1.時間間隔

根據 《雷電參數的工程應用》CIGRE Final Report 2013《LIGHTNI NG PARAMETERS FOR ENGINEERING APPLICATIONS 》 ----CIGRE WG C4.407

擊間間隔通常是在峰值電流和電磁場脈沖之間測算的。一些擊間間隔包含了相當可觀的持續時間的連續電流。然而，在下一次回擊到來之前這些電流總是會消失（McCann 1944； Berger 1967；Fisher et al. 1993）。在連續電流的末尾和下一次回擊的開始之間的時間間隔叫無電流擊間間隔。通過高速攝像機（幀間隔為1毫秒或更低）的觀測只能獲得不太精確的擊間間隔測算。根據佛羅里達和新墨西哥州對負閃回擊計數（accurate-stroke-count）的研究發現，擊間間隔的幾何平均數大約為60毫秒（Rakov and Uman 2003 Fig. 4.4）。若將長連續電流計算在內（詳見第4章），擊間間隔可以大到幾百個毫秒。偶爾地，兩個先導/回擊會產生在同一個閃電通道中，它們之間的時間間隔短到只有 1毫秒或者更少（Rakov and Uman 1994； Ballarotti et al 2005）。在回擊形成長連續電流之前的擊間間隔顯示出比普通擊間間隔更短的傾向（Shindo and Uman 1989；Rakov and Uman 1990a；Saba et al 2006a）。表2.2小結了不同地域探測到的負閃擊間間隔的幾何平均數。另外，該表還給出了多回擊閃電的持續時間。
表2.2：擊間間隔和閃電持續時間（括號內的數值為樣品數）

*僅僅是多回擊閃電。Qie 等人(2002)記錄了中國甘肅省的50個負閃電的擊間間隔的幾何平均數為47毫秒（樣品數=238）

Saraiva等（2010）運用精確的雷擊計數技術給出了不同地區負地閃的回擊間隔。利用高速攝影機對1210次閃擊的回擊間隔進行了研究，回擊間隔時間介于幾毫秒到782毫秒之間。而兩地區的平均回擊間隔的幾何平均基本上都在60ms左右。許多其它學者公布的平均回擊間隔時間也都在 60ms左右(Shindo and Uman， 1989；Cooray and Jayaratne， 1994；Rakov et al. 1994；Sabaet al. 2006；amongo TH ers)。這個數值也和奧地利學者Schulz在10年間利用閃電定位系統探測的數據做的研究結論是一致的。圖.9.3.亞利桑那州和圣保羅地區閃電回擊間隔分布(引自Saraiva et al. 2010)

圖. 9.3. 在亞利桑那州和圣保羅錄得的回擊間隔分布 引自 Saraiva etal. (2010).

 

大約超過 80%的負地閃是由兩個或兩個以上的回擊組成。這個百分比明顯高于早先Andersonand Eriksson (1980)基于不準確的記錄而估計的55%。每個地閃平均回擊次數為3– 5個，回擊間隔時間幾何平均約60ms。

根據肖穩安等人的文獻《十脈沖下的ZnO壓敏電阻老化分析》闡述了最有一個脈沖間隔400ms出自IEC62305-1。

2.脈沖個數

一個典型的負地閃由3 到5 個回擊組成，擊間間隔通常為數十毫秒。新墨西哥州發現閃電的最多回擊數有26 個（Kitagawa et al 1962）。需要注意，回擊數包括預先通道（由一次回擊所建立的通道）中產生的回擊和在地面形成新接地點的回擊。地面新接地點的回擊參數在預先通道中發展形成的第一次回擊和繼后回擊之間。表2.1通過回擊計數方法總結了不同地方每次閃電的平均回擊數以及閃電單回擊百分比。通過表2.1可以發現在以前CIGRE建議的閃電單回擊百分比為45%（Andersonand Eriksson 1980），是一個過高估計了兩倍甚至更多的數值。在熱帶地區（SriLanka and Malaysia）閃電單回擊百分比基本與溫帶地區的數值一致。

含有連續電流的地閃回擊正地閃遠高于負地閃。正地閃回擊后連續電流的持續時間和強度也要大于負地閃。正地閃能夠產生高的峰值電流和長連續電流，這個特征在任何一個負地閃中都沒有發現。在自然地閃中出現的連續電流表現出多種波形，大致可以分為六類。由于極性的不同，每個連續電流的M分量存在較大差異。負地閃的連續電流平均含有5.5個M分量，而正地閃的連續電流則平均含有9個。對于負地閃，長連續電流峰值通常較小，而連續電流之前的回擊具有較大的峰值電流且回擊時間間隔也相對較小。幅值相對較低的長連續電流轉移的電荷量比高幅值的回擊脈沖大。

3.脈沖強度

約有1/3到1/2的地閃，在相隔幾公里出現兩個或兩個以上的接地點。但每個地閃只有一個位置記錄 ，地閃密度測量值的校正因子大約是1.5- 1.7，明顯高于安德森和埃里克森(1980)先前估計的1.1。首次回擊電流峰值通常比隨后的繼后回擊電流峰值大2到3倍。然而，大約三分之一的地閃包含至少一個具有大電場峰值的繼后回擊。理論上，其電流峰值也應大于首次回擊。大于首次回擊的繼后回擊可能對供電線路和其它系統構成了額外的威脅。

更多文獻尚未摘錄。

實驗簡介：

  我們研究的目標是線纜上傳輸的雷電感應部分分量，按T2試驗的8/20us這種標準化波形，同時施加Uc=255V，短路電流100A作為每個脈沖間的持續電流。

實驗樣品為MOV芯片、GDT放電管以及SPD模塊。

實驗形式：

非典型多脈沖多樣化測試:

即可以改變脈沖間隔、峰值、脈沖個數來研究試品的耐受能力。

典型多脈沖波形測試:

即采用開篇的標準波形，固定間隔時間、個數與峰值比來測試試品通過實驗的能力
文獻來源：楊少杰組織編譯《雷電參數的工程應用》
 

（二）——同時序不同脈沖數對MOV芯片的影響

1 不同脈沖數實驗

圖1 多脈沖沖擊平臺上的預置的5脈沖波形

通過對雷電多脈沖的觀測，發現雷電多脈沖的時間間隔多為40ms左右，單片氧化鋅壓敏電阻的In為20kA，所以本文首先設定多脈沖時間間隔為40ms，沖擊電流為20kA，工頻電壓為250V進行試驗，改變脈沖的個數，觀察在此設定下單片氧化鋅壓敏電阻能夠承受的脈沖個數，并得出數據，見表2。

表2 不同脈沖個數情況下氧化鋅壓敏電阻的狀態

從表1中可以看出，當脈沖數為5時，氧化鋅壓敏電阻發生起火現象，由此得出單片氧化鋅壓敏電阻不能承受時間間隔為40ms，脈沖數為5及以上的雷電多脈沖。

單片壓敏電阻表面溫度最高值隨脈沖個數增加的變化，如圖2所示

圖2 單片氧化鋅壓敏電阻表面最高溫度隨脈沖個數變化規律(200度以上為擊穿燒毀)

 由圖2中我們可以看出：（1）單片氧化鋅壓敏電阻在5脈沖之前表面溫度隨脈沖個數呈現線性的變化趨勢，脈沖個數越多，壓敏電阻越無法恢快速復至高阻狀態，施加的工頻Uc使其泄漏電流攀升，直至其瞬間短路起火，由此得出多脈沖破壞了壓敏電阻通流后保持熱穩定的能力，這是引起起火的原因之一。

針對壓敏電阻熱穩定的破壞性，首要研究其經過多脈沖后的劣化程度。
圖4只研究小于5個脈沖數的漏電流變化。由上兩圖可以看出，隨著脈沖數的變化，在5脈沖前單片氧化鋅壓敏電阻的壓敏電壓呈現線性遞減，漏電流呈現線性遞增的趨勢，并且氧化鋅壓敏電阻在2脈沖時就呈現老化現象，而在5脈沖后，由于溫度升高導致通過電流增大，電流增大又導致溫度升高，使壓敏電阻片陷入一種惡性循環中，最終導致壓敏電阻快速損壞。
本文轉載自： 孫涌的優測實驗室
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