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雷电防护基础和现代防雷技术的特点

来源:登瑞电气    发布于:2013-9-21 14:26:36    点击:30    品牌:登瑞电气    【进入产品中心

雷电防护基础和现代防雷技术的特点
现代防雷技术的理论基础在于:闪电是电流源,防雷的基本途径就是要提供一条雷电流(包括雷电电磁脉冲辐射)对地泄放的合理的阻抗路径,而不能让其随机性选择放电通道,简言之就是要控制雷电能量的泄放与转换。 德国专家在《过电压保护理论与实践中》提出了现代防雷保护的三道防线:
外部保护---将绝大部分雷电流直接引入地下泄散;
内部保护及过电压保护----阻塞沿电源线或数据线、信号线引入的侵入波危害设备; 
防雷知识
过电压保护----限制被保护设备上雷电过电压幅值。 这三道防线相互配合,各尽其职,缺一不可。
(2)操作瞬间过电压:
众所周知,当电流在导体上流动时,会产生磁场,储存能量,电流越大,导线越长,储能越大,所以当大型负载(特别是电感性负载)电气设备开关时,便会产生瞬时过电压。
(3)地电位反击:
是指雷击大地或接地体,引起地电位上升而波及附近的电子设备,对设备产生反击,损害其对地绝缘。
多层分级(类)保护的避雷装置
多级分级(类)保护原则:即根据电气、微电子设备的不同功能及不同受保护程序和所属保护层确定防护要点作分类保护;根据雷电和操作瞬间过城市危害的可能通道从电源线到数据通信线路都应做多级层保护。
外部无源保护
在0级保护区即外部作无源保护,主要有避雷针(网、线、带)和接地装置(接地线、地极)。
保护原理:当雷云放电接近地面时,它使地面电场发生畸变。在避雷针(线)顶部,形成局部电场强度畸变,以影响雷电先导放电的发展方向,引导雷电向避雷针(线)放电,再通过接地引下线,接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物免受雷击。这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法。然而,以往一般认为用避雷针架空得越高越好(一般只按45度角考虑),且使用被动放电式避雷针,其反应速度差,保护的范围小以及导通量小。根据现代化发展的要求,避雷针应选择提前放电主动式的防雷装置,并且应该从30度、45度、60度等不同角度考虑,安装,以做到对各种雷击的防护,增大保护范围以及增加导通量。建筑物的所有外露金属构件(管道),都应与防雷网(带,线)良好连接。
内部防护
电源部分防护:雷电侵害主要是通过线路侵入。高压部分电力局有专用高压避雷装置,电力传输线把对地的电力限制到小于6000伏(IEC62.41),而线对线则无法控制。所以,对380v低压线路应进行过电压保护,按**规范应分三部分:建议在高压变压器后端到楼宇总配电盘间的电缆内芯线两端应对地加氧化锌避雷器,作一级保护;在楼宇总配电盘至楼层配电箱间电缆内芯线两端应对地加装避雷器,作二级保护;在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端应对地加装避雷器,作为三级保护。目的是用分流(限幅)技术即采用高吸收能量的分流设备(避雷器)将雷电过电压(脉冲)能量分流泄入大地,达到保护目的,所以,分流(限幅)技术中采用防护器的品质、性能的好坏是直接关系网络防护的关键,因此,选择合格优良的避雷器至关重要。
信号部分保护:对于信息系统,应分为粗保护和精细保护。粗保护量级根据所属保护区的级别确定,精细保护要根据电子设备的敏感度来进行确定。其主要考虑的如:卫星接收系统、电话系统、网络专线系统、监控系统等。建议在所有信息系统进入楼宇的电缆内芯线端,应对地加装避雷器,电缆中的空线对应接地,并做好屏蔽接地,其中应注意系统设备的在线电压、传输速率、按口类型等,以确保系统正常的工作。
接地处理
在计算机机房的建设中,一定要求有一个良好的接地系统,因所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地,从而保护设备和人身安全。如果机房接地系统做得不好,不但会引起设备故障,烧坏元器件,严重的还将危害工作人员的生命安全。另外还有防干扰的屏蔽问题,防静电的问题都需要通过建立良好的接地系统来解决。一般整个建筑物的接地系统有:建筑物地网(与法拉第网相接)、电源地(要求地阻小于10欧)、逻辑地(也称信号地)、防雷地等,有的司要求另设专用独立地,要求地阻小于4欧(根据实际情况可能也会要求小于1欧)。然而,各地必须独立时,如果相互之间距离达不到规范要求的话,则容易出现地电位反击事故,因此,各接地系统之间的距离达不到规范的要求时,应尽可能连接在一起,如实际情况不允许直接连接的,可通过地电位均衡器实现等到电位连接。为确保系统正常工作,应每年定期用精密地阻仪,检测地阻值。接地装置由接地极及一些附件、辅助材料组成。接地装置的选材和施工主要决定于土质结构,即土壤的地阻率p。不同层土质结构不同,因而地阻率p不同,为增加接地装置使用效率,应使用长效降阻剂。
有外部防雷措施和氧化锌避雷器的同时更需要完善内部防雷措施
我们知道外部防雷措施中避雷设施的引下线在接闪以后,会有很大的瞬变电流通过,也就是说在周围会产生很大的瞬变电磁场(LEMP)。因此,安装了外部避雷措施不能代替内部防雷措施。再者,我们都知道,避雷针的工作原理是引雷,所以在概率上来说,安装了避雷针以后,建筑物的避雷系统遭受雷击的可能性会增大,也就是说LEMP发生的几率会变大和产生点的距离会缩短(引下线处),所以安装了外部避雷措施的含有电脑网络等系统的大厦更加需要内部防雷措施。
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