiàng)目研究的意義和國內(nèi)外相關(guān)工作在佛羅里達(dá)ICLRT通

信鐵塔和架空配電

線路雷擊的觸發(fā)閃

電試驗(yàn)中也有長連

續(xù)電流損壞SPD的案

例

[Mataetal.2003;Schoene

etal.

,2009]

。

（地面注中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所

主電流反擊桿塔）

DeCarlo

etal.(2008)利用人工

觸發(fā)閃電開展居民

住宅樓分流試驗(yàn)時(shí)

發(fā)現(xiàn)，雷電的長連

續(xù)電流分量由于其

累積的能量大，是

線路SPD損壞的主

要原因。

（接地線母

排）

項(xiàng)目研究的意義和國內(nèi)外相關(guān)工作桿塔反

擊電流注入電流年份火箭發(fā)射次數(shù)成功次數(shù)成功率2018年432763%2019年563970%2020年16002021年20840%合計(jì)1357455%項(xiàng)目至2018年開展以來，共計(jì)發(fā)射火箭135枚，成功74次，成功率

55%

，獲取了較多數(shù)據(jù)，保障了項(xiàng)目的順利開展。試驗(yàn)和儀器設(shè)備-觸發(fā)閃電試驗(yàn)中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

ofTropical

and

Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou試驗(yàn)和儀器設(shè)備-試驗(yàn)方式中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou地網(wǎng)電位差雷電全電流GPR電位差沖擊SPD試驗(yàn)主地網(wǎng)雷電全電流GPR沖擊SPD試驗(yàn)10m被動(dòng)地網(wǎng)主試驗(yàn)方式一試驗(yàn)方式二主地網(wǎng)10m10m10m試驗(yàn)和儀器設(shè)備-儀器架設(shè)和數(shù)據(jù)測(cè)量主地網(wǎng)規(guī)格為10m*10m

（網(wǎng)

格為5m*5m），埋深1m。中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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Meteorology,

CMA,

Guangzhou發(fā)展完善了近距離、強(qiáng)電磁環(huán)境下閃電通道底

部電流的多采樣率、多量程同步測(cè)量技術(shù)，時(shí)間分

辨率最高可達(dá)10ns，實(shí)現(xiàn)了幾安培到幾十千安培大

動(dòng)態(tài)范圍電流的高精度捕獲（100

MS/s采樣率、

14位分辨率）

，已獲取大電流回?fù)暨^程500余次。試驗(yàn)和儀器設(shè)備-注入電流測(cè)量中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou日期SPD參數(shù)SPD損壞原因6.26限壓型，標(biāo)稱放電電流20kA僅初始長連續(xù)電流過程損壞。7.2限壓型，標(biāo)稱放電電流20kA分析發(fā)現(xiàn)是由149.2毫秒時(shí)初始長連續(xù)電流過程損壞7.3間隙型，標(biāo)稱放電電流50kA分析發(fā)現(xiàn)是由初始長連續(xù)電流過程疊加后續(xù)9次回?fù)暨^程損壞7.24兩個(gè)20kA并聯(lián)僅初始長連續(xù)電流過程，由于電流較小，沒有損壞。7.25限壓型，標(biāo)稱放電電流20kA分析發(fā)現(xiàn)是由初始長連續(xù)電流和回?fù)暨^程疊加引起的SPD損壞7.26限壓型，標(biāo)稱放電電流40kA分析發(fā)現(xiàn)是由110.1毫秒初始長連續(xù)電流過程損壞。2018年開展人工引雷全電流直接加載注入地網(wǎng)，

地網(wǎng)反擊浪涌保護(hù)器破壞試驗(yàn)，并成功獲得10余次

SPD損壞試驗(yàn)個(gè)例。中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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CMA,

Guangzhou觀測(cè)數(shù)據(jù)u2019年繼續(xù)開展試驗(yàn)，全電流沖擊SPD和地網(wǎng)暫態(tài)效應(yīng)試驗(yàn)共成功引雷24次，前半段開展主地網(wǎng)沖

擊SPD試驗(yàn)，

SPD損壞5次。試驗(yàn)后半段主要開展10m地網(wǎng)GPR沖擊SPD試驗(yàn)，

SPD不再損壞。u2019年，地網(wǎng)間電位差試驗(yàn)有兩次個(gè)例，其中T0630，有6次回?fù)?，?次回?fù)艉蟑B加了多個(gè)M分量，

釋放大量的電荷。中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou觀測(cè)數(shù)據(jù)長連續(xù)電流和回?fù)粝嗷プ饔脹_擊初始長連續(xù)電流沖擊回?fù)粝陆笛丿B加M分量沖擊全電流不同過程和案例分析213觸發(fā)閃

電過程回?fù)舸螖?shù)及

電流峰值初始長連續(xù)電流特征SPD損壞時(shí)刻之前的初始

連續(xù)電流特征SPD標(biāo)稱

放電電流

（kA）T0626無回?fù)糸L連續(xù)電流長達(dá)480ms，2kA以上電流持續(xù)時(shí)間長達(dá)1.3ms。（只有小量程數(shù)據(jù)）無法判斷（沒有測(cè)量到殘

壓的數(shù)據(jù)）20T07021次回?fù)?，電流幅值?/p>

19.1

kA。持續(xù)時(shí)間433.8ms，峰值電流為718.5A，平均電流146.1A，中和的電量為63.4C。持續(xù)時(shí)間為149.2ms，期間平均電流173.8A，泄放電量為25.9C。單位電阻能量值6410A2.s.20T07254次回?fù)簦畲蠡負(fù)綦?/p>

流為26.1kA。持續(xù)時(shí)間313.6ms，峰值電

流為287.4A，平均電流

106.8A，中和的電量為33.5C。初始連續(xù)電流期間未損壞，第1次回?fù)舫霈F(xiàn)異常。20T0724無回?fù)舫掷m(xù)時(shí)間222.4ms，峰值電流為668.9A，平均電流為

113.9A，電量為25.3C。初始連續(xù)電流期間未損壞。40T07264次回?fù)?，最大回?fù)綦?/p>

流峰值大于

28.7

kA。持續(xù)時(shí)間183.3ms，峰值電

流為1079.2A，平均電流

176.4A，中和的電量為32.3C。持續(xù)時(shí)間為110.1ms，平均電流238.3A，泄放電量為26.2C。單位電阻能量值9147A2.s.40ChenS,

YAN

X,

YANG

B,etal.

TheDamageEffectsonSurgeProtectiveDevices

Causedbythe

Ground

Potential

Rise

DuringtheInitial

LongContinuous

Current

Processesof

Triggered

Lightning

Events.IEEE

TransactionsonPowerDelivery,

2021,36(4):2186-2193.初始長連續(xù)電流沖擊中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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and

Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou初始長連續(xù)電流過程引起GPR沖擊SPD的閃電事件2018年夏季u

SPD沒有損壞（In=40kA）u殘壓值不高，都小于600V，持續(xù)時(shí)間較長，約為175ms，

由于殘壓幅值較小，應(yīng)流經(jīng)SPD的電流很小，基本淹沒

在測(cè)量的噪音中，沖擊能量很小。u當(dāng)ICCP的上升沿時(shí)間較短時(shí)，殘壓幅值的升高就尤為明

顯，如-50ms前的一次波動(dòng)，殘壓迅速上升，殘壓的大

小變化與電流的快速變化有一定的有關(guān)系。ChenS,

YAN

X,

YANG

B,etal.

TheDamageEffectsonSurgeProtectiveDevices

Causedbythe

Ground

Potential

Rise

DuringtheInitial

LongContinuous

Current

Processesof

Triggered

Lightning

Events.IEEE

TransactionsonPowerDelivery,

2021,36(4):2186-2193.初始長連續(xù)電流沖擊中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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Marine

Meteorology,

CMA,

GuangzhouT0724u99.2ms出現(xiàn)了斷崖式的突變現(xiàn)象，

SPD損壞u注入電流上升迅速，對(duì)應(yīng)經(jīng)SPD的電流就大，沖擊能量

大。u至SPD損壞，觸發(fā)閃電泄放電量為25.9C。單位電阻能

量值6410A2.s

（紅色）。流經(jīng)SPD的總電量為1.35C。（藍(lán)色曲線）u能量累積達(dá)1169.9J

。（In=20kA，

8/20us，

其電量可達(dá)367.7mC，按T0702過程中主要階段的平均殘壓813.8V計(jì)算，

一次標(biāo)稱放電電流沖擊流經(jīng)SPD的能量約300J）ChenS,

YAN

X,

YANG

B,etal.

TheDamageEffectsonSurgeProtectiveDevices

Causedbythe

Ground

Potential

Rise

DuringtheInitial

LongContinuous

Current

Processesof

Triggered

Lightning

Events.IEEE

TransactionsonPowerDelivery,

2021,36(4):2186-2193.初始長連續(xù)電流沖擊中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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Marine

Meteorology,

CMA,

GuangzhouT0702u標(biāo)稱放電電流為40kA的氧化鋅SPD損壞，損壞時(shí)刻為

29.9msu

出現(xiàn)了上升沿時(shí)間短的脈沖，殘壓和流經(jīng)SPD電流迅速

上升。u至SPD損壞，觸發(fā)閃電泄放電量為26.2C。單位電阻能

量值9147A2.s

（紅色），流經(jīng)SPD的總電量為1.35C。（藍(lán)色曲線）u能量累積達(dá)1034.6J。ChenS,

YAN

X,

YANG

B,etal.

TheDamageEffectsonSurgeProtectiveDevices

Causedbythe

Ground

Potential

Rise

DuringtheInitial

LongContinuous

Current

Processesof

Triggered

Lightning

Events.IEEE

TransactionsonPowerDelivery,

2021,36(4):2186-2193.初始長連續(xù)電流沖擊T0726（初始長連續(xù)電流只測(cè)到大量程，后面有4次回?fù)?，?次電流非常大，造成系統(tǒng)癱瘓）

中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

ofTropical

and

Marine

Meteorology,

CMA,

GuangzhouT0726快速上升至1000J左右的時(shí)間約為8ms，

T0702則為14ms左右。由0.5ms能量曲線同樣可見，

T0702最大值為71.0J，且

在能量主上升階段出現(xiàn)了較多的振蕩，而T0726過程0.5ms

內(nèi)對(duì)應(yīng)的最大值為143.1J,在能量主上升階段呈現(xiàn)出單脈沖

的特征，也就是說T0726過程，

沖擊SPD的能量更為快速、

更為猛烈，

而T0702相對(duì)較為緩和弱些。能量累積的分散性

最終造成兩者沖擊SPD完全不同的結(jié)果。ChenS,

YAN

X,

YANG

B,etal.

TheDamageEffectsonSurgeProtectiveDevices

Causedbythe

Ground

Potential

Rise

DuringtheInitial

LongContinuous

Current

Processesof

Triggered

Lightning

Events.IEEE

TransactionsonPowerDelivery,

2021,36(4):2186-2193.閃電事件電流峰值（A）大于50A持續(xù)時(shí)間（ms）大于100A持續(xù)時(shí)間

（ms）大于200A

持續(xù)時(shí)間

（ms）大于300A

持續(xù)時(shí)間

（ms）T0702198.39.124.8900T0726392.76.744.081.110.61初始長連續(xù)電流沖擊0.5ms的能量值不同閃電事件流經(jīng)SPD接地線電流特征參數(shù)中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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Meteorology,

CMA,

GuangzhouT0702和T0726案例比較觸發(fā)閃電電

流峰值（kA）流經(jīng)SPD電流

峰值(kA)占觸發(fā)閃電

電流峰值比上升時(shí)間

(μS)半峰寬度(μS)流經(jīng)SPD電量

(C）占觸發(fā)閃電

電量比RS1

of

T072515.95.635.2%3.278.10.5865.9%RS2

of

T072524.27.129.3%15.568.60.5835.4%RS3

of

T072510.53.129.5%2.435.90.1534.1%RS4

of

T072526.15.621.5%10.566.30.4426.3%RS1

of

T072611.73.529.9%2.477.40.2839.4%RS2

of

T072621.96.127.9%%11.556.00.3638.7%Mean18.45.229.1%7.663.70.4040.0%在這樣的一種模型下，回?fù)暨^程進(jìn)入SPD電源系統(tǒng)的電流占比29.1%，由于反擊電流上升和半峰都比較寬，其電量平均值比較大，達(dá)0.4C，占觸發(fā)閃電40%，是相當(dāng)大的。ILCC過程T0702和T0726流經(jīng)SPD電流，占注入電荷量（25.9C和26.2C）的5.15%和5.21%，

與回?fù)暨^程占比相比是很小的，但其總量仍然很大（大約都為1.35C），約為3～4次約20kA回?fù)暨^程釋放電量的總和。中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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Meteorology,

CMA,

Guangzhou和回?fù)暨^程的對(duì)比回?fù)暨^程對(duì)應(yīng)流經(jīng)SPD電流特征參數(shù)初始長連續(xù)電流沖擊主要結(jié)論：u長連續(xù)電流，包括上行閃電（人工觸發(fā)閃電）

、回?fù)糸g的連續(xù)電流等注

入地網(wǎng)后（人工接地體），僅初始長連續(xù)電流過程（小電流長時(shí)間）也

能損壞SPD，且通過觀測(cè)定量給出了損壞時(shí)的能量，大約為1000J

（20kA，

8/20μs）

。u傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)只關(guān)注回?fù)裘}沖的過程（大電流短時(shí)間），觀測(cè)試驗(yàn)和分析提供了SPD損壞的新視角。ChenS,

Yan

X,Zhang

Y,etal.SurgeProtectiveDeviceDamage

Causedby

Triggered

LightningReturnStroke,Subsequent

Continuous

Current

and

M

Component,Electric

Power

Systems

Research.初始長連續(xù)電流沖擊中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

ofTropical

and

Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou回?fù)粝陆笛丿B加M分量沖擊ChenS,

Yan

X,Zhang

Y,etal.SurgeProtectiveDeviceDamage

Causedby

Triggered

LightningReturnStroke,SubsequentContinuous

Currentand

MComponent,ElectricPowerSystemsResearch.中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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and

Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou試驗(yàn)布置（2019年的一次試驗(yàn)，T0630）

回?fù)粝陆笛丿B加M分量沖擊ChenS,

Yan

X,Zhang

Y,etal.SurgeProtectiveDeviceDamage

Causedby

Triggered

LightningReturnStroke,Subsequent

Continuous

Current

and

M

Component,Electric

Power

Systems

Research.（6次回?fù)簦?/p>

-5.7～-31.1kA，

算術(shù)平均值-17.4

kA）中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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Meteorology,

CMA,

Guangzhou標(biāo)稱放電電流40kASPD損壞時(shí)刻，RS2，為什么會(huì)有這么大的能量沖擊？T0630觸發(fā)閃電電流波形觸發(fā)閃電和SPD損壞4個(gè)階段M1階段M2階段RS1階段RS2階段觸發(fā)閃電電流峰值(kA)0.470.995.7319.55殘壓持續(xù)時(shí)間(ms)6.851.103.091.67殘壓峰值(V)-811.0-548.9-1004.3-1210.8平均殘壓(V)-718.2-510.0-797.5-1035.4沖擊SPD電流峰值(A)-16.5-41.5-223.2-2461.5沖擊SPD平均電流（A）-3.3-15.0-16.0-1359.6沖擊SPD電荷量(C)-0.02-0.02-0.05-2.27沖擊SPD能量(J)16.84.522.81934.4占總能量比值(%)0.850.231.1597.77u

RS2由開始至SPD損壞的1.67ms時(shí)間內(nèi)，

經(jīng)SPD泄放的電荷量為-2.27C（實(shí)驗(yàn)室測(cè)試用的峰值40kA（8/20μS）

波形，其流過SPD的電量僅為694.6mC，

3.2倍，

這個(gè)電量之大另

人驚訝）u

RS2開始至SPD損壞沖擊SPD的能量達(dá)到1934.4Ju

RS2在回?fù)綦娏骰芈溥^程中疊加的連續(xù)電流和多個(gè)大電流M

分量過程是致使SPD首先損壞的主要原因，

后面4次回?fù)羰筍PD穿孔及部分炸裂。Chen

S,

Yan

X,Zhang

Y,et

al.Surge

Protective

Device

Damage

Caused

by

Triggered

Lightning

ReturnStroke,Subsequent

Continuous

Current

and

M

Component,Electric

Power

Systems

Research.回?fù)粝陆笛丿B加M分量沖擊SPD損壞前四個(gè)殘壓階段（M1、M2、RS1、RS2）的各項(xiàng)參

數(shù)中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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and

Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou過程累積能量的巨大（中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所kAIns）titute

GuangzhouChe0n.58

1.70

Y,

etal.SurgeProtectiveDeviceDamage

Causedby

Triggered

LightningReturnStroke,SubsequentContinuous

Currentand

MComponent,ElectricPowerSystemsResearch.u6次M分量離回?fù)舻臅r(shí)間平均值

僅為0.880ms，第1次M分量僅

為短暫的56μs，最后一次僅為

1.835ms，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于歷史統(tǒng)計(jì)

的結(jié)果。u6次M分量的峰值電流和M分量

疊加的背景電流都很大，平均值

為3.87kA和2.75kA，遠(yuǎn)大于歷史統(tǒng)計(jì)結(jié)果。u正是這樣一次比較特殊的回?fù)艉?/p>

續(xù)電流和M分量事件，造成了沖

擊SPD的電流和累積能量巨大，最終過程還沒結(jié)束就損壞了SPD?；?fù)粝陆笛丿B加M分量沖擊M217.977.160.0562.46M233.212.020.5290.5501.91M243.380.690.5621.1451.86M252.291.400.3541.5270.93（kA）（kA）t

M

(ms）

t

R

M

(ms）S

P

DM224.613.850.1230.1662.46平均值3.872.750.372背景電流間隔時(shí)間回?fù)糸g隔M261.741.400.298IP

IB

ΔΔI過程的解析1.835

0.880SPDu

RS1沖擊SPD的能量很弱，累積值為22.8J，

50μS內(nèi)沖擊SPD能量最大值僅為3.0J，對(duì)

應(yīng)出現(xiàn)在駝峰的M分量處u

RS2三處峰值，上升沿，下降沿疊加M分

量。

50μS內(nèi)沖擊SPD能量最大值為104.3J，

整個(gè)過程大于100J的2次，大于80J的9次。u長時(shí)間大能量的沖擊導(dǎo)致SPD失效回?fù)粝陆笛丿B加M分量沖擊ChenS,

Yan

X,Zhang

Y,etal.SurgeProtectiveDeviceDamage

Causedby

Triggered

LightningReturnStroke,SubsequentContinuous

Currentand

MComponent,ElectricPowerSystemsResearch.中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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and

Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou50微秒能量值（藍(lán)色）

能量累加（紅色）

不同回?fù)暨^程u

RS2對(duì)應(yīng)的Qspd非常大，比其它5次回?fù)艨偤瓦€要大。u

RS4的Ispd飽和，

最大，

觸發(fā)閃電注入的電荷量（Qtr）

最大，

其Qspd并不是很大。u

電荷量占比RS2非常大，

值得研究，

只有回?fù)暨^程的RS5占23%，

也比較大，

其它的占比很小不到5%。u

不同回?fù)暨^程QSPD與觸發(fā)閃電注入不同的回?fù)艉蚆分量組合波形

有很大的區(qū)別。RSRS1RS2RS3RS4RS5RS6Ip（kA）5.719.613.531.321.413.2ISPD（A）223.22461.5499.0飽和3734.0447.3QTr（mC）1422.46019.83146.16328.11434.14148.1QSPD（mC）49.42634.5127.0估計(jì)不超

過600329.7130.4Q

S

P

D

/QTr3.5%43.8%4.0%--23.0%3.1%M分量和回?fù)暨^程SPD電流和注入電

流之間的關(guān)系（

小電流區(qū)基本線性，隨著電

流增加，SPD電流明顯增加）

，RS2后面的M分

量刪除，Ispd明顯偏大很多?；?fù)粝陆笛丿B加M分量沖擊Chen

S,

Yan

X,Zhang

Y,et

al.Surge

Protective

Device

Damage

Caused

by

Triggered

Lightning

ReturnStroke,SubsequentContinuous

Currentand

MComponent,ElectricPowerSystemsResearch.中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

ofTropical

and

Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou6次回?fù)艏昂罄m(xù)連續(xù)電流和M分量過程電流、電量參數(shù)不同回?fù)暨^程主要結(jié)論：u回?fù)粝陆笛丿B加多個(gè)較大電流的M分量，

當(dāng)其背景電流較大，

離回?fù)裟阁w時(shí)間間隔較短時(shí)，

沖擊SPD的電流和電量明顯偏大，破壞效應(yīng)和破壞威力自然顯著提升。u當(dāng)電荷量累積達(dá)到2.27C，

沖擊SPD的能量達(dá)到1934.4J時(shí)，標(biāo)稱放電電流40kA的氧化鋅SPD失效。回?fù)粝陆笛丿B加M分量沖擊ChenS,

Yan

X,Zhang

Y,etal.SurgeProtectiveDeviceDamage

Causedby

Triggered

LightningReturnStroke,SubsequentContinuous

Currentand

MComponent,ElectricPowerSystemsResearch.中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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and

Marine

Meteorology,

CMA,

Guangzhou編號(hào)電流峰值/kA半峰寬度/μs10%–90%上升

時(shí)間/μs上升沿平均陡度

/kA/μs電量/(C)RS115.925.80.4926.40.88RS224.212.50.2675.71.64RS310.511.10.3722.80.44RS426.15.20.3168.51.67AVE19.213.70.3648.41.16RS3+M分量電流長連續(xù)電流和回?fù)粝嗷プ饔脹_擊T0725由初始長連續(xù)電流和后面4次回?fù)艚M成，持續(xù)時(shí)間長約313.6ms，中和電

量約為33.5C

。RS4最大，26.1kA

。RS3后面緊跟較多M分量。

陳紹東，張義軍，顏旭等。一次觸發(fā)閃電地電位抬升引發(fā)的氧化鋅電涌保護(hù)器損壞事件分析，

熱帶氣象學(xué)報(bào)，37(3):1-9

，2021.中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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Meteorology,

CMA,

GuangzhouT0725ILC

C初始長連續(xù)電流階段殘壓顯示，

SPD并未損壞。

RS1，

SPD異常，

大約80μs時(shí)間內(nèi)SPD并沒有鉗制住GPR電壓，

電

壓峰值達(dá)到7kV左右（部分箝制），

當(dāng)電壓降低時(shí)，

SPD又恢復(fù)了鉗制

作用。RS2，同樣也有85μs左右的飽和值，

其幅值超過了量程20kV，

說明

此時(shí)間段內(nèi)SPD完全不起作用了，

之后恢復(fù)了殘壓(殘壓值高，

時(shí)間

長）

。突變，

殘壓沒有結(jié)束就又不起作用了。

RS3，

電流最小的，

起初出現(xiàn)了52.2μs的殘壓，

就又突變了。

RS3之

后有7次M分量，

有3次大于1kA的，

第7次出現(xiàn)了短暫的殘壓，

95.3μs。

RS4，

徹底損壞，

只出現(xiàn)了60μs飽和值，

之后就是140V左右的電壓

值。類似間隙的這個(gè)較低電壓水平內(nèi)部的晶粒和晶界層到底是如何的情況，

值得研究。

長連續(xù)電流和回?fù)粝嗷プ饔脹_擊中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所Institute

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CMA,

Guangzhou突變點(diǎn)突變點(diǎn)殘壓編號(hào)接地線電

流/kA半峰寬度

/μ