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对于弱电设备的雷害分析及保护措施

来源:宋先生 发布时间:2017-5-14 12:19:45
   雷击是一种自然现象,它能释放出宏大的能量、具有极强大的毁坏才能。几个世纪来,人类经过对雷击毁坏性的研讨、探究,对雷电的危害采取了一定的预防措施,有效地降低了雷害。
     近年来,随着微电子技术的不时开展,自动控制系统在消费生活各个方面的运用越来越广,人们在受益于微电子的极大便当的同时,也遭到其一旦损坏就损失宏大的搅扰。实践中,在增加自动控制系统的时分,常常对自动控制系统的防雷未加思索或思索不够的状况较多,一旦有雷电波侵入,设备损坏普通是宏大的,有的以至使整个系统瘫痪,形成无可挽回的损失。仅1999年6月到2001年8月一年多的时间里,可查的由于雷击发作的弱电损坏就有四次之多。樊庄变电站线路落雷,形成主控地与设备之间的电位差而损坏大量的维护设备;南郊变电站的微波塔落雷,由于感应过电压而损坏大量的通讯、远动设备损坏;西万庄变电站的微波塔落雷,由于地电位差形成大量的通讯远动设备损坏;北郊变电站微波塔落雷,形成大量的维护、运动、通讯设备损坏。
 
    剖析这几次毛病的主要缘由是由于一次设备发作雷击后在弱电设备形成的浪涌超越了设备接受的才能而损坏设备的,浪涌的主要方式是电源浪涌、信号浪涌。而这种浪涌在新建或扩建立备时又常常不被注重,所以本文在引见常用的弱电防雷的同时,重点讨论了浪涌对弱电设备的危害及预防措施。
 
    弱电设备雷电危害的主要缘由剖析
 
    雷电会招致多种不同方式的危害,没有任何一种方法能够全面避免雷电的危害,经过各种有效的方法可将雷害的水平降到最低,在多年的实践中人们对直击雷、感应雷、球形雷的认识比拟高,防护也相对完善,但对雷电浪涌的防护认识和防护措施相对比拟单薄,以上所列的四次典型的雷击弱电设备的状况就是对弱电防雷思索不够形成的。其主要的雷电方式及雷害状况有以下几种状况:
 
    (1)直击雷是指雷电直接击在建筑物构架、动植物上,因电效应、热效应和机械效应等形成建筑物等损坏以及人员的伤亡。
 
    (2)感应雷是雷电在雷云之间或雷云对地放电时,在左近的户外传输信号线路、埋地电力线、设备间衔接线产生电磁感应并侵入设备,使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损伤。感应雷固然没有直接雷猛烈,但其发作的几率比直击雷高得多。
 
    (3)雷电浪涌是近年因由于微电子的不时运用惹起人们极大注重的一种雷电危害方式,同时其防护方式也不时完善。最常见的电子设备危害不是由于直接雷击惹起的,而是由于雷击发作时在电源和通讯线路中感应的电漂泊涌惹起的。一方面由于电子设备内部构造高度集成化(VLSI芯片),从而形成设备耐压、耐过电流的程度降落,对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的接受才能降落,另一方面由于信号来源途径增加,系统较以前更容易遭受雷电波侵入。浪涌电压能够从电源线或信号线等途径窜人电脑设备。美国GE公司测定普通家庭、饭店、公寓等低压配电线(110V)在10000h(约一年零两个月)内在线间发作的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数到达800余次,其中超越1000V的就有300余次。
 
    这样的浪涌电压完整有可能一次性将电子设备损坏。信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如电话线)遭到这些干扰信号的影响,会使传输中的数据产生误码,影响传输的精确性和传输速率。扫除这些干扰将会改善网络的传输情况。
 
    弱电设备防雷措施
 
    依照防护范围可将弱电设备的防雷措施分为两类,外部防护和内部防护。外部防护是指对装置弱电设备的建筑物本体的平安防护,可采用避雷针、分流、屏蔽网、平衡电位、接地等措施,这种防护措施人们比拟注重、比拟常见,相对来说比拟完善。内部防护是指在建筑物内部弱电设备对过电压(雷电或电源系统内部过电压)的防护,其措施有:等电位联合、屏蔽、维护隔离、合理布线和设置过电压维护器等措施,这种措施相对来说是比拟新的方法,也不够完善,下边对弱电设备防雷停止讨论,主要对雷电浪涌及地电位差的防护提出一些本人的见地。
 
    弱电设备的外部防护
 
    弱电设备的外部防护首先是运用建筑物的避雷针将主要的雷电流引人大地;其次是在将雷电流引人大地的时分尽量将雷电流分流,防止形成过电压危害设备;第三是应用建筑物中的金属部件以及钢筋能够作为不规则的法拉第笼,起到一定的屏蔽作用,假如建筑物中的设备是低压电子逻辑系统、遥控、小功率信号电路的电器,则需求加装特地的屏蔽网,在整个屋面组成不大于5m-5m,6m-4m的网格,一切均压环采用避雷带等电位衔接;第四是建筑物各点的电位平衡,防止由于电位差危害设备;第五是保证建筑物有良好的接地,降低雷击建筑物时接点电位损坏设备。
 
    弱电设备的内部维护
 
    从EMC(电磁兼容)的观念来看,防雷维护由外到内应划分为多级维护区。最外层为0级,是直接雷击区域,风险性最高,主要是由外部(建筑)防雷系统维护,越往里则风险水平越低。维护区的界面划分主要经过防雷系统、钢筋混凝土及金属管道等构成的屏蔽层而构成,从0级维护区到最内层维护区,必需实行分层多级维护,从而将过电压降到设备能接受的程度。普通而言,雷电流经传统避雷安装后约有50%是直接泄人大地,还有50%将均匀流人各电气通道(如电源线,信号线和金属管道等)。
 
    随着电脑通讯设备的大范围运用,雷电以及操作霎时过电压形成的危害越来越严重。以往的防护体系已不能满足电脑通讯网络平安的请求。应从单纯一维防护转为三维防护,包括:防直击雷,防感应雷电波侵入,防雷电电磁感应,防地电位还击以及操作霎时过电压影响等多方面作系统综合思索。
 
    多级分级(类)维护准绳:即依据电气、微电子设备的不同功用及不同受维护程序和所属维护层肯定维护要点作分类维护;依据雷电和操作霎时过电压危害的可能通道从电源线到数据通讯线路都应做多级层维护。
 
    1电源局部防护
 
    弱电设备的电源雷电损害主要是经过线路侵入。高压局部有专用高压避雷安装,电力传输线把对地的电压限制到小于6000V(1EEEEC62.41),而线对线则无法控制。所以,对380V低压线路应停止过电压维护,按国度标准应有三局部:倡议在高压变压器后端到二次低压设备的总配电盘间的电缆内芯线两端应对地加避雷器或维护器,作一级维护;在二次低压设备的总配电盘至二次低压设备的配电箱间电缆内芯线两端应对地加装避雷器维护器,作二级维护;在一切重要的、精细的设备以及UPS的前端应对地加装避雷器或维护器,作为三级维护。
 
    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)能量分流泄人大地,到达维护目的,所以,分流(限幅)技术中采用防护器的质量、性能的好坏是直接关系网络维护的关键,因而,选择合格优秀的避雷器或维护器至关重要。
   2信号局部维护
 
    关于信息系统,应分为粗维护和精密维护。粗维护量级依据所属维护区的级别肯定,精密维护要依据电子设备的敏感度来停止肯定。
 
    3接地处置
 
    一定请求有一个良好的接地系统,因一切防雷系统都需求经过接地系统把雷电流泄人大地,从而维护设备和人身平安。假如机房接地系统做得不好,不但会惹起设备毛病,烧坏元器件,严重的还将危害工作人员的生命平安。另外还有防干扰的屏蔽问题,防静电的问题都需求经过树立良好的接地系统来处理。
 
    结论
 
    弱电设备的防雷问题是一个综合性的工作,特别是弱电设备的雷电浪涌防护还注重不够,也常常由其而惹起设备的损坏,所以在完善弱电设备外部防护的同时,要增强弱电设备的内部防护,倡议增强以下几方面的工作;
 
    (1)首先要完善弱电外部雷电防护,将绝大局部雷电流直接接闪引入公开泄散。
 
    (2)其次要阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波。
 
    (3)第三限制钳位被维护设备上浪涌过压过流幅值在设备可接受的范围。
 
    这三道防线,互相配合,各行其责,缺一不可。
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