地电位反击

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地电位反击的防护

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地电位反击:就是在交流地、直流地、防雷地、静电地等,按照国家相关标准做单独接地的时候,又没有达到一个有效的安全距离,20米,当雷电流流经这些接地体的时候,从另外的接地体回流至设备,从而损坏设备。

直击雷防护装置(避雷针)在引导强大的雷电流流入大地时,在它的引下线、接地体以及与它们相连接的金属导体上产生非常高的瞬时电压,对周围与他们靠得近而又没与它们连接的金属物体、设备、线路、人体之间产生巨大的电位差,这个电位差引起的电击就是地电位反击。这种反击不仅足以损坏电器和设备,也可能造成人身伤害或火灾爆炸事故。

1、地电位反击简述

地电位反击通常是指:建筑物的外部防雷系统(如避雷针、避雷网等)遭受直接雷击,则在接地电阻的两端产生危险的过电压,此过电压由设备的接地线、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系统或其他自然接闪物(各种管道、电缆屏蔽管等)引入设备,造成设备的损坏的现象。

地电位的反击通常存在两中形式:A、雷电流流入大地时,由于接地电阻的存在,产生较大的压降,使地电位抬高,反向击穿设备;B、两个地网之间,由于没有离开足够的安全距离,其中一个地网接受了雷电流,产生高电位,则向没有接受雷击的地网产生反击,使得该接地系统上带有危险的电压。

建筑物在遭受直接雷击时,雷电流将沿建筑物防雷系统中各引下线和接地体入地,在此过程中,雷电流将在防雷系统中产生暂态高电压,如果引下线与周围网络设备绝缘距离不够,且设备的电源系统PE线接地及信号系统逻辑接地与避雷系统不共地,则将在两者之间出现很高的电压,并会发生放电击穿,导致设备严重损坏,甚至人身安全。这种由于接地技术处理不当引起地电位的反击,造成整个网络系统设备全部击毁。

地电位暂态高电位不仅危害本建筑物内的设备,还会危及到相邻建筑物内的设备。该相邻建筑物内的设备虽然没有遭直接雷击,但在附近建筑物遭雷击后,暂态高电位将沿地下管道传至相邻建筑物内的设备接地系统中对线路发生反击,使得与这些线路相连接的设备受到暂态高电位的损害。地电位反击可感生出几KV到几十KV至数百KV的反击电压,这种反击会沿着电力系统的零线,保护接地线和各种形式的接地线,以波的形式传入室内或传播到更大的室内范围,造成大面积的危害。

国家标准GB 50057-94(2000)《建筑物防雷设计规范》第三章,第3.4.8条规定:为防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或线路的反击,则其间的最小安全距离应按下列表达式计算:

当 lx<5 Ri时,sa3 ≥ 0.2kc(Ri+0.1lx )

当lx≥5 Ri 时,s a3≥ 0.05kc(Ri +lx )

2、地电位反击解决方案

A、对于使用对立接地的系统,也就是说在一个机房内有两个以上各自独立的接地网,比如一个地网使用建筑物框架内钢筋做接地网,另一系统做独立地网,那么当两地网之间的距离小于防地电位反击的安全距离时,则需要在两地网之间用“等电位连接器”做等电位连接。等电位连接器的作用是保证正常工作状态下两接地网不连通,没有相互干扰,当一个接地系统遭受雷击时,经GI 1000-5

等电位连接器使两地网在瞬间形成等电位,消除此暂态高电位在设备内由于线间电压差而造成的损害。B、按照GB 50057-94(2000)《建筑物防雷设计规范》第六章的要求,金属水管、通讯电缆线及电力电缆铠装外皮或电缆金属管等外来管线,所有的水管和电缆应埋地进入机房,水管和电缆铠装外皮和保护金属管应在进入机房时接地,电缆应选用铠装电缆或穿金属管埋地进入机房电缆相线和中线应通过电涌保护器接地。

对于在建筑内布线距离较长的接地线,比如电源PE线,在要求较高的机房内,可使用“机房等电位连接器”将交流工作接地、直流工作接地、防静电及保护接地在机房内进行等电位连接,以确保精密系统设备在正常工作状态下不受干扰,在存在暂态过电压时,不发生设备内击穿。

接地模块的工作原理和作用

(1 )降低接触电阻,X-K 系列接地模块的主体材料与土壤的物理结构相似,能与土壤结合为一体,使接地体与土壤的有效接触面积比金属接地体大许多倍,增大了接地体的有效散流面积,极大降低接地体与土壤的接触电阻,因此能显著提高接地效率,减少地网占用土地面积,。

(2 )接地电阻稳定:X-K 系列接地模块自身有很强的吸湿保湿能力,使它周围的土壤保持湿润,保证接地模块有效发挥导电作用;同时,接地体中导电物的导电特性不受干湿度、高低温等季节变化的影响,因此能提供稳定的接地电阻。

(3 )减少地电位反击:X-K 系列接地模块的非金属材料使电阻率相差巨大的金属与土壤之间形成一个变化比较平缓的低电阻区域,当大电流冲击时,可降低接地体、接地线暂态电位梯度,降低跨步电压和接触电压,减少发生地电位反击的概率。

(4 )使用寿命长:X-K 系列接地模块的主体本身是抗腐蚀材料,它的金属骨架采用的是表面经抗腐蚀处理的金属材料,因此该接地体总体抗腐蚀性能优良,使用寿命达到三十年以上。

接地模块的性能特点

(1 )耐腐蚀、无毒害、使用寿命长、安装方便,减少施工工作量;

(2 )能吸湿保湿、接地电阻低;

(3 )耐大电流冲击阻值不增大,也无变硬、发脆、断裂现象;(4 )能有效降低高电阻率土壤的接地电阻;

(5 )接地电阻受季节影响小,阻值能长期保持稳定。

常用接地模块图例

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