近年來,,隨著社會發(fā)展,,建筑物的不斷擴建,,以及電氣電子設備的廣泛應用,,其沖擊耐壓水平也隨之降低。雷電蘊含著巨大的能量,它的靜電感應,、電磁效應,、熱效應、力學效應等對建筑物和電氣設備均會造成不同程度的影響,,破壞力*,因此,,建筑物的防雷尤顯重要,。 一、 防雷
整體來講防雷可分為防直擊雷和防感應雷,,也可以理解為內部防雷和外部防雷,。整體的防雷設計中主要有以下幾項措施:
(1)避雷針、帶,;
(2)引下線,;
(3)接地體;
(4)屏蔽,;
(5)均壓等電位,;
(6)減小接進耦合。
過電壓的保護也屬防雷范疇,,應涵蓋在內部防雷當中去,。以上幾項措施的設計方案已有較成熟的標準,本文不再詳述,,只重申幾點應特別注意的問題,。
1、接閃裝置的一般要求
①避雷針
針長1m以下:圓鋼為Ф≥12mm,;鋼管為Ф≥20mm,;
針長1~2m:圓鋼為Ф≥16mm;鋼管為Ф≥25mm,;
煙囪上的針:圓鋼為Ф≥20mm,;鋼管為Ф≥40mm
②避雷網(帶):圓鋼為Ф≥8mm;扁鋼為S≥48mm2,、S≥4mm,;
③架空避雷線宜采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線。
在布置接閃器時,,可單獨或任意組合采用滾球法避雷網(應符合表1規(guī)定),。
2、共用接地
在GB59057-94第六章:在工程的設計階段,,不知道信息系統(tǒng)的規(guī)模和具體位置的情況下,,若預計將來會有信息系統(tǒng),應在設計時將建筑物的金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋等自然物件,金屬管道配電的保護接地系統(tǒng)等與防雷裝置組成一個共用接地系統(tǒng),,并在一些合適的地方預埋等電位聯(lián)結板,。
在GB59052-94中第6.3.3條:
(1)每幢建筑物本身應采用共用接地系統(tǒng);
(2)當互相鄰近的建筑物之間有電力和通信電纜連接時,,宜將其接地裝置互相連接,。
某些教程中也要求單獨接地如信號地、邏輯地,,它們實質指的是高頻信號接地,,在IEC標準和ITV相關標準中均不提倡單獨接地。
共用接地的優(yōu)點:
(1)在發(fā)生電位上升時,,各處的地電位同時上升,,基本不存在電位差;
(2)電磁兼容性好,。
由于強電,、弱電、高頻和低頻都等電位,,且采用了分別屏蔽和分支接地線等方法,,提高了電磁兼容的性能。
3,、等電位聯(lián)結
在等電位聯(lián)結中,,對不能直接參加等電位連接的帶電體和導體,如電源線,、信號線,、陰極保護輸油管、燃氣管等,,使用電涌保護器,,進行等電位聯(lián)結。
4,、屏蔽
屏蔽是提高電磁兼容性的一項重要措施,,在這里主要是利用法拉第籠,衰減對設備的電磁干擾,,衰減的程度取決于網孔的密度,,屏蔽層的厚度和選用的屏蔽材料有關,在設計屏蔽層的厚度時,,其厚度接近電磁波的波長,,網孔的密度越大可靠性就越高,低頻時宜選用高導磁材料,,高頻時優(yōu)先選用銅材,。據資料記載,當磁場感應強度BM=0.07GS時,無屏蔽計算機發(fā)生誤動作,;當BM=2.4GS時,,計算機發(fā)生*性損壞。隨著電子技術日益向高頻率,、高速度,、寬頻帶、高精度,、高可靠性,、高靈敏度、高密度,、大功率、小信號,、運用和復雜化發(fā)展,,因而電磁兼容性研究日益重要。
5,、信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖分級保護
依據公式:E=1-Nc/N
其中:
Nc:因直擊雷和雷擊電磁脈沖引起信息系統(tǒng)設備損壞的可接受zui大年平均雷擊次數,;
N:建筑物預計雷擊次數(次/a)N=KNgAe。
總的防雷原則:整體防護,、逐級保護,、防護縱深。
(1)將大部分雷電流直接接閃引入地下泄散(外部保護),;
(2)將沿電力線,、信號線、各種管道等侵入建筑物內部的各種形式的瞬態(tài)過電壓通過不同的電涌保護器(過壓保護器)導入大地內部保護,;
(3)限制被保護設備上的電涌過電壓(終端保護),。
此三道防線相互配合,各負其責,,缺一不可,,在設計時還應考慮被保護設備的相關標準和規(guī)定。
二,、電涌保護器
電涌保護器又稱SPD,。目前國內低壓配電系統(tǒng)中所使用的電涌保護器大多為金屬氧化物避雷器也稱氧化物避雷。金屬氧化物閥片是以氧化鋅為主要成份,,加入少量的鉍,、鈷、鉻,、錳,、銻等金屬氧化物作為添加劑,經過混料、適粒,、線型,,在1000℃以上的高溫下燒制而成,形狀呈圓餅形或環(huán)形,,它有著優(yōu)異的非線性物性,,非線性系數α可低達0.01~0.04。當正常工作時本身只有微安級的漏電流,,它對過電壓響應時間非??欤髂芰σ埠芨?。
1,、電涌保護器兩個主要參數的選擇
標稱放電流(通流容量):根據50057-94第二章和附表六規(guī)定,選擇和后的雷電流,,按全部雷電流的50%入地泄散,,其余電流平均分配的原則(包括第二級,應加支路)進行計算,。
電壓保護水平:電壓保護水平是一個表征電涌保護器限制電壓的性能參數,,它是從一系列的推薦值的列表中選取出來的。針對每一只產品片面的,,就可以理解為殘壓值越低越好,。
2、總的設計應符合的原則
被保護設備耐沖擊電壓值>SPD電壓保護水平值>SPD限制電壓值>SPD1mA直流參考電壓值>SPDzui高持續(xù)電壓值>電源zui大故障過壓值>電網正常波動值,。
(1)TN-C-S系統(tǒng),;
(2)TN-S系統(tǒng);
(3)TT系統(tǒng)
三,、電涌保護器在安裝布置時應注意的幾個問題
(1)安裝的電涌保護器zui后一級應靠近被保護設備<10m,;
(2)為使能量協(xié)調,多級使用時,,開關型和限壓型之間距離>10m,,限壓型和限壓型之間距離>5m連接線應盡可能的短和直,連接長度應≤0.5m,,若環(huán)境有限制應采用凱文式連接電涌保護器(V型連接),。
四、問題探討
電涌保護器的動作順序
當單極電涌保護器不能將入侵的沖擊電流抑制到規(guī)定的保護電壓以下時,,就要采取含兩級,、三級或更多級的非線性電涌保護器。
有人認為,,當入侵的沖擊波Ⅰ加在X-Y端上時,,總是Ⅰ先導通,,實際上是Ⅱ先導通。Ⅱ先導通主要是因為:雷擊電流可以認為是恒流源,,是由于行進波的原因第二級先導通,。Ⅰ導通的條件為Ⅱ號電涌保護器的殘壓UBS加上AB斷線路的壓降UAB加在Ⅰ號電涌保護器上,致使Ⅰ號電涌保護器導通Ⅰ號導通電壓要高于Ⅱ號導通電壓,。
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