防雷技术

凯文式接法的应用

　　近期常有用户询问关于防雷箱安装的问题，特别是凯文式接线的意义。根据我们的经验，结合标准规范的要求，给大家作一个简要说明。

　　1. 根据GB50057-94(2000年版)《建筑物防雷设计规范》第6.4.4条的要求：为使最大电涌电压足够低，其两端的引线应做到最短。当引线长，产生的电压大，可能时，也可采用图中的c、d图接线（图c即为凯文式接线）。

　　2. 根据GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》第5.4.1.5条的要求：浪涌保护器连接导线应平直，其长度不宜大于0.5m。

　　3. 根据YD/T5098-2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》第5.0.3条的要求：电源用箱式SPD接线端子与相线和零线之间的连接线长度，若接线上却有困难，可视具体情况适当放宽连接线长度，但其截面积应适当增大；SPD接地线的长度应小于1m，且应就近接地。

　　根据以上标准规范的要求，安装防雷箱时，选择安装位置和布线方式都要尽量使其两端的引线做到最短，其目的就是为了减少过长的引线而引入的额外的残压对设备的危害，避免降低SPD对设备的保护效果。

　　下面我们举例说明采用普通并联式接线方式与采用凯文式接线方式对设备保护效果的不同：

　　A点为交流配电箱。
　　B点为机房接地母排。

　　假设A点到防雷箱的距离为1米，则L1的电感量大约为1uH。
　　假设防雷箱到B点的距离为5米，则L2的电感量大约为5uH。

　　开关电源交流输入侧得到的剩余电压（残压）＝L1的残压＋防雷箱的残压＋L2的残压，并不仅仅是防雷箱的残压。

　　假设通过防雷箱的雷电流为20KA：
　　防雷箱的残压为1500V
　　L1的残压＝L1*di/dt＝1uH*20KA/10uS＝2KV
　　L2的残压＝L2*di/dt＝5uH*20KA/10uS＝10KV
　　则最终开关电源交流输入侧得到的剩余电压（残压）＝2＋1.5＋10KV＝13.5KV。

　　远远大于防雷箱的1500V电压，也远远超过开关电源2500V的耐压，结果失去了防雷的保护效果，导致开关电源会因雷击损坏。

　　A点为交流配电箱。
　　B点为机房接地母排。
　　采用凯文式接法后，虽然A点到防雷箱的距离为6米。
　　而开关电源交流输入侧得到的剩余电压（残压）＝防雷箱的残压。
　　也就是说把L1和L2的长度变为0。
　　假设通过防雷箱的雷电流为20KA：
　　防雷箱的残压为1500V。
　　L1的残压＝L1*di/dt＝0uH*20KA/10uS＝0KV。
　　L2的残压＝L2*di/dt＝0uH*20KA/10uS＝00KV。
　　则最终开关电源交流输入侧得到的剩余电压（残压）＝1.5KV。

　　基本上等于防雷箱的1500V残压，也远小于开关电源2500V的耐压，结果防雷的保护效果很好，开关电源不会因雷击损坏。

　　当然，凯文式接线方法只是缩短SPD引线的一种较好的方法，如果有条件采用应尽可能采用，但是并不是所有地方都可以采用该方式，它的最大的缺陷是在大容量的配电系统中由于母线线径很大（或采用铜排），而SPD的接线端子容量有限，无法作此种方式连接。另外，由于电源线要先到SPD，再由SPD到配电设备或用电设备，不可避免地增加了两个接头，如果处理不得当，例如接触不良、接点氧化、松脱等，在电流较大时导致接点发热，轻者导致供电中断，严重的还会造成起火燃烧等恶性事故，这是有先例教训的。因此，凯文式接线方式并不是万能良药，还需要根据实际情况选择性地利用。

　　下面我们列举一个采用普通并联式接线方式与采用凯文式接线方式在基站环境的具体应用：

上图是普通并联式接线，由于安装前没有仔细考虑安装位置和布线，结果SPD的连线长度远远大于规范要求的0.5m的要求，开关电源进线端的残压等于防雷箱的残压加上6－9m导线的残压，防雷箱肯定起不到应有的保护效果。许多基站安装防雷箱后，雷击过后防雷箱也动作了（有雷击计数），但开关电源还会被雷击损坏，用户在厂家的误导下认为防雷箱容量太小，然后再加装大容量的防雷箱，实际改善效果并不明显。可以说，这与防雷箱的安装施工不规范有很大的关系。

　　上图是采用凯文式接线的实例，这样安装有几个好处：
　　1. 配电系统和设备的接地线不用改动，工程量小。
　　2. 防雷箱在最前端可以保护后面所有的负载，保护最全面。
　　3. 防雷箱安装在总接地母排旁边，引线最短，残压最低，雷电流入地通道最合理，保护效果最好。
　　4. 所有设备的接地均连接到总接地母排上，参考电位一致，无地电位反击的风险。

　　当然，上图的例子是比较理想情况下的，如果配电线线径过大、配电线不够长、室外无断路器、防雷箱无合适安装空间等，都会阻碍凯文式接线的实施。

　　工程中应把握全局、合理设计、遵循标准、灵活应用、细心施工、严守规范。凯文式接线在工程中要多加以利用，以期得到最好的保护效果，但忽视具体应用环境，一味强调采用凯文式接线，是不切实际的做法。