低压电气设备绝缘介质的电压作用

作为电气设备，电压应力是决定低压电气设备电气绝缘的主要因素。不同的电压种类，各类电压的幅值、波形（包括上升陡度）和持续时间等，都对绝缘介质有影响。

4.14.2.1 长期作用电压

1.常规低压电气系统中的长期工作电压

绝大多数低压电气设备接入公共电网或由常规独立电源系统供电，长期作用在低压电气设备上的电压的波形应是长期重复的工频正弦波。在现代，由于电网中有不少电力电子装置接入或独立电源系统内部具有一些电力电子装置或器件，使电压波形有所畸变，但是由于系统设计时配备了滤波装置，对畸变进行有力的抑制，使电压波形基本上仍然维持正弦波形。这类情况下绝缘的测试装置容易得到，电压要求容易满足。

2.新能源发电系统和特殊系统中的长期工作电压

近来可再生能源作为新能源使用越来越多。新能源发电系统，如风力发电机组、光伏发电系统、潮汐发电站等，应用越来越广泛。其中一些系统由于能源经常波动而当地的应用和并网要求恒频、恒压，需对输出频率需进行经常的调控，接入了电力电子装置实行变流控制，例如风力机组中的双馈感应发电机和永磁直驱发电机和其它各种非常规发电机。双馈感应风力发电机的定子侧为工频，而转子侧基频电压频率变化在3～18Hz，个别情况为直流。当其系统采用匹配良好的滤波设施时，电压波形可近于正弦，但不一定是工频。光伏发电系统输出的直流电源叠加有脉动，虽然已可直接使用，但更多的场合还需要逆变为工频。这些系统中有一些部位的低压电气设备就工作于非工频的交流电压之下，对电器的绝缘有特殊的要求。至于在军事、航天或核电部门中的电器，需个案处理，不可妄用常规的电器充数。上面所述双馈感应风力发电机，其定子侧和转子侧在输出端经变频器相连，接地端一般情况下不连通，两侧电源互不影响。但是如果两侧的过电压抑制器都是金属氧化物非线性电阻片而无隔离，则两侧不同频率的电源就可能互相影响和干扰，造成不可预计的后果。好在目前抑制器开发时已注意了此问题，在转子侧的抑制器至少串联入一个间隙进行隔离。

3.周期重复再现的尖峰电压

现在许多具有变流器的电源系统中的变流控制使用了正弦脉宽调制，变频器输出为脉宽可调的一系列矩形波，正（相应于基波正半波）负（相应于基波负半波）交替出现，其基频为需要的电源频率（见图4-177a）。这种波形如经长线输出到负载，而系统中无匹配好的滤波装置时，则由于长线上的行波反射，出现了按调频频率周期出现的叠加高峰值的陡脉冲尖峰的系列矩形波（见图4-177b）。这种长期反复出现的含尖脉冲的电压波形，虽然其每一次是由于电力电子开关器件的通断引起的超过正常工作电压的瞬态电压波形，但是不同于一次性出现的操作过电压和短时出现的暂时过电压，它是长期反复出现的，对绝缘的作用和对过电压抑制器件的作用是与一次性操作过电压有所不同。这种电压可以归属于IEC60664中的“术语3.6周期再现峰值电压（Figure1-recurring peak voltage）”，如图4-178所示，其中peak volt-age就是尖峰电压。

图4-177 变频器输出波形

a）PWM调制脉冲波形 b）PWM调制脉冲波形叠加反射波

图4-178 再现尖峰电压波形

该标准中描述该类电压的参数比较多，除了电压方面的最高尖峰电压U_peak，峰后平台电压U_b，还有波形方面的基波频率f₁（决定正、负脉冲群持续时间（实际就是基波的半波时间）），脉宽调制频率f_m（决定各个脉冲的宽度和占空比），尖峰前沿上升陡度dv/dt或上升时间t_p，尖峰衰减的半峰时间t_h等。其中最高尖峰电压U_peak和尖峰前沿上升陡度dv/dt或上升时间t_p对气体绝缘和气体间隙的击穿很重要。整个波形的方均根值则可能对污秽表面放电和MOV耐久性有重要影响。

4.14.2.2 暂时过电压

过电压指超过最大工作电压、对电器有危险的电压。暂时过电压指本电源系统由于故障或操作引起的不正常运行（如不对称运行）持续若干周期的过电压，或系统高压侧故障（接地）传递到低压的持续若干周期的过电压，波形同于或近于长期作用电压，可能持续数秒。下面叙述的是公共或常规系统中的暂时过电压。

1.本系统的暂时过电压

（1）接地引起的暂时过电压 接地暂时过电压与系统接地制式有关。对IT系统，一相接地时断路器无需跳闸，其它两健康相对地电压上升到线电压，系统允许这种状态持续运行一定时间。对TN系统，一相接地时断路器迅速跳闸，不产生暂时过电压。对TT系统，在正常情况，电源端接地的中性点N和负载端设备机壳的接地点0都是三相系统的中性点电位，也是大地的电位，设备各相的对地电压都是相电压。如线路某相（例如L₃）故障接地，由于经过大地的短路电流的影响，电源中性点和设备机壳接地点都对大地电位偏移。如果仍以电源中性点N点为基准，则机壳电位将移到0′。这样，设备各相对机壳的电压将不同，L₃相降低，L₁、L₂两相升高，升高的程度取决于电源端和线路故障接地电阻R₁和R₂之比，最高可接近线电压，如图4-179所示。

图4-179 TT系统单相接地暂时过电压

（2）不对称负载运行 如果电源变压器为Dyn或Yzn联结，其输出能保持或基本保持对称，三相负载阻抗不等但性质相同，根据是否断中线和负载阻抗不对称的程度，负载中性点发生不同程度的偏移，各相电压有的降低，有的升高，升高最大不超过线电压。如果电源变压器为Yyn联结，对三相负载不对称极为敏感，变压器的输出就不能保持对称，即使中线不断，各相电压也将严重不对称；当三相负载阻抗性质又不同时，有的负载相电压可能超过线电压。但是后一种情况很少，因为大部分场合变压器不用Yyn联结，而三相负载阻抗性质不同的情况也是很少的。

（3）中性线断线 这是系统不对称的极端情况，负载中性点的电压偏移决定于负载的不对称情况。如各相负载性质相同，电器某相上的电压不会超过线电压；如各相负载性质不同，在不利条件下，电器某相上的电压可能超过线电压。

2.系统高压侧传递到低压侧的暂时过电压

在某些情况下，当配电变压器高压侧保护接地与低压侧系统接地共用一个接地装置，高压侧接地故障可引出到低压系统内产生暂时过电压危及电器绝缘（此处不讨论人身电击问题）。

如在10kV高压侧电网为不接地系统的情况，其中发生单相接地时，接地电流为两未接地相线路对地电容返回电流，I_d是不大的（数十安），未必会扩大成相间短路，系统可容忍其存在一段时间，以查出故障点并消除之。其在配电变压器高低压共用电阻R_B（一般约4Ω）上的电压降不过几十伏，由于其危害小，电力系统可允许其最长存在两小时。这也是其在低压系统存在的时间，如图4-180所示。

如在10kV高压侧电网为经小电阻接地系统的情况，其中发生单相接地时，接地电流I_d达数百到近千安，在配电变压器高低压共用电阻R_B（常取4Ω）上产生故障电压U_f=I_dR_B的电压可上千伏（按300A考虑）。由于高压电网保护的要求，电源侧的继电器和断路器应在很短时间内切断电源。因此，其在低压系统存在的时间也很短，如图4-181所示。

图4-180 高压侧不接地系统单相接地转移至低压侧的电压

图4-181 高压侧小电阻接地系统单相接地转移至低压侧的电压

这种从高压侧经共用接地电阻传递过来的暂时过电压，对TN制式接法的电气装置的绝缘，因相线、中性线、PE线和外露导电部分同时电压升高，没有危险；但是对TT制式接法的电气装置，对地绝缘上承受（U_f+U₀）的过电压，其绝缘就有危险。

为防止上述暂时过电压在低压系统内对绝缘的危害，有关电气产品标准委员会和电气装置标准委员会协商后，IEC标准对此种过电压的允许值和电源切断时间作出了规定，见表4-31。

表4-31 低压电气绝缘允许承受的过电压和切断电源时间

表4-31中的过电压和时间值是产品制造商和电气系统承包商的妥协值，即在绝缘安全前提下，产品成本和电气系统有关的投入均不致过高。

暂时过电压对电涌保护器SPD选择最大持续工作电压也很重要。为此GB/T 16895.10—2010给出了表4-32的数据（变压器安装点用户侧设备处）。

4.14.2.3 瞬时过电压

1.操作过电压

（1）切断感性负载的过电压 一种情况是用强力断路器切断空载感性负载，如切空载变压器或先卸载电动机负载再切断电动机，如图4-182所示。

图4-182 切断感性负载等效电路

在切断空载感性负载，如果断路器或熔断器分断电流能力很强而出现截流时（截流瞬时值I₀），电感性负载的电感L_M中的磁场能量（W_L=1/2L_MI₀²）必定要释放，因为空载，只有向并联的杂散电容C_S作振荡放电，如图4-183所示。在半个振荡周期里，电感中的磁场能量逐步转换为电容上的电场能量（W_C=1/2C_SU²_C）。在此过程中，在电感中的磁场能量全部转换为电容上的电场能量时刻，电容上的电压达到最高。

忽略截流时杂散电容上的能量，则

表4-32 GB/T 16895.10—2010给出的最大TOV值

注：1.在TT系统中，持续时间≤5s时，已证明也会出现这样高的TOV，详见附录E。GB/T 16895.10—2010中无相关规定。

2.在变压器安装点，最大的TOV值可能与上表不同（高或低），详见附录E。

3.选择SPD时不考虑中线断线。

C_S包括设备等效入口电容、连接线路电容等。当完全空载时C_S很小，很大，U_Cmax会达到很高的数值，其振荡频率决定于L_M和C_S。U_Cmax就作用在被切断的负载设备上。而当设备有较长的连接电缆时，C_S较大，过电压就不高。

图4-183 切断感性负载过电压

第二种情况是用接触器切断直流电路中的感性负载，机械触头间产生反复多次的重燃现象，如图4-184所示。这是因为触头分开时，电感中的电流不能突变而向杂散电容充电，这个振荡过程中产生过电压，不但在负载上而且也在触头之间作用了高的过电压（恢复电压）。如接触器触头分开不是很快，恢复强度未能抵御恢复电压，就会使触头击穿、发生电弧。这时电源经电源电感向设备电感充电，这充电是高频过程。高频电流与工频电流一起流过间隙，间隙常在高频电流过零时熄弧。熄弧后负载侧电感中能量较前增加，振荡过程中在设备两端产生较前为高的过电压，同时在触头间也出现较前为高的恢复电压。这时触头之间分开得较前为远，重燃在较前为高的电压下发生。这样，又发生重燃，高频充电，更高的过电压和恢复电压，在更高的电压下又重燃，直到触头充分分开，不可能再发生重燃为止。这种振荡电压的上升陡度很大（数十纳秒级），对电机的主绝缘和匝间绝缘很危险，还有瞬间电磁干扰。在开断起动中的电动机或（非正常）制动电动机，过电压会更高。

图4-184 切断感性负载多次重燃过电压

第三种情况是由熔断器切断负载，如图4-185a所示。如果熔断器切断能力很强或采用了限流式熔断器，发生截流现象，则由于电源系统的电感，也会在其它并联负载设备上产生较高的过电压（见图4-185b）。

U=U_N+Ldi/dt+iR （4-238）

由于截流，di/dt很大，过电压U值很高。

（2）操作容性负载时的过电压 接通补偿电容器组，如图4-186所示，由于电源电感和电容器电容产生振荡，电容器上最高电压会超过电源电压幅值，如图4-187所示。

如合闸时刻正是电源电压峰值，而电容器原无电荷，则电容电压最大可达2倍。电容上电压方程可表示如下：

U_C（t）=U_Cm（cos（ωt）-e-δ^tcos（ω₀t）） （2-439）

振荡频率为，与电容补偿度有关，一般在数百赫。δ为衰减系数，电压振荡一般在1/4周期内衰减完毕。由于电压振荡周期不高，这种过电压有可能从中压系统的电容补偿器经变压器耦合到低压系统。

分断电容器组时，断路器触头的电源侧随电源电压变化，而电容器侧的电压基本不变。半个周期以后，触头两侧的电压达到两倍电源幅值电压，如断路器恢复强度不够，会发生重燃。重燃时发生振荡，电容上振荡幅值可达三倍电源幅值电压，如图4-188所示。电容上的电荷在高频振荡电流过零以后存留下来缓慢泄漏。如果再发生重燃，过电压将更高。重燃的可能性与断路器分断性能有关。分断性能好的断路器重燃的可能性小，过电压不高。

图4-185 熔断器切断负载过电压

a）等效电路 b）切断负载过电压

图4-186 操作电容器等效电路

图4-187 不同合闸相角使电容器上过电压

（3）低压系统操作过电压的统计数值 图4-189是国外一个统计数据曲线，包括工业、商业、居家和实验室场所。曲线显示，过电压越高，出现概率越低。作为一种趋势性的估计，过电压概率似乎与幅值的三次方成反比例。这种规律很粗糙，在2500V处差别大。在各种不同场所也不同。

2.大气（雷电）过电压

（1）雷闪基本过程 雷电（闪电）是一种大气中的极长间隙放电及随之引起的发光和发声现象。雷暴云是雷电的主要产生源。典型的雷暴云是包含强烈上升气流和下沉气流的积雨云，在其中发生大量的起电、电荷分离并形成若干正或负的电荷区。一般来讲，雷暴云的上部带正电荷，下部则带负电荷。除了这两个主电荷区外，在雷暴云的底部还可能有一个小的正电荷区。

图4-188 切断电容器重燃过电压

图4-189 低压系统瞬态过电压统计(www.xing528.com)

通常将雷暴云从初始发展、成熟到消散的三个阶段中所包含的所有雷电放电过程（见图1-13）称为一次雷暴。一次雷暴过程可以持续数小时。雷电放电过程可以发生在雷暴云内的主正和主负电荷区之间、云和云之间、云对空气放电以及云与地面之间。通常把前三种雷电放电称为云闪（cloud flash），而把云与地之间的放电称为地闪（ground flash），也称为对地雷击，俗称落地雷。最频繁发生的闪电是云闪，但由于地闪对地面生命体、物体和电气与电子系统的严重威胁，通常防雷所关注的都是地闪。一次雷暴中可以包括多次地闪。一次地闪是指一次完整地将云内电荷输送到地面的放电过程。其持续时间为数百毫秒至1s不等。一次地闪中包括一次或多次闪击（stroke），闪击是由先导（leader）触发的对地放电造成的大电流脉冲过程。闪击中最强的快变化部分称为回击（return stroke）。地闪及其中的闪击过程可参看根据条纹照相画出的，如图4-190所示。图中，首次闪击先是一系列间歇性突跳式行进的梯级先导向下发展，当先导接近地面物体时触发回击。而后续的回击则是由沿首次回击通道连续发展的直窜先导触发。通常后续闪击的电流峰值比首次闪击要小得多，但其最大电流变化率比首次回击要大得多。闪击之间的时间间隔一般为几十毫秒。地闪在人眼中所呈现的闪烁便是由多次闪击造成。

按照触发闪击的先导的运动方向和地闪向地面转移的电荷的极性，地闪可以分为四种：下行负地闪、下行正地闪、上行负地闪、上行正地闪。

一次负地闪过程通常将几十库仑的负极性云电荷带到地面。下行负地闪占全部地闪的90%以上。下行正地闪占全部地闪的10%以下。上行雷一般比较罕见，通常发生在高山顶上或者人工的高构（建）筑物上。防雷工程中通常考虑的是最常发生的负地闪。

图4-190 下行负地闪发展过程示意图

不同地区的正、负地闪比例差别很大，通常正地闪的发生比例较低。正地闪的首次回击出现大电流的概率比负地闪要大得多。正地闪电流的上升和下降时间都较负地闪要长。正地闪转移的电荷量无论是脉冲变化部分还是总电荷量都较负地闪大得多。

（2）雷电基本参数和波形 雷电具有明显的随机性和统计性特征。作为防雷设计依据的主要雷电参数通常是地区性的统计特征参数。

在正、负地闪的电流和电荷转移特征上，正、负地闪的一些观测结果的比较见表4-33。从表中可见，正地闪的首次回击出现大电流的概率比负地闪要大得多。正地闪电流的上升和下降时间都较负地闪要长。正地闪转移的电荷量无论是脉冲变化部分还是总电荷量都较负地闪大得多。

表4-33 正、负地闪电流特征对照表

（续）

在防雷工程中所关心的主要是地闪，除非特别说明，下文所指的“雷电”是指地闪。防雷设计和工程所需的雷电参数主要是反映雷电活动频率和威胁程度的参数。

雷暴活动参量包括雷暴季节、雷暴持续期、雷暴月、雷暴日、雷暴小时以及落雷密度等。最常用的是雷暴日、雷暴小时和落雷密度。落雷（地闪）密度是较为理想的雷电活动参量，为一年中单位面积内所发生的地闪次数，单位为[次/（km²·a）]。落雷密度较为精确地反映了地闪活动的频数，是应尽量采用的防雷设计科学依据。雷暴日和落雷密度之间的换算。按GB 50057—1994（2000年版）附录一：

N_g=0.024T_d^1.3 （4-240）

式中 N_g——落雷密度；

T_d——年平均雷暴日。

雷电流的波形及其参数。按照GB/T 21714.1—2008附录A，雷电流的组成成分可能包括持续时间小于2ms的短时间雷电流和持续时间大于2ms的长时间雷电流。

自然的闪击雷电流波形（最大值在回击时发生）一般具有上升快、下降慢的单极性波形特征。工程中用以计算和仿真用的短时间雷电流波形参数的定义如图4-191所示。图中，O₁为虚拟起始点；I为雷电流幅值；T₁为波头时间；T₂为波尾时间。

图4-191 短时间雷电流波形的参数定义

首次和后续短时间雷击电流分别用10/350μs与0.25/100μs波形的冲击电流模拟。

经防雷设施分流以后的雷电流和雷电感应电流可用波形8/20μs冲击电流模拟。

GB/T 21714.1—2008依据国际大电网组织（CIGRE）的报告，假定雷电流参数的统计分布为对数正态分布，雷电极性比例为10%正极性，90%负极性。按照这样的雷电流统计曲线可以确定各种防雷措施的防雷概率。

（3）雷电对低压系统的侵入和危害 雷电侵入的具体途径和耦合方式和雷击发生的情况相关。对于建筑物及其中的生命体与电气电子系统，遭雷害的情况包括直接雷击和邻近雷击。邻近雷击又包括雷击在建筑物邻近，直接雷击在连接到被保护对象的服务设施上，以及远处雷击。服务设施是指为建筑物及其内部系统提供公共服务的线路和管道，主要是指电力线，通信、网络线，还有水、气、油的金属管道等。雷电造成的过电压、过电流以及脉冲电场、磁场和电磁场常被统称为雷电电磁脉冲（LEMP）。雷电造成的过电压、过电流也可称为电涌。LEMP和/或电涌可以通过金属物体和导线的连接直接侵入，也可通过耦合方式侵入被保护系统。LEMP的耦合方式涵盖电磁兼容理论中的传导（阻性）耦合、电场耦合（近场）、磁场耦合（近场）和电磁辐射耦合（远场）等四种方式。

在雷电防护中，雷电流侵入的防护常分析雷电流的分流，以确定在特定位置安装的保护器件或导体上可能出现的雷电流威胁。LEMP的全面防护则需要考虑所有可能的耦合方式。

1）直击雷击时雷电流的注入和分流：按雷击的情况，雷电流侵入可分为以下几种情况：

雷直击建筑物，雷电流首先经接闪器和引下线下泄，然后在接地装置、外部导电部件或相连的线路上分流，如图4-192所示。直接雷击的电流按10/350μs波形考虑。

图4-192 雷直击建筑物时的雷电流分流

流过外部导电部件或相连的线路上的部分雷电流可按下式估算：

I_f=k_eI （4-241）

式中 k_e——与并联通道数、接地装置的冲击接地阻抗以及埋地部分的冲击接地阻抗或与埋地部分连接处的架空部分的接地电阻有关。

作为一级近似，假设一半的雷电流流入接地装置，且Z₂=Z₁，则

k_e=0.5/（n₁+n₂） （4-242）

如果相连的线路不是屏蔽线或不采用金属管道布线，则假定n′条导线中的每一条流过相同的部分雷电流：

k_e′=k_e/n′ （4-243）

式中 n′——导线的总数目。

对在进入系统处或入户处等电位连接的屏蔽线路，屏蔽线路中n′条导线的每一条上的分流系数：

k_e′=k_eR_s/（n′R_s+R_c） （4-244）

式中 R_s——单位长度屏蔽线的电阻；

R_c——每一内部导体单位长度的电阻。

雷电直击相连的服务设施或线路，雷电流从雷击点开始向两个方向上分流并考虑架空线路绝缘闪络的分流，进入与建筑物相连处的雷电流在接地装置、相连的外部导电部件或线路上分流，如图4-193所示。雷电流分流的计算可参照上述计算方法。不同雷电防护水平下可能进入与建筑物相连处的雷电流可以基于表1-5选择。对于屏蔽线，表1-5中给出的雷电流可按减小到一半考虑。这里没有考虑地下电缆金属外皮在土壤中的散流等效应。

图4-193 服务设施或外联线路遭雷击时的雷电流分布

雷击服务设施附近（间接雷击）而在设施/线路上造成的感应雷电流，按8/20μs波形考虑，这种感应电流的能量比雷直击服务设施或相连线路的雷电流能量要小得多，表4-34列出了各种情况下与雷电防护水平相关的雷电流预期值。对于屏蔽线，表4-34中给出的雷电流按减小到一半考虑。雷击建筑物或其附近而在内部的环路或导体上感应的雷电流，按8/20μs波形考虑。

表4-34 雷击过电流的预期值 （单位：kA）

2）传导（阻性）耦合：传导（阻性）耦合出现在两个或多个回路有公共阻抗的情况下。如图4-194所示，信号回路（Ⅱ）和接地回路（Ⅰ）之间有公共阻抗—电缆外皮。当接地点①处有雷电流注入时，由于瞬态地电位升高，接地点①和②之间出现等效的共模干扰源U_1C（ω）在接地回路（Ⅰ）上产生的电流在电缆外皮上产生的电压降窜入信号回路（Ⅱ），在回路上形成差模干扰。

图4-194 传导耦合示例

瞬态地电位升高是指雷电流在导线和接地体中的散流造成局部的地电位升高和导体不同点上以及和邻近导体间的电位差现象。除了可能造成这种对电子电气系统的差模干扰以外，因引下线导体上的瞬态电位升高还可能造成与周围物体之间发生击穿，这种现象称为雷电反击。

另外，瞬态地电位升高还造成瞬态的跨步电压和接触电压。瞬态跨步电压和接触电压与雷电流的幅值、陡度、土壤结构与电阻率以及接地体的具体设计密切相关，其允许值与工频下不同，IEC正在研究制订相应标准。

3）电场（容性）耦合：电场耦合属于近电场作用，是空间的杂散电容作用造成的。雷云本身带有高电位，在导线或金属体上可以通过电场耦合产生干扰。雷击大地或接闪器时，雷电通道或接闪器上的高电位也可以通过电容耦合产生干扰，如图4-195所示。

图4-195 容性耦合示例

以平行架空导线为例，附近雷击时导线上的静电感应过电压可按下式计算：

式中 h_d——导线距离地面高度；

L——导线与雷电流的距离；

I_m——雷电流幅值；

ε₀——真空介电常数；

v——雷电流放电速度。

设，考虑雷电流不是瞬时到达它的最大值和电磁分量两种情况后，需要在原来的系数上乘以修正系数，当L≥65m的时候，系数k大约为12.5。

导线静电感应电压随着导线高度的增加，感应电压增大。在hdL时，基本上是线性的。导线高度从1m增大到10m，感应电压从12kV增大到125kV。

4）磁（感性）耦合：磁耦合属于近磁场作用，是由于回路之间的互感作用造成的。如图4-196所示，雷电流在导体中流动产生的磁场在线框或者金属环中感应的电压都属于这种情况。根据回路间的互感计算和对雷电流的陡度的估计，可以计算开口环上的感应电压。例如，对于图4-197a～d中的情况，当di/dt估计为150kA/μs，回路的互感分别为约16μH、4.8μH、0.6nH/m和0.48nH/m时，可分别计算得磁感应过电压约为U_a=2400V、U_b=720V、U_c=900V、U_d=216V。如果金属环被短接或者其绝缘被感应电压击穿，可以进一步计算环中的感应电流。电缆中的感应也属于磁耦合的范围。

图4-196 雷电流在开口金属环中造成的感应过电压

1—引下线形成的环路 2—引下线与设备线路形成的环路 3—设备中的导线环

图4-197 磁耦合感应电压例

a）接地环 b）设备中的导线环 c）平行布置线路 d）垂直布置线路

5）电磁辐射耦合：对于远处发生的雷击，雷电产生的静场和感应场随距离衰减后很小，需要考虑的主要是以电磁波形式传播的远场辐射。

6）系统交互作用引起的过电压：现在许多低压电器包含了通信功能，更有越来越多的具有通信、测量、控制功能的智能电器。这些电器包含了电子回路及其电源，一般同时具有一个或几个通信端口和不止一个电源端口。虽然各个端口一般都各自有相应的浪涌保护措施，但某处浪涌电流的流动会在电阻耦合的公共参考点上引起电位偏移，而没有浪涌的回路电位保持不变。这两个参考点的电位差将作用在设备的不同端口上引起设备损坏（或干扰）。就是说一个系统中的浪涌会在其它系统中引起过电压。现场有时会将多端口设备由于浪涌引起的损坏错误地归因于电源线中的冲击。事实上，引起设备损坏的浪涌可能是由于其它系统中的浪涌通过SPD的分流而引起的。

系统的交互作用还可能由电容性耦合和电感性耦合引起，见上述3）和4）。