附录B 影响被保护系统中雷电流分布的若干因素
B.1 影响低压系统中雷电流分布的因素
从GB／T 19271.1中规定的初始相关雷电威胁值出发，以下各节说明影响被保护系统中雷电流分布的各种不同因素之间的基本关系。为此目的，定义了一个普遍有效的例子(图B.1)。对于这样一个总体布局，基本上能说明各种影响因素的作用。图B.2给出用于计算的等效电路图。
注：这些分析所需的计算可借助于网络分析程序(如PSPICE或EMTP)来进行。
所用的电缆、接地体、变压器等的局部模型符合该领域的工程状况。以此处所关注的避雷器的配合问题具有必要精度为取向来选择模型。在这些模拟中，所有元件的阻抗值都假定为典型值。作为示范，电源电缆采用50m、500m、1000m的不同长度。在一些特殊情况下，模拟中或许会采用其他的不同值。这些模拟给出了一个复杂系统内过电压保护的例子。
在这些例子的计算中，忽略了所有的电容。如果考虑了所含的电容，将在示波器上见到某些振荡。然而，对于本研究，这些振荡的实际意义很小，研究中的主要问题是各条导线中的电流分配。
B.1.1 电源电缆的影响
B.1.1.1 电源电缆长度对流过电缆线的局部雷电流波形的影响
图B.3给出了长输电线对电源系统内雷电流分布以及电源线中雷电流上升速率的影响。在所有这些研究事例中，假定雷电流为200kA、10／350μs的外加浪涌电流。
注1：加大RET和RES(≥20Ω)，会使接地系统和配电系统中的电流分布更均衡。
在这一简化了的试验电路中，忽略了水管及电话线的接地电阻。
由于采用长电缆，电源线上雷电流的波前时间(T1/Power system)增加了，其变化取决于系统中的L／R比例关系：
式中：
Learthing-system——遭雷击建筑物接地系统的电感；
Rearthing-system——遭雷击建筑物接地系统的电阻。
注2：在本文中，分清“T1”与“上升速率”是非常重要的。T1只随L／R变化，“上升速率”除随L／R变化外，还随浪涌电流峰值的大小而变化。
在冲击电流的起始段，电流的分配是由系统的电感比Lmains／Learthing-system决定的。在冲击的波尾段，由于电流变化速率低，浪涌电流将按系统的电阻比Rmains／Learthing-system进行分配：
B.1.1.2 电缆长度对导线间电流分布的影响
随着变压器与用电系统之间供电电缆长度的增加，变压器阻抗的影响将逐步减小。因此，各导线的局部电流将出现一个均衡分布(见图B.4)。
只有在采用短电缆或中性线具有非常低的阻抗(例如由于重复接地)时，才可能出三条相线L1、L2、L3及中性线间的非均衡电流分布。
图B.5说明了电流在这种系统中的分布情况。
B.1.2 变压器的影响
如B.1.1.2中所述的，变压器阻抗对电流分布的影响取决于电缆长度。
此外，还必须考虑到，由于变压器流过浪涌电流，将在变压器的绕组上产生过电压。为了避免变压器受损，可在变压器上安装SPD以限制这些过电压。当这些SPD动作后，变压器阻抗的影响可忽略。
B.1.3 接地系统的影响
变压器接地系统电阻与用户接地系统电阻的相互关系是雷电流分布的决定性因素。
减小变压器的接地电阻，导致流过低压系统中电流的增加(见图B.6)。
B.1.4 多个用户的影响
在安装实践中，绝大多数情况是配电系统接有多个用户。图B.7给出了其基本电路图。由于相互并联而使用户配电系统的等效阻抗降低，导致了低压系统中局部雷电流的增加。在只有一幢建筑物的情况下，流入低压系统的雷电流约占总雷电流的50％。而在配电系统有两个或多个用户情况下，如图B.8所示，此值可升至70％或更高。
在配电网密布的地区，大部分雷电流将因此而流入低压配电系统。
B.1.5 简化的计算方法
在装有外部防雷系统的建筑物遭到直接雷击的情况下，为了确定流经各个SPD的电流分布，通常采用各个接地系统(例如，建筑物的接地、水管的接地、配电系统的接地等)的欧姆电阻进行计算就足够精确了。图B.9给出了确定各个局部雷电流的简化计算方法。
随后给出简化计算方法的一个应用实例(图B.11)，图B.10给出了其电路模型。
图B.1 雷电流分布的基本模型
图B.2 雷电流分布基本模型的电路图
图B.3 连接电缆长度不同时，系统中雷电流的分布(见图B.2)
图B.4 电缆长度为500m时的电流分布(见图B.2)
图B.5 电缆长度为50m时的电流分布(见图B.2)
图B.6 电缆长度为100m时，变压器接地阻抗不同时的电流分布(见图B.2)
图B.7 多个用户情况下雷电流分布的模型
图B.8 多个用户情况下的电流分布(见图B.7)
图B.9 流入配电系统的局部雷电流的简化计算
图B.10 雷电流分布模型(另见图B.11)
B.1.6 流过SPD电流的简化计算
初始雷电参数：保护级别Ⅲ(GB／T 19271.1-2003中表1和表C.1)
图B.11 简化后的等效电路图(另见图B.10)
