电涌范文10篇
时间:2024-01-19 15:51:40
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电涌保护设计分析论文
摘要:随着防雷意识的不断加深,国内防雷产业的发展方兴未艾,国产SPD已经从实践摸索,借鉴国外技术中闯出了一条技术创新之路。但不同于标准化的35mmDIN导轨安装的低压配电系统电涌保护器,信息系统电涌保护器的发展一直受到信息系统特点的制约,无论从外形、接口方式、或者应用标准等方面可以称的上是五花八门,无奇不有……
关键词:信息系统安防系统SPD标准化模块化XP随心专利
随着防雷意识的不断加深,国内防雷产业的发展方兴未艾,国产SPD已经从实践摸索,借鉴国外技术中闯出了一条技术创新之路。但不同于标准化的35mmDIN导轨安装的低压配电系统电涌保护器,信息系统电涌保护器的发展一直受到信息系统特点的制约,无论从外形、接口方式、或者应用标准等方面可以称的上是五花八门,无奇不有。这也是因为信息系统本身固有的复杂特性带来的。目前的包括安防系统在内的信息系统SPD大致上需要符合以下特点:
1保护电压等级多-大约从5V开始一直到200V,甚至有更高的特殊需求
2接口众多-RJ11/45、D型9针、15针、25针….、端子类、BNC\TNC\N\DIN….同轴类等常用的几十种连接方式。
3线路标准多-RS485/422、RS232、V.11、V.24、V.35……PSTN、DDN、ADSL、ISDN、…10BASET、10BASE2、10BASE5、10/100BASET、TOKENRING……等等几十种。
浅谈广播电视电涌保护器的选择
摘要:微波站大多建设在高山上,雷电灾害是导致设备故障的重要原因,而多数雷电电涌是通过供电线路侵入的。在微波站的电源系统中,合理配置电涌保护器可以有效地对微波通信设备进行过电压保护,保证站内设备安全运行。现代微波通信技术发展成熟,设备的可靠性很高,电源系统的稳定与否,成为整个微波通信系统的短板,在广播电视信号传输的微波中继站中,防雷措施的完善程度成为影响安全播出的重要因素。本文对微波站的电涌保护器的配置方法和安装的注意事项进行了介绍。
关键词:广播电视;微波站;电涌保护器;防雷
在广播电视微波站长期的维护管理工作中,雷击和瞬间过电压会通过电源进入机房设备,导致传输数据受到干扰、丢失,甚至设备损毁、数据传输中断,威胁到广播电视安全播出,其造成的影响更大于直接经济损失。电涌保护器通过多级吸收泄放防护,能显著降低雷电影响,有效保护通信设备安全稳定运行。
1电涌保护器的工作原理
各种电气设备均有额定的工作电压,并且能够承受一定的瞬态过电压。瞬态过电压电涌一般由雷电感应经电源和信号线路引入,或由于电网的大负载投切造成。当回路受到外界进入的瞬态电涌电压超过电气设备所能承受的最大瞬态过电压时,就会造成电气设备损坏。电涌保护器(SurgeProtectionDevice,简称SPD)在本质上是避雷器,能够对电路中产生的瞬态过电压进行有效抑制,电涌保护器主要由避雷器、压敏电阻、稳压二极管和齐纳二级管等能抑制过电压的电气元件组成,电涌保护器一般并联在电源的进线处。当回路中正常工作时,电涌保护器与被保护电路之间互不影响;当因遭受雷击或电网的大负载投切产生的电涌进入电源回路,电涌保护器可以在极短的时间内导通分流,从而避免电涌进入通信设备造成影响、造成损失,保障通信系统安全稳定[1]。
2SPD的主要技术参数
对水利水电基坑岩溶涌水策略探究
一、基坑岩溶涌水条件
基坑发生岩溶涌水的基本条件:一是岩溶发育,发育有与基坑连通的岩溶管道、溶蚀带或溶蚀裂隙等;二是岩溶水动力条件,基坑低于汛期岩溶地下水位。
1.岩溶发育条件岩溶发育程度、规模及形态等,决定岩溶涌水的类型与规模。以下部位为岩溶涌水的重点部位,应加强分析预测。
(1)可溶岩与非可溶岩接触带。非可溶岩一般为相对不透水或弱透水层,其构成了岩溶发育与岩溶地下水活动的控制边界,岩溶水往往沿此接触带汇集、径流和排泄,易形成溶蚀带、岩溶泉或暗河,易发生涌水。
(2)可溶岩中的不整合界面、断层带、断层交汇带、破碎带、节理密集带等形成的构造破碎带。岩溶地下水也往往沿其集中径流和排泄,是岩溶涌水的主要部位。
(3)岩溶管道系统或暗河系统。在岩溶发育地区,岩溶管道系统往往纵横交错,岩溶地下水接受水平和垂向补给,地下水位以下的管道或暗河常年有水,水量随季节和降雨量变化大,涌水量大,处理难度较大。
电涌保护器应用分析论文
摘要:探讨了电涌保护器(SPD)应用中的4个颇有争议的问题,这就是SPD的响应时间、多级SPD的动作顺序、不同波形冲击电流的等效变换以及SPD的残压与冲击电流峰值的关系。最后说明了SPD应用中各电压之间的相互关系。
关键词:电涌保护器响应时间冲击电流防雷保护
一、前言
电涌保护器(SPD)是抑制由雷电、电气系统操作或静电等所产生的冲击电压,保护电子信息技术产品必不可少的器件。随着各种电子信息技术产品越来越多地渗入到社会和家庭生活的各个领域,SPD的使用范围日益扩大,市场需求量日益增长。
总的来说,电子信息技术产品的过电压保护还是一个新的技术领域,两相关于SPD的国际标准IEC61643-1和IEC61643-21发表才几年,有关SPD应用中的许多问题还存在着争议,本文就其中的4个问题提出笔者个人的看法,以期引起讨论。它们是:SPD的响应时间,多级SPD的动作顺序,不同波形冲击电流的等效变换以及SPD的残压与冲击电流峰值的关系。最后对SPD应用中各个电压之间的相互关系作了说明。
二、SPD的响应时间
电子信息系统防雷工程研究
1雷电对电子信息系统的危害
1.1直击雷击。所谓的直击雷击从实质上看就是一种放电现象,只不过这种放电借由雷云产生的电流直接投放到地面建筑上的某一点或者是雷云放射出的电流直接与地面及其建筑物中的某一点发生了导电反应。直击雷击所带来的危害有三点:①被雷电袭击的物体会突然之间承受巨大的雷电流导致电流之间产生热效应从而爆发巨大的能量使得被击中的物体骤然升温;②雷电的到来往往是会携带高强度的电流,如此大的能量造成空气的膨胀度不断提高,传播扩散的速度极快,再和周围的冷空气产生碰撞,就会形成激波,从而威胁到周边的建筑或树木;③新增的雷电磁场会产生电动力效应造成电力设备损坏,影响电子信息系统供电质量。1.2感应雷击。所谓的感应雷击指的建筑物防雷装置落雷后,雷电流在入地的过程中,雷电流附近产生强大的电磁场,在周围的金属导体内产生强大的过电压瞬态波,即雷电电涌。电子信息设备的电磁兼容能力低下,抗雷电电涌的能力十分脆弱,因此感应雷击会沿着金属导线对电子信息设备的电源、信号端口产生巨大的破坏作用。电子信息系统受到直击雷的概率相对较低,但由于设备接口多、线路长,比较容易受到雷电电涌侵入,造成电子设备失效。因此,雷电电涌防护的主要手段是在雷电电涌侵入的通道上设置合适的电涌保护器,对雷电流进行限压、分流,以达到保护电子信息系统的目的。
2雷电电涌入侵电子信息设备的路径
石化企业的电子信息系统所构成的子系统很多,电子信息系统的设备不光安装在建筑物内,还有很大一部分终端设备是安装在户外装置区内,电子信息系统的电源端口、信号端口都有可能遭到雷电电涌威胁。安装在建筑物内或户外装置区内的电子信息设备受到相关建、构筑物外部防雷装置的保护,基本上能免遭直击雷的威胁,但是,却容易遭受雷电电涌对电子信息设备的损害。下面讨论雷电电涌入侵电子信息设备的主要路径。参照《低压电涌保护器第22部分:电信和信号网络的电涌保护器(SPD)选择和应用导则》(GB/T18802.22-2008)中7.2条[1],耦合机理:雷电电涌入侵电子信息设备的主要路径主要有(S1)雷击建筑物、(S2)雷击建筑物附近区域地面、(S3)雷击电子信息线路、(S4)雷击电子信息线路附近区域等四种情况,文章仅讨论雷电危害,因此未将交流供电系统影响列入其中,详见图1。下面对这四种情况进行详细分析,并根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)4.2.3条条文说明规范中表5查得预期雷击的电涌电流[2]。①雷直击建筑物外部接闪器(S1),通过引下线将雷电流IB引下,建筑物地电位升高,雷电流分流后分别进入地下及建筑物内等电位连接体,电子信息设备及配电箱地电位升高,设备地电位与设备信号线路、电源线路之间会形成较大的电位差,造成对设备接口的损坏。另外,雷电流通过引下线、电源线路还会在信号线路中感应出雷电电涌,进而损坏设备接口。建筑物信号线路产生两种雷电电涌:一种雷电电涌的特征是电流波形为(10/350)μs、最大电流2kA。另一种雷电电涌的特征是电压波形(1.2/50)μs、电流波形(8/20)μs、最大电流10kA。②雷直击建筑物外附近地面(S2),雷电在室外线路产生雷电电涌,雷电电涌沿着信号线路进入建筑物,损坏设备接口;室外信号线路产生雷电电涌的特征是电压波形(1.2/50)μs、电流波形(8/20)μs、最大电流0.2kA。③雷直击室外线路(S3),雷电流沿信号线路进入建筑物损坏设备接口。信号线路上雷电电涌的特征是电流波形为(10/350)μs、最大电流2kA。④雷直击室外电子信息线路附近地面(S4),雷电在室外线路产生雷电电涌,雷电电涌沿着信号线路进入建筑物,损坏设备接口;室外信号线路产生雷电电涌的特征是电压波形(1.2/50)μs、电流波形(8/20)μs、最大电流0.16kA。
3电涌保护器的选用原则
3.1信号电涌保护器的选用。通过对雷电电涌入侵电子信息设备的主要路径分析,可以看到信号线路上影响最大的是电流波形(10/350)μs、电流值2kA的雷电电涌,因此,在室外电子信息设备信号电涌保护器及信号线路引入建筑物时的信号电涌保护器应装设具备防护此类雷电电涌的能力。另外,还需要根据雷电过电压、过电流幅值和设备端口耐冲击电压额定值,设置单级电涌保护器或多级电涌保护器。参考《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012)中的表5.4.4[3]和《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)“电子系统的室外线路采用金属线时,在其引入安装D1类高能量试验类型的电涌保护器”的要求,并结合现有产品特点绘制雷电防护区边界信号线路电涌保护器选择表,详见表1。表1中:①D1类别的信号电涌保护器的试验类型为高能量,开路电压大于1kV,短路电流为(0.5~2.5)kA[电流波形:(10/350)μs];②C1类别的信号电涌保护器的试验类型为快上升率,开路电压(0.5~1)Kv[电压波形(1.2/50)μs],短路电流为(0.25~1)kA[电流波形:(8/20)μs];③C2类别的信号电涌保护器的试验类型为快上升率,开路电压(2~10)Kv[电压波形(1.2/50)μs],短路电流为(1~5)kA[电流波形:(8/20)μs];电子信息系统信号电涌保护器除考虑放电电流外还应根据信号的接口形式、额定电压Un、负载电流、输入功率、工作频率和传输速率等参数,当然,电子信息设备信号接口的种类较多,需要确定的参数也不尽相同。总的来说,应选择插入损耗小、分布电容小、并与纵向平衡、近端串扰指标适配的电涌保护器。最大持续电压Uc应大于额定电压Un的1.2倍,电压保护水平Up应低于被保护设备的耐冲击电压额定值Uw。3.2电源电涌保护器的选用。电子信息系统的电源电涌保护器设置参考《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012)表5.4.3,并根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)要求“电源引入总配电箱处应装设Ⅰ级试验的电涌保护器”的要求绘制雷电防护区边界电源线路电涌保护器选择表,详见表2。3.3爆炸危险环境内电涌保护器的选用。石化企业装置现场多为爆炸危险区域,在这些区域内选用的电涌保护器需要考虑其设备保护级别和组别不低于该爆炸危险环境内爆炸性混合物的级别和组别,并根据设备保护级别来进一步确认设备防爆形式。
电压保护设计分析论文
摘要:交流电气装置过电压保护设计要求及限制措施,SPD设置及接地线设计
关键词:电气装置过电压保护设计限制措施SPD
1.1过电压概述
表1-1低压系统过电压类别
大气过电压
直击雷过电压
建筑物防雷设计论文
摘要:本文就设计中建筑物防雷保护在防直击雷、雷电波侵入以及相应的解决措施做了一些分析。
关键词:建筑物防雷保护
随着现代社会的发展,建筑物的规模不断扩大,其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及,建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。
直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流;感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定,建筑物的防雷区划分为LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等区(各区的具体含义本文不再赘述)。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区,是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置,从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。
建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn+1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。
由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。
建筑物防雷保护分析论文
摘要:本文就设计中建筑物防雷保护在防直击雷、雷电波侵入以及相应的解决措施做了一些分析。
关键词:建筑物防雷保护
随着现代社会的发展,建筑物的规模不断扩大,其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及,建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。
直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流;感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定,建筑物的防雷区划分为LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等区(各区的具体含义本文不再赘述)。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区,是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置,从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。
建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn+1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。
由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。
建筑物防雷保护论文
建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn+1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。
由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。
目前,在感应雷的防护当中,电涌保护器的使用已日趋频繁;它能根据各种线路中出现的过电压,过电流及时作出反应,泄放线路的过电流,从而达到保护电气设备的目的。
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4条规定:电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大钳压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。
现在,我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。
一、一类防雷建筑物
建筑物防雷保护设计论文
摘要:本文就设计中建筑物防雷保护在防直击雷、雷电波侵入以及相应的解决措施做了一些分析。
关键词:建筑物防雷保护
随着现代社会的发展,建筑物的规模不断扩大,其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及,建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。
直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流;感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定,建筑物的防雷区划分为LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等区(各区的具体含义本文不再赘述)。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区,是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置,从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。
建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn+1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。
由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。