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防雷 地线

防雷 地线

防雷技术的特点 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。 德国专家希曼斯基提出了现代防雷保护的三道防线:

1、 外部保护---将绝大部分雷电流直接引入地下泄散;

2、 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;

3、 过电压保护----限制被保护设备上雷电过电压幅值。

雷电的形成 雷击是大气中的一种放电现象。空中的尘埃、冰晶等物质在云中翻滚运动的时候,经过一些复杂过程,使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。经过运动,带上相同 电荷较重的物质会到达云层下部(一般为负电荷),带上相同电荷质量较轻的物质会到达云层上部(一般为正电荷)。这样,同性电荷的汇集就形成了一些带电中心,当异性带电中心之间得空气被其强大的电场击穿时,就形成“云间放电”(即闪电)。带负电荷的云层向下靠近地面时,地面的凸出物 ,金属等回被感应出正 电荷,随着电场的逐步增强,雷云向下形成下行先导,地面的物体形成向上闪流,二者相遇即形成对地放电。这就容易造成雷电灾害。雷电形成于大气运动过程中的剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线。闪电的形状最常见的是枝状,此外还有球状,片状,带状。云间闪电时云间的摩擦就形成了雷声。

雷电活动及分布 雷电活动从季节来讲以夏季最活跃,冬季最少,从地区分布来讲是赤道附近最活跃,随纬度升高而减少,极地最少。

易遭雷击的地点:

A、土壤电阻率较小的地方,如有金属矿床的地区、河岸、地下水出口处的地方;

B、具有不同电阻率土壤的交界地段

C、高耸突出的建筑物,如水塔、电视塔、高楼等;

D、排出导电尘埃、废气热气柱的厂房、管道等;

E、内部有大量金属设备的厂房;

F、孤立、突出在旷野的建(构)筑物。

G、平屋面和坡度≤1/10的屋面,檐角、女儿墙和屋檐;

H、建筑物屋面突出部位,如烟囱、管道、广告牌等。

雷电划分等级

外部防雷包括的内容:由接闪器(避雷针)、引下线、接地地网等有机组成,缺一不可。

接闪器 有多种方式如:避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等,直接截受雷击,以及用作接闪的器具、金属构件和金属屋面等,称之为接闪器。功能是把接引来的雷电流,通过引下线和接地装置因如大地中泄放,保护建筑物免受雷害。

避雷针 尖端放电。由于电荷同性相斥的作用,电子总是分布到金属球的最外层表面,并且容易逃离金属球。球的尖锋部分,电子受到同性电荷往外排斥力最强,最容易被排斥离开金属球,这就是通常说的“尖端放电”。

避雷带 在房屋建筑雷电保护上,用扁平的金属带代替钢线接闪的方法称之为避雷带,它是由避雷线改进而来。在城市高大楼房上,使用避雷带比避雷针有较多的优点,它可 以与楼房顶的装饰结合起来,可以与房屋的外形较好的配合,即美观防雷效果又好,特别是大面积的建筑,它的保护范围大而有效,这是避雷针所无法比的。避雷带的制作,采用扁钢,截面积不小于48mm2,其厚度不应小于4mm。

避雷网 避雷网是指利用钢筋混凝土结构中的钢筋网作为雷电保护的方法(必要时还可以辅助避雷网),也叫做暗装避雷网。它是根据古典电学中法拉第笼的原理达到雷电保护的金属导电体网络。

引下线 连接接闪器与接地装置的金属导体称为引下线。

雷击引入的几种方式:直击雷、传导雷、感应雷

直击雷---雷击直蕴涵极大的能量,电压峰植可达5000KV,具有极大的破坏力。如雷电直接击中建 筑物,将产生的巨大热能击毁建筑物。如击中避雷针、建筑物接地网以及与其连接的所有电器设备的电位水平在数秒之内被台高数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分,流向供电或数据网络系统,与此同时,未实行等电位连接的导线回路,也极易诱发高电位差而产生火花放电的危险。

传导雷---即使雷电不直接放电在建筑物本身,而是对布防在建筑物的线缆放电,雷击的影响及过电压波会沿着线缆线路扩散,危机设备。由电网、管道等金属导体传入配电系统而损坏设备

感应雷---雷击在保护设备周围发生,或闪电不直接对地放电,只在云层与云层之间放电。闪电释放电荷,并在电源和数据传输线路上感应生成过电压而破坏设备。由于感应雷的产生远远高与直击雷,所以防止感应雷是现代电子设备、计算机设备防雷的重中之重。感应雷方式一般包括: A、电阻性偶合(感应后的地电位差);B、电感性偶合(磁场感应);C、电容性偶合(电场感应)

工业操作引起瞬间高压或电涌 启动高电感电动机组或变电器等;开关中央电源设备误接触或断断续续接触高电位与零电位直接短路

内部防雷 主要有屏蔽、防雷器和等电位连接三部分组成

防雷必要分析

A、 系统所处电网工业干扰密度

一些大容量感性设备、电力总开关的动作及一些间歇性负载的动作,都将会在您所处用电网上造成数仟伏的尖峰冲击电压。

B、系统所处的地理位置

一般处于年平均雷暴日在25天以上的地区就可对电气电子设备做防雷保护。对于北方地区虽然雷暴日少,但每次雷暴电流却很强,也应考虑做防雷保护。

C、 设备所处位置

在避电针下引线附近、在突出点附近设备可能会增大雷电波的侵袭。

D、传输网的可靠性

一些分布传输网及重要仪器本身的高灵敏度使得可靠性降低,因此要求极高的保护水平。

E、分散传输网分布环境

过于分散的传输网受感应雷得几率会增加

F、其它经济利益上的考虑

1.设备价值/维护、维修费用/安装费用

2.停电造成经济损失

3.造成社会影响及政治后果

非常规防雷电 除介绍的常规防雷装置外,也有采用激光束引雷、火箭引雷、水柱引雷、放射性避雷针、排雷器等防雷装置进行雷电防护,这些防雷装置称为非常规防雷装置。 大多数非常规防雷装置还处于研究实验阶段,对新的更为有效的避雷技术的探索仍在继续。

接地:电气设备的任何部分与土壤间作良好的电气连接,称为接地。

接地体:与土壤接触的金属或金属体组,称为接地体或称为接地极。

接地线:连接于接地体与电气设备之间的金属导线,称为接地线。接地线又分为接干线和接地支线。

接地装置:接地线和接地体合尔为接地装置。

接地电阻:接地体或自然接地体的对地电阻和接地线电阻的总和,称为接地电阻。

流散电阻:接地体的地电压与经过接地体流入地中的接地电流之比,称为流散电阻。

接地短路:电气设备的带电部分,偶然与金属构架或 接与大地发生电气连接时,称为接地短路。

接地短路电流:当发生接地短路时,经接地短路点流入大地中的电流,称为接地短路电流。(大于500A时称大 接地短路电流,反之为小)

对地电压:电气设备的接地部分,与大地零电位之间的电位差,称为接地时的对地电压。

电气上的“地”:在距接地体20M以外的地方,实际忆经没有什么电阻存在了,如果电气设备发生短路时,不再有什么压降了,也就是说该处的电位已近于零。电位等于零的地方,称为电气的“地”。

安全保护接地:为了防止电气设备因绝缘损坏而遭触电压危险,将与电气设备带电部分相与的金属外壳或架构同接 地体之间作良好地连接,称为保护地。

接零:将与带电部分相绝缘的电气设备金属外壳或架构,与中性点直接接地的系统中的零线相连,称为接零。

防雷接地:以防止雷害而做的地称为防雷接地。

防静电接地:为防止静电荷聚集发生火花放电的危险发生,把可能聚的静电荷通过与大地连接的导线泄放到大地中 去。

屏蔽接地:主要是屏蔽外界的干扰而不致室内设备受到影响,而做的地称为屏蔽地。

计算机直流接地:计算机直流接地可以说是计算机机房的专门接地系统。它的接入有效地提供了计算机的零电位,而使计算机正确的处理问题,它也常被人们称为置辑接地。