雷电脉冲防护设计

雷电脉冲防护设计
雷电脉冲防护设计

雷电脉冲防护设计

摘要

本文主要主要介绍雷电脉冲灾害产生的原因,分析雷电脉冲的入侵途径,通过电磁兼容理论获得解决雷电脉冲的设计思路。

一、雷电脉冲防护概况

电子器件的集成化和超大规模集成化及新的网络通信技术的发展都为信息时代的主导技术支撑产品――计算机通信技术的发展起到了极大的推动和促进作用,但另一方面,这些微电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低,过电压耐受能力差等致命弱点,一旦遭受雷击过压的冲击,轻则造成这些电子系统的运行中断,设备永久性损坏,重的是这些系统所承负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。

二、雷电脉冲入侵途径

雷击引起的上万伏的过电压(过电流)及极强的交变电磁场是损坏楼内弱电设备的主要原因,交变电磁场的瞬即变化是吸引雷电入侵的最佳渠道。其中入侵渠道可以大致分为3种:

1、配电线路引入雷电:配电线路(对 10KV 线路,高压MOV 的残压很高,弱电设备受此高压都会损坏,变压器有一定的隔离和衰减作用,但还有相当大的剩余雷电会传到后续设备。)产生过电压后,该过电压直接传到弱电子设备,并将设备损坏,一般是将设备的电源部分损坏。

2、通信控制线路引入雷电:通信控制线路(通信控制线路一般有

数据专线、网络线、数据控制线和视频线等)感应雷电后,雷电也直接传到设备,并将设备损坏,一般是将设备的通信口损坏,与供电路线上产生雷电流的情况相似,一般来讲,通信线路上的雷电流比供电线路上的雷电流要小。

3、金属管道、电缆引入雷电:架空和直接埋地的金属管道、电缆的进出线等也是雷电引入的又一途径。通常是由于雷击静电感应引起或因暂太高电位 / 过电压通过线路耦合,造成管道和电缆线路毁坏。

三、雷电防护设计

雷电入侵的防范措施:针对上述分析,电子信息系统从电磁兼容角度防止雷击电磁脉冲,从电磁干扰三要素--干扰源、偶和途径、敏感设备入手,采取有效的防护措施,主要有屏蔽、滤波、接地和合理布线等综合防护措施。

1、屏蔽

屏蔽是减少电磁脉冲干扰的基本措施。屏蔽体可做成板式、网状式以及金属编织带式等, 利用低电阻的导体材料对电磁能流具有反射和引导作用,在内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化,从而减弱源电磁场的辐射效果。

金属材料的电磁屏蔽效果为对电磁波的反射损耗、吸收损耗和电磁波在屏蔽材料内部多次反射损耗之和。银、铜、铝等相对电导率大, 利用屏蔽体表面所产生涡流的反磁场来达到屏蔽目的, 以反射损耗为主铁和铁镍合金等相对磁导率大, 铁磁材料的高导磁率对干扰磁

场进行分路, 以吸收损耗为主。一般情况下,材料的导电性越好,屏蔽效果越好随着频率升高,电磁波穿透力增强,屏蔽效果下降。

防止雷击电磁脉冲干扰,应采取以下屏蔽措施:

⑴利用建筑物内现存金属部件,形成初级自然屏蔽体。

⑵信号线和低压电源线应采用屏蔽电缆或穿铁管加以屏蔽远离外墙结构柱,进人建筑物就近等电位连接。

⑶利用良导体和高磁导率的镀锌钢作为屏蔽体,具有良好的屏蔽效能。

⑷采用截止波导技术处理屏蔽体的孔洞。

⑸使用电磁密封衬垫和增加金属搭接面处理屏蔽体的缝隙。

2、滤波

滤波技术是抑制电气、电子设备传导电磁干扰,提高自身抗扰度,原理是压缩信号回路骚扰频谱, 用滤波器将无用的骚扰频谱成分滤除。

电源的频率很低(50Hz或直流), 雷电暂态过电压波形的频谱中含有丰富的高频, 其不可忽略的频率一般在1~10MHz。在电源和电子设备之间接人含有压敏电阻的低通滤波器,对雷电暂态过电压波中的高频分量进行衰减, 同时能够泄流限压,保护电源系统和电子设备。

防止雷击电磁脉冲引起共模和差模形式的传导电磁干扰, 电源线滤波器应采取以下措施:

⑴设备内未滤波的电源线路尽可能短, 远离滤波引线,防止再祸合。

⑵防止高频输人和输出的寄生电容干扰,滤波应优化布置。

⑶避免电源引线和信号逻辑电缆间的藕合。

⑷对敏感设备采用合适的RF扼流圈和旁路电容。

3、接地

接地主要是防止电磁干扰,消除公共阻抗的祸合, 保障人身和设备的安全。在电子信息系统中, 为了整个电子电路有一个公共的零电位基准面, 给高频干扰信号提供公共低阻抗通路, 发挥屏蔽措施良好效能,采用有效的电子设备接地。

电子设备频率<1MHz,避免形成地线回路, 防止通过地线回路的电流传播, 可采用一点接地方式;频率>10MHz,减少接地线的寄生电感, 可采用多点接地方式, 但设备或系统内部地线回路增多,大信号电路可能通过地线回路电流影响小信号电路,造成干扰频率在1~10MHz, 可采用混合接地。

在许多情况下,为了防止电子设备外壳上的干扰电流直接藕合到电子设备电路上, 将外壳接地, 将其中的电子电路浮地。

4、合理布线

合理布线已经成为减少电磁干扰的有效途径,基本思想是使感受器和干扰源尽可能远离、输出和输人端口妥善分离和防护、电源线和信号线互不干扰敷设, 通过合理布线减少雷击电磁脉冲对电子信息系统和设备的电磁干扰。

增加导线抗扰性,防止导线产生电容性和电感性祸合, 应采取以下措施:

⑴导线长度要短、间距要大、避免平行走线。

⑵减少导线形成回路面积, 对干扰对象和干扰源电磁屏蔽, 抑制电磁场藕合。

⑶布线避免靠近用作引下线的柱筋, 减少感应范围。

⑷采用多条并联泄放暂态雷电流的路径。

⑸所有低压电源线和信号线都采用屏蔽措施。

参考文献

【1】邱杨田锦《电磁兼容设计》

【2】边登程,周鑫雷电防护中的电磁设计[期刊论文]- 1002-252X (2008)增刊-0040-04

【3】权秀敏浅谈雷电电磁脉冲防护[期刊论文]-科技经济市场2007(7)

【4】占清华.计想建浅谈雷电电磁脉冲防护设计思路和方法[期刊论文]-新农村(黑龙江) 2013(18)

【5】百度百科词条:雷电电磁脉冲防护

雷电防护装置检测质量管理

雷电防护装置检测质量管理(青海省地方标准 DB63/T611—2007) 来源:日期:2007-11-12 雷电防护装置检测质量管理 1范围 本标准规定了雷电防护装置检测的定义、机构、岗位职责、工作制度、检测程序以及重要设施和场所的雷电防护装置检测项目等内容。 本标准适用于雷电防护装置的检测质量管理。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB50057—94 建筑物防雷设计规范 GB50156—2002 汽车加油加气站设计与施工规范 GB50074—2002 石油库设计规范 GB50160—92 石油化工企业设计防火规范 GB50058—92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50089—98 民用爆破器材工厂设计安全规范 GB50343—2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50028—93 城镇燃气设计规范 IEC61024-1-2 建筑物防雷 3定义 3.1雷电防护装置 接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其它连接导体的总合。

3.2接地装置 接地体和接地线的总合。 3.3雷电防护装置检查 对雷电防护装置的完整性、锈蚀、焊接、防腐等情况进行目测的过程。 3.4雷电防护装置测量 用检测仪器、仪表,依照规定方法对雷电防护装置的相关技术指标进行测定和计算的过程。 3.5雷电防护装置检测 对雷电防护装置进行检查和测量的总称。 3.6检测机构 依法取得青海省气象主管机构认证的雷电防护装置检测资质的组织。 3.7检测报告 检测机构给被检测单位提供的记录雷电防护装置各项检测数据和结论的文件。 3.8检测原始数据 在检测现场经两名以上检测人员检测、复核,并在统一印制的纸质文件上记录的检测数据。 3.9直击雷 雷电直接击在建(构)筑物、其他物体、大地或雷电防护装置上产生的电效应、热效应和机械力。 3.10雷电感应 闪电放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花。 3.11电涌保护器 限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件。它至少含有一非线性元件。 3.12接地电阻 表征接地体向大地泄散电流的一个基本物理参数,是大地电阻效应的总和,即接地体及其连接线的电阻、接地体表面与土壤的接触电阻、土壤的散流电阻三部分之和。 3.13易燃易爆场所 生产、储存或使用容易引起燃烧或爆炸的气体、液体、固体、粉尘、纤维等物质的场所。 4检测机构及人员 雷电防护装置检测机构是根据省人民政府按照《青海省气象条例》第二十四条规定批准的《防雷检测站(点)设置规划》进行设置,并依法取得省气象主管机构认证的雷电防护装置检测

雷电防护标准

雷电防护标准 中国相关防雷标准 《广东省防御雷电灾害管理规定》 低压配电系统的电涌保护器(SPD)第1部分:性能要求和试验方法(GB18802.1-2000) 通信局(站)接地设计暂行技术规定(综合楼部分)(YDJ26-89) 移动通信基站防雷与接地设计规范(YD5068-98) 通信工程电源系统防雷技术规定(YD5078-98) 国际电信联盟标准 局端通讯交换设备设备过压过流防护标准ITU-T K20 用户端网络通讯设备过压过流防护标准ITU-T K21 国际电工委员会标准 电磁兼容性雷击浪涌抗扰度测试标准IEC61000-4-5 雷电电磁脉冲的防护(IEC1312) 低压配电系统的电涌保护器(SPD)(IEC61643) 欧美国家防雷标准 低压配电系统的电涌保护器(SPD)(法国NFC61740) 低压配电系统的电涌保护器(SPD)(美国UL1449) 低压配电系统的电涌保护器(SPD)(德国VDE0675) 低压配电系统的电涌保护器(SPD)(英国BS6651)

1.SPS电源净化系统填补了国内室内电源环保无污染的空白。 2.行业的领导者-SPS电源净化系统,集成浪涌保护器,电源净化器,电源控制器,电源保护器,电源滤波器,防雷器,浪涌消除器,噪声消除器为一体,提供干净无污染的室内电源。 3.SPS电源净化系统采用复合模式四级保护零通过技术:“一阻,二存,三放,四滤”,执行保护时不损坏元件,更不需要复位,零通过技术提供了最可靠的保障,吸收所有的浪涌,而且不会产生有害的副作用----如地面污。 4.SPS电源净化系统保护您的设备免受雷击浪涌,尖峰电压,EMI噪声,RFI噪声,过压和线路故障的损坏,提高您设备的质量与性能,并且不损坏元件就能消除浪涌高达6KV,3KA,1000次以上. 5.SPS电源净化系统结合耐阻抗,EMI滤波器,RFI滤波器设计,考滤电源线阻抗,允许信号源和负载阻抗不匹配,长期耐阻抗能力非常强。 6.SPS电源净化系统代表着浪涌保护领域最高水平的性能和最稳定的可靠性。 7.SPS电源净化系统所有产品均符合:A级,1类,模式1。 8.SPS所有产品均享有5年保修。 主要应用于:专业音频电源滤波系统,专业浪涌保护系统,专业室内电源防雷滤波系统

变电站的防雷电保护设计

浅谈变电站的防雷电保护设计 摘要:变电站是电力系统重要组成部分,是对电能的电压和电流进行变换、集中以及分配的场所, 担负着电压变换和电能分配的重要任务。一旦变电站遭受雷击,将会造成城市大面积停电,会给国家和人民造成巨大的损失。因此,对变电站必须进行安全可靠的防雷保护设计。 关键字:变电站;防雷保护;设计 abstract: the substation is an important part of power system, the power voltage and current transform, concentration and distribution of the place, is shouldering the important task of voltage and power distribution. if the substation lightning, will result in large area city blackouts, caused a great loss to the country and the people. therefore, the lightning protection design of safety and reliability for substation must. key words: substation lightning protection; design; 中图分类号:tu856 文献标识码:a文章编号: 引言: 变电站内有各种高、低压变、配电设备,而这些设备是直接与供电系统的线路相连的。直击雷是对变电站造成危害的最主要元素这一,同时,线路上发生雷电过电压的机会较多,因此,入侵波通常也是对变电站造成危害的最主要元素之一。因此,对变电站的防雷

雷电电磁脉冲干扰与防护要点

科目:电磁干扰与兼容 任课老师:崔志伟 作业:雷电电磁脉冲干扰与防护姓名:朱传帅 学号:1505122194

雷电电磁脉冲干扰与防护 绪论 雷电是由带电的云在空中对地放电导致的一种特殊的自然现象,其具有选择性、随机性、不可预测性以及破坏性。雷电存在的形式除了可以直观感受到的发光、发热、发声的雷电流以外,在雷电流形成的同时由于电磁效应还会产生雷电电磁脉冲。在当今信息化的时代,强大的雷电电磁脉冲是造成电子设备损坏的重要原因,可导致各种微电子设备的运行失效甚至损坏,成为威胁航空航天、国防军事、铁路运输、计算机与通信等领域的一大公害。 电子设备包括信息电子设备和电力电子设备两大类,信息电子设备基本采用微电子控制技术,电力电子设备相对于信息电子设备无信号传输线路外,其控制单元也大多采用微电子控制技术。近20 年来新发现的电子设备雷灾的起因是闪电的电磁脉冲(LEMP)辐射造成的,电子设备越先进、耐压等级越低、能耗越小,灵敏度越高、体积越小,则雷电电磁脉冲的危害范围越大。电子设备抗雷电电磁脉冲的干扰危害已是一个不可回避的问题。 雷电电磁脉冲既是雷电,又是电磁脉冲,但它既有别于直击雷,又有别于普通意义上的电磁脉冲干扰信号。现在对直击雷的防护技术已相当成熟,由于直击雷包含着巨大的能量,通常采用避雷针、避雷网等引雷入地,其实这就是将所接收到的雷电能量直接引向大地而起到分流雷电流的作用,但避雷针引下线由于电感的作用,最多也只能将5 0 % 的雷电流入地,余下的雷电流将通过其他途径或四处扩散后入地。扩散入地的雷电流就以雷电电磁脉冲的形式出现,对雷电电磁脉冲的防护,要从干扰和所具有的巨大能量两个方面来综合考虑。直击雷的强大能量需要入地释放,同理,雷电电磁脉冲的能量也必须旁路泄放入地,在入侵通道上将雷电电磁脉冲引起的过电压、电流加以阻挡,且直接或间接泄放入地,从而达到保护电子。 正文 雷电防护系统( Lightning Protection System(LPS))是指用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置,它由外部雷电防护系统和内部雷电防护系统两部分组成。 注:在特定的情况下,雷电防护系统可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置组成。 目前雷电电磁脉冲防护技术即防雷技术已经发展成熟,国内各大防雷企业都能够实现从设计、产品提供到施工及售后服务的防雷一体化体系解决方案(防雷体系)。在一个完整的防雷体系按照功能的不同分为以下五个部分: 1、直击雷防护(Direct Lightning Protection) 直击雷防护是防止雷闪直接击在建筑物、构筑物、电气网络或电气装置上。直击雷防护技术主要是保护建筑物本身不受雷电损害,以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地的过程中对建筑物内部空间产生影响的防护技术,是防

雷电脉冲防护设计

雷电脉冲防护设计 摘要 本文主要主要介绍雷电脉冲灾害产生的原因,分析雷电脉冲的入侵途径,通过电磁兼容理论获得解决雷电脉冲的设计思路。 一、雷电脉冲防护概况 电子器件的集成化和超大规模集成化及新的网络通信技术的发展都为信息时代的主导技术支撑产品――计算机通信技术的发展起到了极大的推动和促进作用,但另一方面,这些微电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低,过电压耐受能力差等致命弱点,一旦遭受雷击过压的冲击,轻则造成这些电子系统的运行中断,设备永久性损坏,重的是这些系统所承负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。 二、雷电脉冲入侵途径 雷击引起的上万伏的过电压(过电流)及极强的交变电磁场是损坏楼内弱电设备的主要原因,交变电磁场的瞬即变化是吸引雷电入侵的最佳渠道。其中入侵渠道可以大致分为3种: 1、配电线路引入雷电:配电线路(对 10KV 线路,高压MOV 的残压很高,弱电设备受此高压都会损坏,变压器有一定的隔离和衰减作用,但还有相当大的剩余雷电会传到后续设备。)产生过电压后,该过电压直接传到弱电子设备,并将设备损坏,一般是将设备的电源部分损坏。 2、通信控制线路引入雷电:通信控制线路(通信控制线路一般有

数据专线、网络线、数据控制线和视频线等)感应雷电后,雷电也直接传到设备,并将设备损坏,一般是将设备的通信口损坏,与供电路线上产生雷电流的情况相似,一般来讲,通信线路上的雷电流比供电线路上的雷电流要小。 3、金属管道、电缆引入雷电:架空和直接埋地的金属管道、电缆的进出线等也是雷电引入的又一途径。通常是由于雷击静电感应引起或因暂太高电位 / 过电压通过线路耦合,造成管道和电缆线路毁坏。 三、雷电防护设计 雷电入侵的防范措施:针对上述分析,电子信息系统从电磁兼容角度防止雷击电磁脉冲,从电磁干扰三要素--干扰源、偶和途径、敏感设备入手,采取有效的防护措施,主要有屏蔽、滤波、接地和合理布线等综合防护措施。 1、屏蔽 屏蔽是减少电磁脉冲干扰的基本措施。屏蔽体可做成板式、网状式以及金属编织带式等, 利用低电阻的导体材料对电磁能流具有反射和引导作用,在内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化,从而减弱源电磁场的辐射效果。 金属材料的电磁屏蔽效果为对电磁波的反射损耗、吸收损耗和电磁波在屏蔽材料内部多次反射损耗之和。银、铜、铝等相对电导率大, 利用屏蔽体表面所产生涡流的反磁场来达到屏蔽目的, 以反射损耗为主铁和铁镍合金等相对磁导率大, 铁磁材料的高导磁率对干扰磁

电梯的雷电综合防护

电梯的雷电综合防护 发表时间:2016-03-18T13:43:54.610Z 来源:《基层建设》2015年26期供稿作者:李小龙 [导读] 河北省防雷中心本文从电梯的机构原理入手,剖析了电梯遭受雷击原因,依据有关国家规范要求对外部防雷、内部防雷、等电位及接地、安装电涌保护器等方面进行了技术实践。 河北省防雷中心河北省石家庄 050021 摘要:本文从电梯的机构原理入手,剖析了电梯遭受雷击原因,依据有关国家规范要求对外部防雷、内部防雷、等电位及接地、安装电涌保护器等方面进行了技术实践。 关键词:电梯;雷电;综合防护 电梯是现代建筑物中必不可少的配套设施之一。随着我国经济飞速发展,高层建筑不断增多,智能化水平迅速提高,电梯雷击事故呈上升趋势,仅05年石家庄市市区就发生6起,共计30部电梯遭受不同程度雷击损坏。因此,电梯雷电防护就成了防雷工作者关注的问题。 1.电梯的原理及结构组成 所谓电梯,指的是用电力拖动轿厢运行于铅垂的或倾斜不大于15°的两列钢性导轨之间,运送乘客或货物的固定设备。电梯属于起重机械,是一种间歇动作的升降机械,主要担负垂直方向的运输任务。同时电梯是机、电一体化产品。其机械部分好比是人的躯体,电气部分相当于人的神经,控制部分相当于人的大脑。各部分通过控制部分调度,密切协同,使电梯可靠运行。 尽管电梯的品种繁多,但目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝绳曳引式结构。从电梯空间位置使用看,由四个部分组成:依附建筑物的机房、井道;运载乘客或货物的空间——轿厢;乘客或货物出入轿厢的地点——层站。即机房、井道、轿厢、层站。从电梯各构件部分的功能上看,可分为八个部分:曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统。具体结构如图1: 2.电梯遭受雷击的原因及途径 电梯遭受雷击损坏的主要器件主要集中在电气控制部分。主要原因:一是电器控制部分微电子化程度很高,耐受能力比较差,几十伏上百伏过电压就能摧毁;二是电梯机房均设置于电磁环境较差的楼顶,遭受雷击电磁脉冲损坏几率较大。 一般雷击途径如下: (1)电梯所在建筑及附近建筑遭受直接雷击,带来巨大瞬变电磁场,致使电梯各线路感应出过电压、过电流造成控制系统损坏。例如:2005年8月12日17时左右,石家庄市国际城住宅小区22号楼遭受雷击,造成20号、22号楼共5部电梯受到了不同程度的损坏。其中22号楼1-3单元电梯的门机板和门机编码器损坏,4单元电梯不仅门机板和门机编码器损坏,而且机房控制柜里E1板(印制电路板)也损坏了,20号楼2单元电梯的门机板和门机编码器损坏。 (2)电梯机房内有通信线路,监控设施线路架空引入,或楼顶其他用电设施(如风机、航空灯、移动通信设施)与电梯共用供电线路等情况造成的雷电波侵入。如:东岗怡园生活小区13部电梯遭受雷击事故,就是因为各电梯机房间架空布设对讲电话线造成的。 (3)同一建筑内其他用电设备遭雷击,因电源线路在配电室相连,传导分流造成电梯设备损坏。2006年8月,颐园国际小区4部电梯遭雷击损坏就是此原因。 3.电梯的雷电综合防护 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012规定的电子信息系统定义为:由计算机、有/无线通信设备、处理设备、控制设备及其相关的配套设备、设施(含网络)等的电子设备构成的,按照一定应用目的和规则对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。从电梯的组成及特点来看,电梯属于电子信息系统,故应按照电子信息系统的防雷要求来考虑。 3.1外部防雷 根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010要求,设计安装相应类别的防直击雷的避雷针、避雷带、避雷网,引下线一定要均匀对称布设,并保证间距符合要求。楼顶如有避雷塔或其他高大金属物体,塔角应与楼顶避雷带就近不少于两处焊接。建筑隐蔽工程施工时,应将压顶梁筋、圈梁等与避雷引下线不大于3米作等电位焊接处理,建筑接地宜设置环型接地体,以利于雷电流流散。 3.2内部防雷 3.2.1屏蔽及布线 电梯机房一般位于井道顶部(楼房顶层),这恰好是雷击建筑物电磁环境恶劣的地方。有专家研究指出,雷击楼房时,顶上两层基本上能吸收雷电流的80%,因此雷击高层建筑时顶上两层遭受灾害的几率远大于下面各层。电梯机房采取有效屏蔽措施对减少电磁干扰是很有帮助的。 (1)做好防侧击雷工作,金属门窗应与避雷引下线就近焊接,以提高法拉第笼的屏蔽效果。 (2)所有线路均应穿金属线槽或铁管布设,连接处作好跨接处理,以保证电气连通,两端应就近接地处理。对于楼与楼之间的架空线路如无法采取屏蔽处理时,应在架空线上加钢缆固定,并将钢缆在两端就近接地。

古建筑物雷电防护设计(闪盾防雷)

古建筑物雷电防护设计 中国的古代建筑遗存是几千年中国古老文明的宝贵遗产,由于战乱和人为破坏,仅存的文物古迹弥足珍贵。中国的古建筑物以其独特的结构、无法估量的历史价值而在中华民族悠久的发展史上占有特殊的地位。其承载的建筑思想、建筑美学和营造法式贯穿于秦汉以至明清两千余年,值得我们继承和发扬光大。因此,保护古代建筑遗存的重要性就显得尤为突出,尤其是古建筑物的防雷保护。 古建筑火灾原因分析 回溯历史上已经发生的火灾使古建筑遭受灭顶之灾的原因,大致可以归为两大类,即天灾与人祸。 天灾方面,最常见的是:雷击起火 古建筑物遭雷击,或因雷电起火被焚毁的事件不胜枚举。如文献记载,明朝时北京故宫前朝三大殿三次遭雷击被焚,永乐十九年,奉天、华盖、谨身三殿遭雷击焚毁;嘉靖三十六年“大雷雨,戌刻火作”,三殿被焚 殃及午门;万历二十五年归极门雷 击起火,延至三殿,一时具烬。清 光绪十五年,天坛祈年殿遭雷击焚 毁。1969年承德避暑山庄普佑寺, 因未安装避雷设备,遭雷击起火, 著名的法轮殿和周围群楼、配殿94 间全部付之一炬;2004年5月11日山西运城稷山县省级文物保护单位大

佛寺遭雷击发生火灾,经消防人员奋力扑救,大殿才免遭劫难,但仍有部分建筑被毁坏;如2005年8月1日大同市市级文物保护单位——总镇署遭雷击起火内蒙古兴安盟乌兰浩特普惠寺大雄宝殿遭遇雷击起火大雄宝殿完全被烧毁。经初步调查,大火烧损钢筋混凝土结构建筑920平方米,直接经济损失逾2千万元。2010年7月24日内蒙古兴安盟乌兰浩特市普惠 寺大雄宝殿发生火灾。经初步调查, 起火原因为雷击,烧损钢筋混凝土结 构建筑920平方米。乌兰浩特市普惠寺大雄 宝殿受雷击发生火灾 雷击引起古建筑起火,有两种情 况:一是古建筑没有安装避雷设施而透受雷击;二是古建筑虽然设有避雷设施,但避雷设施的保护范围没有达到要求,同样可以遭受雷击。 现代建筑防雷技术和技法,是建立在西洋式的建筑形式和现代建筑结构基础上的。依据建筑物防雷原理如何进行中式古建筑防雷保护,目前尚无相应的规范标准,这需要文物界、建筑界和防雷界共同努力,制定适合中式建筑的防雷设计标准和施工工艺标准。中国古代建筑在世界建筑史上是无以伦比的,中国古代建筑,以其用途、规制、等级区分,外形上总体有庑殿式、歇山式、悬山式、硬山式;按屋顶形式区分有攒尖顶、卷棚顶等;按格局区分有殿、堂、楼、阁、亭、榭、廊、厦、坊、塔等;按建筑层级区分有单檐、重檐,以致多檐。除石坊、砖塔外,屋架主要为木结构,梁、柱、斗、拱、檩、椽、窗、扉均为木材制作。

雷电电磁脉冲场

第四章雷电电磁脉冲场 人类研究雷电已有200多年的历史,到目前为止,对直击雷和传导浪涌的防护技术已经发展得较为成熟,相对而言,对雷电电磁脉冲的研究还有待深入。雷电电磁脉冲(LEMP)是伴随雷电放电产生的电流瞬变和强电磁辐射,属于雷电二次效应之一,它是最常见的一种天然强电磁脉冲干扰源。直到20世纪70年代以后,雷电的电磁辐射效应才逐渐引起重视。LEMP的发生频率远大于核电磁脉冲和高功率微波、超宽带等非核电磁脉冲,其峰值场强大,波形上升沿陡,对周围空间的各类敏感电子设备构成严重威胁,国内外相关事故报道不胜枚举。LEMP的危害区域远大于直击雷,它既可以由云地闪电产生,也可以由云内闪电和云间闪电产生,影响区域遍布对流层以下至大地表层,对空中飞行的火箭、飞机、导弹、地面架空运输电线、各种电子设备都有不同程度的危害,因雷电电磁脉冲造成室内电磁设备损坏、失效、误动作等造成的间接损失更是难以估计。随着电子设备的高集成化、智能化、低功耗化、LEMP的危害日益突出。 因此,LEC研究报告指出:“雷电电磁脉冲是信息化时代的公害。”对LEMP的防护是目前雷电防护研究领域的热点和难点,对LEMP进行详细研究,有利于有针对性地做好设备防护工作。 4.1 雷电电磁脉冲分类 根据IEC61312-1标准的定义,LEMP包括非直击雷产生的电磁场和电流瞬变。以此为依据,LEMP可以划分为3种形式:静电脉冲、地电流浪涌和电磁脉冲辐射场。以往防雷工程中强调的LEMP通常是指地电流瞬变和架空输电线的传导浪涌,而现在对电磁脉冲辐射场的危害越来越严重了。 4.1.1 静电脉冲 大气电离层带正电荷,与大地之间形成了大气静电场,通常情况下,平原地区地面附近电场强度约150V/m。雷雨云的下部静电荷较为集中,其电位较高,因此其下方地面局部静电场强远高于平时的大气静电场强,雷雨降临之前,该区域地面场强可达10000V/m~30000V/m。 雷雨云形成的电场,在地面物体表面磁感应出异号电荷,其电荷密度和电位随附近近大气场强而变化。例如地面上10m处的架空线,可感应出100kV~300kV的对地电压。落雷的瞬间,雷雨云电荷被释放,大气静电场急剧减小,地面物体的感应电荷失去束缚,会沿接地通路流向大地,由于电流流经的通道存在电阻,因而出现电压,这种瞬时高电压称为静电脉冲(Electrostatic Pulse),也称天电瞬变(Atmospheric Transients),如图4—1所示。对于接地良好的导体而言,静电脉冲极小,可以忽略。但静电接电阻较大的孤立导体,其放电时间常数大于雷电持续时间,静电脉冲的危害尤为明显。 静电放电脉冲的危害形式,只要表现为以下两种: (1)电压(流)浪涌。输电线路上的静电高压脉冲会沿导线向两边传播,形成高压浪涌,对相连的电气设备造成危害。 (2)高压电击。垂直安放的导体,如果接地电阻较大,会在尖端出现火花放电,能点燃易燃易爆物品;如果人,畜在闪电过后的短暂时间内触摸或接近这类物体(如 木门框上的铁门),可能遭电击身亡。 图4-1 静电脉冲的形成原理 4.1.2 地电流瞬变 地电流瞬变是由落雷点附近区域的地面电荷中和过程形成的。以常见的负地闪为例,如图4-2所示,主要电通道建立后,产生回击电流,即雷雨云中的负电荷会流向大地,

防雷设计方案

防雷设计方案 The latest revision on November 22, 2020

目录 一、雷电防护理论概述 二、防雷工程项目施工现场情况 三、施工方案 四、工程进度表 五、产品售后服务 一、雷电防护理论概述 雷电是自然界一种常见放电现象,自然界每年都有几百万次闪电,每年雷击造成的人员伤亡和财产损失,仅次于水灾而大于其它任何灾害。 雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业,尤其大规模集成电路为核心组件的测量、监控、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用的电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域,以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点,暂态过电压很可能造成电子设备产生误操作,从而造成更大的经济损失和社会影响,尤其地处山野外的高速公路,水电厂、污水处世理厂极易遭受雷击过电压的侵害。它们的共同特点,电力线路往往要翻山越岭,传输和控制线路往往经常穿越复杂的地质层面,这些都是易遭直接雷击或感应过电压的薄弱点。 防雷是一个很复杂的问题,不可能依靠一两种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消除雷击过电压和感应过电电压的影响,必须针对雷害

入侵途径,对各类可能性能产生雷击的因素进行排除,采用综合防治——均压、习屏蔽、分流、接地、保护(包括安装先进的防雷产品、过不去电压保护器、电涌保护器),才能将雷害减少到最低限度。 1、雷电的危害 自然界的雷击分为直接雷、雷电感应高电压及雷击电磁脉冲辐射两大类。 a)直击雷是雷雨云对大地和建筑物的放电现象,它以强大的冲击电流、 炽热的高温、猛烈的冲击波、强烈的电磁脉冲辐射损坏放电通道上的建筑物、输入电线、室外设备等,造成极大的经济损失。 b)雷电感应高电压和雷击电磁脉冲,是由于雷雨云和雷雨云之间及大地 之间放电时,在放电周围产生的电磁感应,雷击电磁脉冲辐射以及雷雨云电场的表面电感应,使建筑物上的金属部件,如屋顶管道,铁塔,水箱,电源线,信号传输线,天馈线等感应出雷电高电压,沿这些金属部件线路通过室内的管道,电缆等进入各种电子电气设备,从而放电并损坏设备。 c)因为直击和雷电感应高电压及雷击电磁脉冲的侵害渠道不同,其次是 由于被保护系统的屏蔽差,没有采取等电位连接措施,综合布线不合,接地不规范,没有安装电涌保护器或安装电涌保护器不符合规范的要求等,使雷电感应高电压和雷击电磁脉冲入侵概率高,损坏电子电气设备,全国年薪因雷电造成的损失高达数亿元,因此,我们必须有意识到提高对雷灾的防御能力,并提供完善的一体化解决方案。2、雷电灾害防治的基本方法

数据中心的雷电综合防

Synthelical Protection against Lightning for Data Centers 曹承属 涂强 王晔(华东建筑设计研究院有限公司,上海市 200002) Cao Chengshu Tu Qiang Wang Ye (East China Architectural Design &Research Institute Co.,Ltd., Shanghai 200002,China ) Abstract Data center is centralized setting site of electronic equipm ents ,which is easy suffer from the damage of lightning electromagnetic impulse.From the angle of reliable operation of data centers ,equipments and personnel safety ,solution scheme of synthelical protection against lightning in data centers is expatiated.Key words Data center Lightning electro -magnetic impulse Synthelical protection against lightning 摘 要 数据中心是电子设备集中设置的场所, 容易受雷电电磁脉冲的损害。从保障数据中心的可靠运行以及设备、人员安全的角度出发,阐述了数据中心实现雷电综合防护的解决方案。 关键词数据中心 雷电电磁脉冲 雷电综合 防护 雷电是自然界的天气现象,属小概率事件,但其一旦发生,所造成的损失却是巨大的。据美国有关部门的保守估计,由雷电电磁脉冲导致的计算机网络失效或损坏,平均每年约占全部雷击事故的70%;而据我国一些省市的不完全统计,电子信息系统设备因雷击造成的直接损失约占雷击总损失的80%。雷击所造成的间接损失与政治、经济影响更是无法估量。因此,对数据中心而言,加强雷电的综合防护措施显得尤为重要。 1雷电防护系统(LPS )的构成 雷电防护系统由外部防雷装置和内部防雷装置组 成。外部防雷装置主要由接闪器、引下线和接地装置组成,其作用在于截获击向建筑物的直击雷(包括侧击雷),把雷电流从雷击点引导并分散泄放入大地,避免产生热效应和机械损坏,以及危险火花、接触电压和跨步电压。而内部防雷装置则主要是通过现场技 术手段保持LPS 部件与金属结构的间隔距离(电气绝缘)和必要的等电位联结,其作用在于避免由于雷电流进入外部防雷装置或建筑物内其他接地的金属导电部件时,导致的建筑物内金属部件产生危险火花和接触电压。 雷电防护系统主要的作用是减少雷电流对实体的损害和人身伤害。对于数据中心室外设备(天线及其附属设施、通风设备及其附属设施、其他金属管道、金属屋面等金属类设施)的保护,LPS 是不可或缺的。 2雷电电磁脉冲防护系统(LMPS )的构成 雷电电磁脉冲(LEMP )会危及电气和电子系统, 数据中心内应设置雷电电磁脉冲防护系统,对大量电子设备和附属设施就雷电电磁脉冲产生的浪涌和电磁场辐射进行防护。L MP S 包括以下基本防护措施。 2.1接地和等电位联结 在设有数据中心的建筑物内,接地装置宜采用环 形接地体,接地装置将雷电流泄放入地。为了避免数据中心区域设备内部出现危险的电位差,必须使用低阻抗的等电位联结网络,同时也能减小磁场。 2.2 磁屏蔽和布线 a. 空间屏蔽,可以衰减雷电直击建筑物或其附 近而在雷电防护区(LPZ )内部产生的磁场,并减少了内部浪涌。 b.内部线路屏蔽,使用屏蔽电缆或屏蔽电缆管道内部线路,可最大限度地减少感应浪涌。 c.合理布线,内部线路合理布线能够最大限度地减少感应回路,从而减小内部浪涌。 d. 进入建筑物的外部线路屏蔽减少了传导到内 部系统的浪涌。 空间屏蔽、内部线路屏蔽、合理布线可以同时使用,也可以单独使用。磁屏蔽能够减小电磁场内部感应浪涌的幅值;内部线路的合理布线可以减小内部感 数据中心的雷电综合防护 数据中心的雷电综合防护(曹承属涂强王晔) 数据中心设计专栏(上) 35 595

计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范

计算机信息系统实体安全技术要求 第一部分:局域计算环境GA 371-2001 2001-12-24发布2002-05-01实施 5.环境安全 5.3 电磁屏蔽与静电防护 5.3.1 机房的静电防护措施应符合GB 50174-1993中的 6.3规定。 5.3.2 计算机信息系统的信号及电源线路,若非铠装电缆或屏蔽电缆都必须穿金属管或槽布设,金属管或金属槽都应妥善接地。 5.3.3 计算机信息系统的设备应有良好的屏蔽与接地。 5.4 雷电防护 5.4.1 建筑物的雷电防护应符合GB 50057 的规定。 5.4.2 计算机信息系统电源线路、信号线路必须穿金属管槽屏蔽并且两端良好接地,所有其他金属管道及金属构架必须等电位连接。 5.4.3 电源进线、信号传输线在进入计算机信息系统设备时,必须安装电涌保护器。 5.4.4 电源系统电涌保护器可以进行多级配置,在进行多级配置时应考虑电涌保护器参数之间的配合。同时还需考虑安装电涌保护器损坏时的过流保护装置,如熔断器、断路器等,电涌保护器应有劣化显示功能。 5.4.5 计算机信息系统供电电源装设电涌保护器的模块数和接线方式,应符合GB 50057-1994的第6章的规定。 5.4.6 计算机信息系统传输的信号频率及电平各异,因此通信接口电路宜采用逐级泄流、滤波、低压箝位等多级防护措施。 5.4.7 在信号线上安装的电涌保护器,其通流容量、插入损耗、驻波、频率、带宽等参数应符合计算机信息系统的匹配要求。 5.4.8 在格栅形大空间机房内的计算机信息系统设备应安装在远离格栅的位置,具体的安全距离按GB 50057-1994 的附录计算。 5.5 接地与等电位连接系统 5.5.1 计算机信息系统各类接地的接地电阻值要求为: a)交流工作接地电阻不大于4Ω。 B)直流接地电阻应按计算机信息系统具体要求确定。 C)安全保护接地电阻不大于4Ω。 D)防雷接地电阻应符合GB 50057规定。 5.5.2 交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地应共用接地系统,其接地电阻按其中最小值确定。 5.5.3 机房应设等电位网,机房内所有设备的交流工作接地、安全保护接地、直流接地等均就近与等电位网连接,并按需要采用星型(S型)或网型(M型)连接方式。 5.5.4 对于计算机信息系统所在的建筑物应采用共用接地系统。

防雷设计方案

目录 一、雷电防护理论概述 二、防雷工程项目施工现场情况 三、施工方案 四、工程进度表 五、产品售后服务 一、雷电防护理论概述 雷电是自然界一种常见放电现象,自然界每年都有几百万次闪电,每年雷击造成的人员伤亡和财产损失,仅次于水灾而大于其它任何灾害。 雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业,尤其大规模集成电路为核心组件的测量、监控、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用的电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域,以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点,暂态过电压很可能造成电子设备产生误操作,从而造成更大的经济损失和社会影响,尤其地处山野外的高速公路,水电厂、污水处世理厂极易遭受雷击过电压的侵害。它们的共同特点,电力线路往往要翻山越岭,传输和控制线路往往经常穿越复杂的地质层面,这些都是易遭直接雷击或感应过电压的薄弱点。 防雷是一个很复杂的问题,不可能依靠一两种先进的防雷设备和防雷措施就能完全消

除雷击过电压和感应过电电压的影响,必须针对雷害入侵途径,对各类可能性能产生雷击的因素进行排除,采用综合防治——均压、习屏蔽、分流、接地、保护(包括安装先进的防雷产品、过不去电压保护器、电涌保护器),才能将雷害减少到最低限度。 1、雷电的危害 自然界的雷击分为直接雷、雷电感应高电压及雷击电磁脉冲辐射两大类。 a)直击雷是雷雨云对大地和建筑物的放电现象,它以强大的冲击电流、炽热的高温、猛 烈的冲击波、强烈的电磁脉冲辐射损坏放电通道上的建筑物、输入电线、室外设备等,造成极大的经济损失。 b)雷电感应高电压和雷击电磁脉冲,是由于雷雨云和雷雨云之间及大地之间放电时,在 放电周围产生的电磁感应,雷击电磁脉冲辐射以及雷雨云电场的表面电感应,使建筑物上的金属部件,如屋顶管道,铁塔,水箱,电源线,信号传输线,天馈线等感应出雷电高电压,沿这些金属部件线路通过室内的管道,电缆等进入各种电子电气设备,从而放电并损坏设备。 c)因为直击和雷电感应高电压及雷击电磁脉冲的侵害渠道不同,其次是由于被保护系统 的屏蔽差,没有采取等电位连接措施,综合布线不合,接地不规范,没有安装电涌保护器或安装电涌保护器不符合规范的要求等,使雷电感应高电压和雷击电磁脉冲入侵概率高,损坏电子电气设备,全国年薪因雷电造成的损失高达数亿元,因此,我们必须有意识到提高对雷灾的防御能力,并提供完善的一体化解决方案。 2、雷电灾害防治的基本方法

雷电防护措施安全常识(最新版)

Safety issues are often overlooked and replaced by fluke, so you need to learn safety knowledge frequently to remind yourself of safety. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 雷电防护措施安全常识(最新版)

雷电防护措施安全常识(最新版)导语:不安全事件带来的危害,人人都懂,但在日常生活或者工作中却往往被忽视,被麻痹,侥幸心理代替,往往要等到确实发生了事故,造成了损失,才会回过头来警醒,所以需要经常学习安全知识来提醒自己注意安全。 按照防护范围可将安装弱电设备的建筑物的防雷措施分为两类, 外部防护和内部防护? (1)外部防护外部防护是指对安装弱电设备的建筑物本体的安全 防护,可采用避雷针?分流?屏蔽网?均衡电位?接地等措施,这种防护措施人们比较重视?比较常见,相对来说比较完善?弱电设备的外部防护 首先是使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 电流引人大地的时候尽量将雷电流分流,避免造成过电压危害设备;第三是利用建筑物中的金属部件以及钢筋可以作为不规则的法拉第笼, 起到一定的屏蔽作用,如果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,则需要加装专门的屏蔽网,在整个屋面组成不大于5m-5m,6m-4m的网格,所有均压环采用避雷带等电位连接;第四是建筑物各点的电位均衡,避免由于电位差危害设备;第五是保障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? (2)内部保护内部防护是指在建筑物内部弱电设备对过电压(雷电

浅谈建筑物雷电防护系统设计与实施

浅谈建筑物雷电防护系统设计与实施 发表时间:2019-07-09T14:12:08.133Z 来源:《电力设备》2019年第6期作者:郭延霞[导读] 摘要:近年来,随着我国建筑行业的高速发展,各类施工技术、施工机械设备不断发展完善与更新换代,建筑工程的施工规模与建筑高度都有极为显著的提升。 (东莞市新铂铼电子有限公司广东东莞 523000) 摘要:近年来,随着我国建筑行业的高速发展,各类施工技术、施工机械设备不断发展完善与更新换代,建筑工程的施工规模与建筑高度都有极为显著的提升。但与此同时,在雷雨气候下,建筑被雷电打击的可能性与潜在风险概率也相应出现提升。而建筑受到雷电打击时,雷电会向建筑泄漏大量的雷电流,不但会损坏建筑内部所配置的电气设备,还会对业主造成严重的人身健康财产威胁。因此为完善这一问题,笔者对建筑物雷电房屋系统的设计与实施开展以下研究。关键词:建筑物;雷电防护系统;设计;实施 在现阶段,虽然针对雷电打击问题,我国建筑行业在建筑工程施工阶段中会构建建筑配套的防雷接地系统,从而极大规避了建筑受到雷电打击的潜在风险。但是,在建筑物雷电防护系统的设计、施工环节中,仍未对施工流程以及设计计算方法加以统一化、规范化发展,部分建筑物所构建的雷电防护系统并没有实现对雷电打击风险的完全规避,对瞬间峰值过高的雷电也缺乏必要的防护保障。 一、建筑物雷电防护系统设计与实施的必要性分析 笔者认为,建筑物受到雷电打击灾害时,可能出现的消极影响与危害后果可分为三方面加以阐述,具体如下:第一,电气设备受到损坏。随着现阶段科学技术的不断发展,各类电气设备的运行效率与性能都有着极大提升。但是与此同时,电气设备的敏感性也凸现出来,在电气设备运行负荷超过设备负荷上限时,电气设备会受到程度不一的影响与损坏。而建筑受到雷电打击灾害影响时,雷电会向建筑泄漏大量的雷电流,其电流平均幅值在数万安。而在雷电流峰值期间内,电流幅值更高达30万安,会对建筑电气设备造成极为严重的损害,并造成大量的经济损失。 第二,造成人员伤亡。在建筑受到雷电打击灾害影响时,雷电流的泄露也会衍生出诸多问题,其中最为严重的问题是会释放大量的温度,并使得建筑内部出现着火情况。此外,雷电流与人体发生直接接触时,高达数万至数十万安培的电流也会造成人体的死亡。值得注意的是,在建筑受到雷电打击时,雷电流同道所释放温度时常在数万摄氏度,如此高温会对周边辐射区域的人体造成直接伤害,并会使得建筑内部金属构造物(如金属门窗)出现变形、融化等现象,从而对建筑内业主造成间接伤害。第三,造成建筑物的直接损伤。在建筑受到雷电打击灾害影响时,不但会造成经济损失与人员伤亡问题的出现,还会对建筑物造成直接程度的损伤。例如,我国故宫等古迹、以及博物馆、城市公共设施便在受到雷电打击灾害影响时,建筑物出现程度不一的损失。而在建筑工程施工阶段中,建筑物雷电防护系统的构建,实现了将雷电流通过雷电防护系统所配置设备引入地底或指定位置区域,不但降低了建筑受到雷电打击灾害影响时所产生的人员伤亡、经济损失以及社会消极影响力,还通过将雷电流引入指定位置,为建筑的运行提供充足储备电力能源,在一定程度上响应了国家构建生态文明环境,打造可持续发展社会的战略号召。 二、建筑物雷电防护系统的设计与实施原则、要点分析(一)要根据建筑物实际情况针对性开展雷电防护系统的设计工作首先,设计人员应对建筑物周边区域自然环境的雷电灾害气候的出现概率加以实地分析考察。例如当前我国建筑物雷电防护系统设计领域中,便将不同区域的雷电灾害气候严重性与影响系数进行评级划分,在全年雷暴气候总体出现天数在十五天以内的地区被划分为少雷区;全年雷暴气候总体出现天数在15-40天内的区域为多雷区等。而在不同级别雷区下,建筑物雷电防护系统的防护水平要求也大不尽然。其次,在建筑物的雷电防护区中,不同区域的雷电防护水平要求也有所不同。例如在建筑物的直击雷非防护区,便有着最高可能性会出现雷电流对这一区域建筑物加以直接打击,而在第一至第三防护区中,虽然会有雷电流在区域中进行流通,但并不会有较高可能性出现雷电流对建筑物进行直接打击。而值得注意的是,从第一防护区直至第三防护区,所流通雷电流的安培会逐渐降低。因此,设计人员需要根据建筑物的实际情况来针对性设计雷电防护系统。 最后,建筑物受到雷电打击灾害影响时,不但可能受到最为常见的直击雷的打击,也存在着一定可能性建筑物受到感应雷与球形雷的打击。因此在建筑物雷电防护系统的设计阶段中,设计人员需要设计全方位立体性的建筑物雷电防护系统。值得注意的是,在设计阶段中,设计人员应以在建筑物受到直击雷、感应雷以及球形雷同时打击时,建筑物的雷电防护系统的防护力的实际需求为设计标准。(二)建筑物雷电防护系统相关配置设备的选择与安装第一,对于避雷器的选择。设计人员对于避雷器的选择应注重考虑氧化锌避雷器,这一规格型号的避雷器有着质量轻、运行稳定、耐污秽腐蚀等应用优势。值得注意的是,设计人员也需要根据不同建筑物的周边环境与内部结构等加以选定。第二,引下线材质的选择与具体安装设计方案。首先,引下线需要尽可量沿着建筑物的外墙结构进行铺设(避免将引下线铺设在人流量密集的区域,如建筑出入口),且设计人员需要根据建筑物的防雷等级来选择引下线的铺设根数与铺设间距。值得注意的是,在引下线铺设环节中,设计人员与施工人员需要尽可量确保引下线铺设的直线性(并注意引下线的稳定性,可以以1m-1.5m为间隔距离安装引下线的固定装置),并在屋檐、建筑墙角等区域适当加以弯曲。其次,设计人员应根据建筑物的实际防雷需求与周边情况,针对性选择引下线的材质、最小截面面积以及引下线的直径。而在建筑物雷电防护系统的实施安装环节中,施工人员则需要注重在引下线的表层涂刷防腐涂料。 第三,建筑物雷电防护系统接地体材料材质的要求。在建筑物雷电防护系统设计阶段中,设计人员应根据建筑物的实际情况与整体雷电防护系统的设计方案,针对性制定接地体材料材质的要求。例如对热镀圆钢垂直接地体直径的要求、水平接地体面积的要求,对于网格钢板网格边截面尺寸的要求等。 第四,建筑物雷电防护系统等电位的连接。在建筑物雷电防护系统设计与安装过程中,建筑物内部的低压配电线路与高压供电线路不可与雷电防护系统中的接地装置设备进行直接连接,因此需要在二者之间加装防雷器。而防雷器的安装,实现了在建筑物受到雷电打击灾害影响时,电气回路与通信线路中所受雷电流影响时,防雷器可以在极短时间内将导通分流,避免雷电流的浪涌对电气回路相关设备造成二次损害与影响。 (三)建筑物雷电防护系统实施过程中需要注重的问题

雷电电磁脉冲及其防护

雷电电磁脉冲及其防护 1 、雷电电磁脉冲的物理特性(1)物理特性从积雨云的密布到发生闪电,会出现三种物理现象。①云中静止电荷产生的静电场,产生静电感应现象,地面及各种导体会产生感应电荷,呈观静电场的作用。这种作用随着距离的增大而迅速减小,与距离的三次方成反比。②积雨云中电荷的移动(包括闪电)会产生磁场,若磁场强度发生变化就会出现电磁感应现象,这就是感应场产生的作用。这种作用随着距离的增大而减小较快,与距离的平方成反比。③闪电发生时,会出现电磁波辐射。这种辐射场也随距离增大而减小,但比较缓慢,它与距离的一次方成反比。除了注意上述三种物理现象,更应密切注意雷电流的变化特性,因为雷电的破坏作用与雷电流的峰值和波形密切相关。现代防雷装臵正是根据雷电流的物理特性设计的,其主要的物理特性是:①峰值电流决定闪电的机械力和电力的作用大小以及雷灾的危害程度;②到达峰值的时间,数值愈小,冲击力愈大,在选用防雷元器件时应考虑响应速度;③最大电流变化率决定了闪电的电磁感应强弱,是电子设备防雷技术中应特别重视的参量,因为电子设备防雷技术中主要是对感应雷的防护;④半峰值时间或到达波尾中间的时间,是指回击电流减小到峰值一半时的时间,这个时间越长,热效应越大,容易造成元器件的损坏,也容易引起火灾。超过lOO}上s就属于热闪电了。(2)雷电电磁脉冲的频谱分析雷电电磁脉冲的频谱是研究避雷的重要依据,从频谱结构可以获得雷电电磁脉冲电压、电流的能量在各频段的分布。根据这些资料可以估算通信设备或系统在其频率范围内可能遭受到的雷电冲击的幅度和能量大小,并以此作为确定避雷措施的参数。①雷电流峰值比率的频率分析雷电流峰值比率的频率分布是指在雷电流的频谱范围内,每一个频率的电流峰值与雷电流峰值之比的频率分布。雷电流主要贫布在低频部分,随频率升高迅速递减。电波的波头越陡,高次谐波越丰富,波尾越长,低频部分越丰富。②电流峰值比率积累的频率分布雷电流的破坏作用主要表现在对设备的过电压击穿和冲击能量过大的热击穿。研究雷电过电压比率集中的频段,一旦设备对大地的阻抗测知后,便可转变为通过研究雷电流峰值比率集中的频段来获得。通过研究可见,波头越陡,受雷电影响的频率范围越宽。(3)雷电电磁脉冲能量比率积累的频率分布若负载为纯电阻,那么在同一负载上,功率只与通过它的电流平方成正比。雷电电磁脉冲能量比率积累的频率分布表明,低频部分增值快,频率

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