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文檔簡介

1、1、什么是均壓環? 均壓環是用一水平金屬體(如扁鋼或圓鋼)與接地引下線等連接,使各連接點處等電壓。 施工中的具體要求為: 一、一般要求 1、從首層起,每三層利用結構圈梁水平鋼筋與引下線焊接成壓環。所有引下線、建筑物內的金屬結構和金屬物體等與均壓環連接。 2、從距地30米高度起,每向上三層,在結構圈梁敷設一條35*4mm的扁鋼與引下線焊成一環形水平避雷帶,以防止側雷擊,并將金屬欄桿及金屬門窗等較大的金屬物體與防雷裝置連接。 由于對地分布電容作用,絕緣體遭雷擊時,其承受的電壓分布不均,在其遭雷擊的一端起很短距離內分布了大部分電壓降,也就是說,絕緣體這部分的絕緣強度必須很高,否則一旦局部擊穿,這種電

2、壓分布不均將延續到下一段絕緣體中去,隨著絕緣體擊穿長度的增加,情況將更為惡劣。而絕緣強度的增加勢必造成造價的飛速增長,如果在絕緣子頭部(遭受雷擊的部位)加裝一個均壓環,以其電感效應平衡對地電容電流,那么雷擊過電壓分布將相對均勻,即可以充分利用絕緣子的全長來耐受雷電的沖擊。 2、為什么超30米要每層利用結構圈梁的2顆主筋焊接封閉成環,做成均壓環;起到什么作用?還有什么地方需要設置?均壓環是高層建筑物為防側擊雷而設計的環繞建筑物周邊的水平避雷帶。在建筑設計中當高度超過滾球半徑時(一類30米,二類45米,三類60米),每隔6米設一均壓環。在設計上均壓環可利用圈梁內兩條主筋焊接成閉合圈,此閉合圈必須與

3、所有的引下線連接。要求每隔6米設一均壓環,其目的是便于將6米高度內上下兩層的金屬門、窗與均壓環連接。 在高層建筑的設計和施工中,除了防止雷電的直擊外,還應防止側向雷擊,超過30米高的建筑物,應在30米及其以下每隔三層圍繞建筑物外廓的墻內做均壓環,并與引下線連接。保證建筑物接構圈梁的各點電位相同,防止出現電位差。 (a)均壓環采用不小于8mm的鍍鋅圓鋼,或不小于24mm×4mm的鍍鋅扁鋼。 (b)均壓環沿建筑物的四周暗敷設,并與各根引下線相連結。 (c)外檐金屬門、窗、欄桿、扶手、玻璃幕、金屬外掛板等預埋件的焊接點不應少于兩處,與引下線連接。 (d)搭接長度扁鋼>2b、圓鋼>

4、;6D、圓鋼和扁鋼>6D。 (注:b為扁鋼長度,D為圓鋼直徑,扁鋼搭接應焊3個棱邊,圓鋼應焊接雙面。) 距離要求是6米的,但在高層建筑中經常用到的是每隔三層做一均壓環 3、請問什么叫等電位連接器?作用是什么?等電位連接器是防雷擊裝置,作用是防止雷電的電磁脈沖以各種耦合方式感應到金屬管線或地線產生浪涌致損設備用的。每個住宅中在衛生間都會設一個等電位連接器,常規的都在衛生間設置的,因為衛生間比較潮濕,如果在發生觸電危險的時候,能以最快的速度傳導給大地,減少造成傷人的危險,等電位的安裝方法必須依照電流的流向方向焊接回路.現在很多小區每個住宅中在衛生間都會設一個等電位連接器,裝不裝的原則是,是否

5、有金屬管道或用器。但是現在考慮到現在沒有金屬管道不等于以后裝修或是改造時不用到金屬管道等材料,所以現在新建設的小區住宅樓每戶衛生間都應該有等電位連接器4、請問:保護接地、保護接零、重復接地、工作接地的定義各是什么?關于接地概念 一、種類 1、防雷接地: 為把雷電迅速引入大地,以防止雷害為目的的接地。 防雷裝置如與電報設備的工作接地合用一個總的接地網時,接地電阻應符合其最小值要求。 2、交流工作接地 將電力系統中的某一點,直接或經特殊設備與大地作金屬連接。 工作接地主要指的是變壓器中性點或中性線(N線)接地。N線必須用銅芯絕緣線。在配電中存在輔助等電位接線端子,等電位接線端子一般均在箱柜內。必須

6、注意,該接線端子不能外露;不能與其它接地系統,如直流接地、屏蔽接地、防靜電接地等混接;也不能與PE線連接。 3、安全保護接地 安全保護接地就是將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。即將大樓內的用電設備以及設備附近的一些金屬構件,有PE線連接起來,但嚴禁將PE線與N線連接。 4、直流接地 為了使各個電子設備的準確性好、穩定性高,除了需要一個穩定的供電電源外,還必須具備一個穩定的基準電位。可采用較大截面積的絕緣銅芯線作為引線,一端直接與基準電位連接,另一端供電子設備直流接地。 5、屏蔽接地與防靜電接地 為防止智能化大樓內電子計算機機房干燥環境產生的靜電對電子設備的干擾而進行的接地

7、稱為防靜電接地。為了防止外來的電磁場干擾,將電子設備外殼體及設備內外的屏蔽線或所穿金屬管進行的接地,稱為屏蔽接地。 6、功率接地系統 電子設備中,為防止各種頻率的干擾電壓通過交直流電源線侵入,影響低電平信號的工作而裝有交直流濾波器,濾波器的接地稱功率接地 二、要求 1、獨立的防雷保護接地電阻應小于等于10歐; 2、獨立的安全保護接地電阻應小于等于4歐; 3、獨立的交流工作接地電阻應小于等于4歐; 4、獨立的直流工作接地電阻應小于等于4歐; 5、防靜電接地電阻一般要求小于等于100歐。 三、智能大廈接地系統的設計 1、防雷接地系統接地體一般利用智能大廈樁基,樁基上端鋼筋通過承臺面鋼筋連在一起;防

8、雷接地系統引下線一般利用柱子內鋼筋;防雷接閃器用避雷帶和避雷針結合的方式,智能大廈30米及以上,每三層利用圈梁鋼筋與柱筋連在一起構成均壓環;接地電阻要求小于1歐姆。 2、工作接地系統線就是電力系統中的N線。 3、保護接地系統,在變配電所內適當位置設總等電位銅排,從等電位銅排引出PE強電干線,每層在適當位置設輔助等電位銅排,從輔助等電位銅排引接地線至設備外殼及金屬管道等。 4、直流接地系統。直流接地系統基準電位引自總等電位銅排,采用 35銅芯絕緣線,穿鋼管保護直接引至設備附近,作直流接地用。 5、功率接地。用與相導體等截面的絕緣銅芯線從樓層配電箱與相導體一起引來,在TN-S系統中就是中性線N。

9、6、屏蔽接地及防靜電接地,自總等電位銅排引出PE弱電干線,每層在適當位置設弱電輔助等電位銅排,電子設備的外殼,金屬管路的屏蔽及抗靜電接地均引起至弱電輔助等電位銅排。5、電氣工程中常出現的 英文 專有名詞基本概念 1.1 保安性 fail-safe為防止產品本身的危險故障而設計的性能。 1.2 正常狀態 nromal condition所有用于防止危險的設施均無損壞的狀態 1.3 電氣事故electric accident由電流、電磁場、雷電、靜電和某些電路故障等直接或間接造成建筑設施、電氣設備毀壞、人、動物傷亡,以及引起火災和爆炸等后果的事件 1.4 觸電電擊electric shock電流通

10、過人體或動物體而引起的病理、生理效應。 1.5 電磁場傷害injury due to electromagnetic field人體在電磁場作用下吸收能量受到的傷害。 1.6 破壞性放電介質擊穿 disruptive discharge dielectric breakdown固體、液體、氣體介質及其組合介質在高電壓作用下,介質強度喪失的現象。破壞性放電時,電極間的電壓迅速下降到零或接近于零。 1.7 短路 short circuit 通過比較小的電阻或阻抗,偶然地或有意地對一個電路中在正常情況下處于不同電壓下的兩點或幾點之間進行的連接。 1.8 絕緣故障insulation fault 絕緣

11、電阻的不正常下降。 1.9 接地故障earth fault 由于導體與地連接或對地絕緣電阻變得小于規定值而引起的故障。 1.10 過電流 overcurrent 超過額定電流的電流。 1.11 過電壓 overvoltage 超過額定電壓的電壓。 1.12 過負載 overload 超過額定負載的負載。 1.13 導電部分 conductive part 能導電,但不一定承載工作電流的部分。 1.14 帶電部分live part 正常使用時被通電的導體或導電部分,它包括中性導體,但按慣例,不包括保護中性導體(PEN導體)。 注:此術語不一定意味著觸電危險。 1.15 外露導電部分 expose

12、d conductive part 電氣設備能被觸及的導電部分。它在正常時不帶電,但在故障情況下可能帶電。 注:在故障情況下,通過外露導電部分才能帶電的電氣設備的導電部分不被認為是外露導電部分。 1.16 外部導電部分 extraneous conductive part 不是電氣裝置組成部分且易引入電位(通常是地電位)的導電部分。 1.17 同時可觸及部分 simultaneously accessible parts 人能同時觸及的導體或導電部分,或在某些場所中動物能同時觸及的導體或導電部分。 注:同時可觸及部分可以是: 帶電部分; 外露導電部分; 外部導電部分; 保護導體; 接地極。 1

13、.18 直接接觸 direct contact 人或動物與帶電部分的接觸。 1.19 間接接觸 indirect contact 人或動物與故障情況下變為帶電的外露導電部分的接觸。 1.20 接觸電壓 touch voltage 絕緣損壞時,同時可觸及部分之間出現的電壓。 注: 按慣例,此術語僅用在與間接接觸保護有關的方面。 在某些情況下,接觸電壓值可能受到觸及這些部分的人的阻抗的明顯 影響。 1.21 跨步電壓 step voltage 人站立在有電流流過的大地上,加于兩足之間的電壓。 1.22 安全特低電壓 safety extra-low voltage(SELV) 用安全隔離變壓器或具

14、有獨立繞組的變流器與供電干線隔離開的電路中,導體之間或任何一個導體與地之間有效值不超過50伏的交流電壓。 1.23 對地電壓 voltage to earth 帶電體與大地之間的電位差(大地電位為零)。 1.24 對地過電壓 overvoltage to earth 高于正常對地峰值電壓(對應于最高系統電壓),以峰值電壓表示的對地電壓。 1.25 觸電電流 shock current 通過人體或動物體并具有可能引起病理、生理效應特征的電流。 1.26 感知(電流)閾值 threshold of perception current 在給定條件下,電流通過人體,可引起任何感覺的最小電流值。 1.

15、27 擺脫(電流)閾值 threshold of let-go current 在給定條件下,手握著電極的人能夠擺脫的最大電流值。 1.28 致顫(電流)閾值 threshold of ventricular fibrillation current 在給定條件下,引起心室纖維性顫動的最小電流值。 1.29 故障電流 事故電流 fault current 由絕緣損壞或絕緣被短接而造成的電流。 1.30 (電路的)過載電流 overload current (of a circuit) 在沒有電氣故障情況下電路中發生的過電流。 1.31 短路電流 short-circuit current 在電

16、路中,由于故障而造成短路時所產生的過電流。 1.32 殘余電流 residual current在電氣裝置的一點上流經電路中全部帶電導體的電流瞬 時值的代數和。 1.33 人體總阻抗 total impedance of the human body=人的體內阻抗與皮膚阻抗的矢量和。 1.34 安全阻抗 safety impedance連接于帶電部分和可觸及的導電部分之間的阻抗,其值可在設備正常使用和可能分生故障的情況下,把電流限制在安全值以內,并在設備的整個壽命期間保持其可靠性。 1.35 耐故障能力 fault withstandability 電氣裝置承受規定的電氣故障電流的作用而不超出

17、規定的損壞程度的能力。 1.36 不安全溫度 unsafe temperature 可能引起燃燒和(或)可能使操作者進行無意識的危險動作的溫度。 2 基本要素 2.1 絕緣 絕緣 (性能) insulation (property)導體絕緣后所獲得的全部性能。 絕緣(材料) insulation (material)所有用于使器件絕緣的材料。 絕緣結構 insulation system一種或幾種絕緣材料的組合。根據電氣設備的特點和尺寸要求,將它與導體部件設計成為一個整體,用以隔絕有電位差的導電部分。 注:一臺電氣設備中允許有幾種不同的絕緣結構。 基本絕緣 basic insulation帶電

18、部分上對防觸電起基本保護作用的絕緣。 附加絕緣 supplementary insulation為了在基本絕緣損壞的情況下防止觸電而在基本絕緣之外使用的獨立絕緣。 雙重絕緣 double insulation同時具有基本絕緣和附加絕緣的絕緣。 加強絕緣 reinforced insulation相當于雙重絕緣保護程度的單獨絕緣結構。 絕緣電阻 insulation resistance用絕緣材料隔開的兩個導電體之間,在規定條件下的電阻。 介質強度 介電強度 dielectric strenght材料所能承受而不致遭到破壞的最高電場強度。 介質強度試驗 dielectric test 在絕緣上施

19、加規定的電壓以檢驗其是否符合制造廠所規定的電路額定絕緣電壓的短時試驗。 泄漏電流 leakage current 在沒有故障的情況下,流人大地或電路中外部導電部分的電流。 注:此電流可以包括有由于有意使用電容器而引起的容性分量。 介質損耗 介電損耗 dielectric loss電介質從時變場中吸收,并以熱的形式耗散的功率。 損耗角(在正弦波的情況下) loss angle (under sinusoidal condition)其正切是有功功率與無功功率絕對值之比的角。 品質因數 Q因數 quality factor 無功功率的絕對值與有功功率的比。 外殼 enclosure對設備受到某些外

20、界影響和任何方向的直接接觸起防護作用的部件。 防護罩 protective cover為防止意外接觸可能發生危險的部件所提供的外殼的一部分或擋板。 遮攔 barrier 對任何經常接近的方向的直接接觸起防護作用的部件。 阻擋物 obstacle 防止無意識的直接接觸,但不防止有意識的直接接觸的部件。 2.2 間距 電氣間隙 clearance 兩導電部分間的最短直線距離。 保護間隙 protective gap帶電部分與地之間用以限制可能發生最大過電壓的間隙。 爬電距離 creepage distance 在兩個導電部分之間沿絕緣材料表面的最短距離。 曾稱:漏電距離 隔離 to isolate

21、a. 使一個器件或電路與另外的器件或電路完全斷開。 b. (用隔開的辦法)提供一種規定的防護等級以隔開任何帶電的電路。 安全距離 safe distance 為了防止人體觸及或接近帶電體,防止車輛或其它物體碰撞或接近帶電體等造成的危險,在其間所需保持的一定空間距離。 伸臂范圍 arms reach 從一個人經常站立或走動的表面上任何一點算起,到他在不需要幫助的情況下,任何方向手所能達到的界限為止的范圍。 2.3 載流量 (導體的)(連續)載流量 (continuous) current-carrying capacity (of a conductor)在規定條件下,導體能夠連續承載而不致使其

22、穩定溫度超過規定值的最大電流。 2.4 標志 安全標志 safety marking由安全色、幾何圖形、圖形符號和文字構成的標志,用以表達特定的安全信息。 補充標志 supplementary marking必須與安全標志同時使用,對安全標志進行文字說明的標志。 安全色 safety colour 表達安全信息的顏色,如表示禁止、警告、指令、提示等。 3 基本措施 3.1 保護系統 TN 系統 TN system電源系統有一點直接接地,負載設備的外露導電部分通過保護導體連接到此接地點的系統。根據中性導體和保護導體的布置,TN系統的型式有以下三種: a. TN-S系統:在整個系統中有分開的中性導

23、體和保護導體。 b. TN-C-S系統:系統中一部分中性導體和保護導體的功能合在一根導體上。 c. TN-C系統:在整個系統中,中性導體和保護導體的功能合在一根導體上。 注:第一個字母T表示電源系統的一點直接接地;第二個字母N表示 設備的外露導電部分與電源系統接地點直接電氣連接; 字母S表示中性導體和保護導體是分開的; 字母C表示中性導體和保護導體的功能合在一根導體上。 TT系統 TT system 電源系統有一點直接接地,設備外露導電部分的接地與電源系統的接地電氣上無關的系統。 注:第一個字母T表示電源系統的一點直接接地; 第二個字母T表示設備外露導電部分的接地與電源系統的接地電氣上無關。

24、IT系統 IT system 電源系統的帶電部分不接地或通過阻抗接地,電氣設備的外露導電部分接地的系統。 注:第一個字母I表示電源系統所有帶電部分不接地或一點通過阻抗接地; 第二個字母T表示設備外露導電部分的接地與電源系統的接地電氣上無關 中性點有效接地系統 system with effectively earthed neutral中性點直接接地或經一低值阻抗接地的系統。通常其零序電抗與正序電抗的比值小于或等于3,X0/X13, 零序電阻與正序電抗的比值小于或等于1,R0/X11。 本系統也可稱為大接地電流系統。 中性點非有效接地系統 system with non-effectively

25、 earthed neutral 中性點不接地,或經高值阻抗接地或諧振接地的系統。通常本系統的零序電抗與正序電抗的比值大于3,X0/X1 3,零序電阻與正序電抗的比值 大于1,R0/X11。 本系統也可稱為小接地電流系統。 3.2 安全技術措施 檢修接地 inspection earthing 在檢修設備和線路時,切斷電源,臨時將檢修的設備和線路的導電部分與大地連接起來,以防觸電事故的接地。 工作接地 working earthing 為了電路或設備達到運行要求的接地,如變壓器低壓中性點的接地。 保護接地 protective earthing 把在故障情況下可能出現危險的對地電壓的導電部分同

26、大地緊密地連接起來的接地。 重復接地 iterative earth 保護中性導體上一處或多處通過接地裝置與在地再次連接的接地。 故障接地 fault earthing導體與大地的意外連接。當連接的阻抗小到可以忽略時,這種連接叫做“完全接地”。 接地電阻 resistance of an earthed conductorearthing resistance被接地體與地下零電位面的接地極之間接地引線電阻、接地極電阻、接地極與土壤之間的過渡電阻和土壤的溢流電阻之和。 接地故障因數 earth fault current 在一定的系統結構下,接地故障時(系統中任一點的一相或多相接地故障),三相系

27、統中的某選定點(一般指設備安裝點)完好相的對地最高工頻電壓與無故障時該選定點對地工頻電壓有效值之比。 接地故障電流 earth fault current流向大地的故障電流。 接地短路電流 earth short circuit current 系統接地致系統發生短路的接地電流。 過(電)流保護 overcurrent protection 電流超過預定值時,使保護裝置動作的一種保護方式。 過(電)壓保護 overvoltage protection電壓超過預定值時,使電源斷開或使受控設備電壓降低的一種保護方式。 斷相保護 open-phase protection 依靠多相電路的一相導線中電

28、流的消失而斷開被保護設備或依靠多相系統的的一相或幾相失壓來防止將電源施加到被保護設備上的一種保護方式。 直接接觸防護;正常工作時觸電防護;基本防護 protection against direct contact; protection against shock in normal service, basic protection對人或動物與帶電部分危險接觸的防護。 間接接觸保護;故障時觸電保護;附加保護 protection against indirect contact; protection against shock in the case of a fault; supple

29、mentary protection 對人或動物與外露電部分、故障時可變成帶電的外部導電部分危險的接觸的保護。 等電位連接 equipotential bonding 各個外露導電部分和外部導電部分的電位實質上相等的電氣連接。 防塵 dust-protected 防止灰塵進入外殼的量達到對電氣產品產生有害影響的防護。 防濺 protected against splashing 防止任何方向的濺水進入外殼的水量達到對電氣產品產生有害影響的防護。 防滴 protected against dropping water 防止垂直的滴水進入外殼的水量達到對電氣產品產生有害影響的防護。 防浸水 pro

30、tected against the effects of immersion 當電氣產品在規定的壓力和時間下浸在水中時,能防止進入其外殼的水量達到對產品產生有害影響的防護。 防潛水 protected against submersion 當電氣產品按制造廠規定的條件長期潛水時,不允許水進入其內部的防護。 注:對某些類型的電氣產品,“防潛水”的含義是;可以允許水進入其內部,但不應達到有害程度。 3.3 保護設備和裝置 安全電路和裝置 safety circuit and device 為防止在不正常和意外運行時危及人、動物和損壞設備而設計的電路和裝置。 3.3.2 0類設備 class 0

31、equipment 依靠基本絕緣進行防觸電保護,即在易接近的導電部分(如果有的話)和設備固定布線中的保護導體之間沒有連接措施,在基本絕緣損壞的情況下便依賴于周圍環境進行防護的設備。 類設備 class equipment 不僅依靠基本絕緣進行防觸電保護,而且還包括一個附加的安全措施,即把易觸及的導電部分連接到設備固定布線中的保護(接地)導體上,使易觸及導電部分在基本絕緣失效時,也不會成為帶電部分的設備。 類設備 class equipment 不僅依靠基本絕緣進行防觸電保護,而且還包括附加的安全措施(例如雙重絕緣或加強絕緣),但對保護接地或依賴設備條件未作規定的設備。 類設備 class eq

32、uipment 依靠安全特低電壓供電進行防觸電保護,并且在其中產生的電壓不會高于安全特低電壓的設備。 過(電)流保護裝置 overcurrent protective device 由于過電流而使電路中電源斷開的一種裝置。 (機械式開關裝置的)脫扣器 release (of a mechanical switching device) 用來釋放保持機構而使開關斷開或閉合的,與機械式開關在機械上連接在一起的器件。 保護繼電器 protective relay 可以單獨組成保護裝置,也可以與其它量度繼電器相結合組成保護裝置的一種量度斷電器。保護繼電器反應被保護對象的異常情況,按預定要求動作,發出警

33、報信號或切除故障 (單相中性點)接地電抗器 連接在變壓器中性點與地之間的電抗器,用于在系統發生故障時限制線對地電流。 (single-phase neutral) earthing reactor 接地電路 earthed circuit 有一點或幾點永久接地的導體的組合。 接地開關 earthing switch 用于電路接地部分的機械式開關,它能在一定時間內承載非正常條件下的電流(例如短路電流),但不要求它承載正常電路條件下的電流。 注:接地開關可具有短路接通容量 接地導體 earthing conductor 將主接地端子或主接地排與接地極連接的保護導體。 主接地端子 主接地排 main

34、 earthing terminalmain earthing bar 將保護導體,包括等電位連接導體和工作接地的導體(如果有的話)與接地裝置連接的端子或接地排。 漏電斷路器 residual current circuit-breaker 電路中漏電電流超過預定值時能自動動作的開關。 聯鎖機構 interlocking device 在幾個開關電器或部件之間,為保證開關電器或其部件按規定的次序動作或防止誤動作而設計的機械連接機構。 滅弧裝置 arc-control device 圍繞著機械式開關的弧觸頭,用以限制電弧并幫助電弧熄滅的裝置。 安全隔離變壓器 safety isolating t

35、ransformer 通過至少相當于雙重絕緣或加強絕緣的絕緣使輸入繞組與輸出繞組在電氣上分開的變壓器。這種變壓器是為以安全特低電壓向配電電路、電器或其它設備供電而設計的。 斷路器 circuit-breaker 能接通、承載和分斷正常電路條件下的電流,也能在所規定的非正常電路條件(例如短路)下接通、承載6、列舉古今由于雷擊而造成人身傷亡和其他隨時的典型事例,分析產生的原因.總結防雷的幾條原1下雨或有雷電時要關好門窗,防止球形雷竄入室內造成危害。 2有雷電時暫不要使用電器設備,要拔掉電源插頭。 3有雷電時不要打電話,不要靠近金屬設備,如暖氣片、自來水管、下水管,要離開電源線、電話線、廣播線。 4

36、雷雨天在室外時,不要站在樹下避雨,也不要站在墻根避雨,不要使用手機通話,不要靠近電線桿、天線、高塔、煙囪、旗桿等物體。要穿塑料等不浸水的雨衣,不要使用金屬桿的雨傘。 5發現被雷電擊傷者要及時平臥,安靜休息并速要急救車送醫院治療。 以上是針對人的,下面是比較專業的原因和如何防止設備被雷擊的方法 一、遭受雷擊的原因 雷擊如何產生的呢?“雷擊”用專業述語講就是雷電過電壓,它分為直接雷擊過電壓、感應雷擊過電壓和地電位提高過電壓。 (一)直接雷擊過電壓 當雷云較低,且周圍又沒有帶異性電荷的云層,則雷云就會通過距離其最近的物體以波速向大地放電,這就是直接雷擊,其放電電流可達幾十至幾百千安,由于被擊物與大地

37、之間都有一定的電阻,雷電電流通過被擊物泄入大地時,必然在這個電阻上產生極大的電壓降,這種因直接雷擊而在物體上產生電壓升高的現象就被稱為直接雷擊過電壓。電氣設備遭雷擊主要是通過架空電力線路或通信線路傳入的,因而架空線路是雷電侵入的重要渠道,雷電直接襲擊架空線路主要有三種方式,即:遠點雷擊、近點雷擊和錯相位雷擊。 1.遠點雷擊:由于我國的電壓基本波形是每秒50Hz的正弦波形曲線,在電力線上形成每秒50次的交變磁場。如遇到雷雨天氣時,在雷電未擊穿大氣時,將呈現出高壓電場形式。根據電學基本原理,磁場與電場之間是相互共存可逆變化的,那么,雷電高壓電場通過靜電吸收原理,向大地方向運動。假設電力線桿有5米高

38、,那么在相對濕度25%時,要擊穿5米空氣,需要15×106V雷擊高壓 (3000V/mm)。如果在相對濕度95%(下雨時),擊穿5米空氣需要5×106V雷擊高壓(1000V/mm)。電力線上的交變磁場對雷云的吸引小于大地的靜電吸引。如果,雷云擊穿5米空氣入地,需要很高的電壓,雷電首先擊在電力線上,并從電力線的負載保護地線入地釋放,這樣就擊穿了設備。 2.近點雷擊:所謂近點雷擊,實際上是雷電襲擊建筑物避雷針,從而引起的雷電電磁脈沖的問題 。雷電打在建筑物避雷裝置上,由于避雷針與引下線的電感的作用,最多只能將50%的電流引入大地(IEC(國際電工委員會)1312定義),余下的電

39、流將通過電力線屏蔽槽、水管、暖氣管、金屬門窗等與地面有連接接的金屬物質聯合引雷,但也只引下少部分雷電流,余下總電流的25%流竄至建筑物內的UPS輸入輸出的電源線、局域網線等,擊穿小型機和局域網端,最終由邏輯地線處下泄入大地。對設備而言,部分雷電流將由UPS的輸入電源線對機房保護地線進行LPE、NPE泄放,UPS輸出LPE(邏輯地)、NPE泄放,小型機LPE泄放,局域網線對邏輯地線等進行泄放,最終結果,將擊穿UPS輸出對地線和輸入對地線端、小型機電源對邏輯地線、網絡數據線對邏輯地線。 3.錯相位雷擊:一個高能量的雷擊在一條架空線上,一個低能量的雷擊在另一條架空線上,線線之間產生一個壓差,從而侵入

40、設備造成雷電的二次雷擊稱錯位雷擊。 (二)感應雷擊過電壓 它可以分為電磁感應及靜電感應過電壓。當雷電擊在建筑物避雷針上,通過避雷針的引下線對地泄放時,電流在引下線由上而下產生一個快速運動的磁場,從而因電磁感應在建筑物的線路上感應高壓從而擊毀傳輸設備。另外,在架空線路附近有雷云時,雖然雷云沒有直接擊中線路,但在導線上會感應出大量的與雷云極性相反的電荷,一旦雷云對某目標放電后,雷云上的電荷便瞬間消失而導線上的大量電荷依然存在,這些感應電荷就會因失去雷云電荷的束縛,以波的形式向導線兩端傳播經設備入地,從而引起設備損壞。 (三)地電位提高過電壓。當10KA的雷電流通過下導體入地時,我們假設接地電阻為1

41、0歐姆,根據歐姆定律,我們可知在入地點處電壓為100KV。若該點與電力系統的PE線(保護接地線)或弱電系統的地線的接地點較近,即接近于同電位,則此高壓將以波的形式傳入室內電氣設備外殼,這樣不僅會造成設備過電壓同時也會對使用操作人員造成危害。 據統計:直擊雷的損壞僅占15%,感應雷與地電位提高的損壞占85%。以下是230/400V三相系統各種設備耐沖擊過電壓額定值(GB5005794) 設備位置 電源處的設備配電設備和最后分支線路的設備用電設備需要特殊保護的設備 耐沖擊過電壓的類別 類 類 類 類 耐沖擊過電壓額定值(KV) 6 4 2.5 1.5 注:類需要將瞬態過電壓限制到特定水平的設備;

42、類如家電用電器、手提工具和類似負荷; 類如配電盤、斷路器、布線系統(包括電纜、母線、分線盒、開關、插座),應用于工業的設備和一些其他設備; 類如電氣計量儀表、一次線過流保護設備; 二、一般的防雷措施 (一)外部防雷 外部防雷主要是對直擊雷的防護,其目的是將雷電流直接引入大地瀉放。由避雷針(避雷帶、避雷線等 )、引下線和接地體等構成外部防雷系統。避雷針的作用是將雷電吸引于自身,代替被保護物受雷擊。但是,避雷針的副作用也很大。首先,雷擊時它把雷電流引入大地的過程中,產生的強大感應電磁場對敏感的電子設備的破壞性很大。其次,避雷針上的反擊過電壓不可忽視,在雷電波的沖擊作用下,避雷針上總會產生很高的電壓

43、,當人或設備與之接近時,這個高電壓就會向人或設備放電。再者,避雷針的保護作用是有一定局限性的,如對雷雨天氣時沿著市電導線中產生的雷電過電壓,它是無能為力的,此時,這個雷電過電壓也隨之侵入到用電設備中。雖然有避雷器作防護,但避雷器的響應時間和有效性都遠遠滿足不了電子設備對電源品質的需求。 鑒于外部防雷系統的種種不足,內部防雷系統隨之產生。 (二)內部防雷 內部防雷系統由均壓、接地、屏蔽、隔離、裝設過電壓防護裝置等綜合措施構成。 1.均壓 當雷擊發生時,在雷電暫態電流所經過的路徑上將產生暫態電位升高,使該路徑與周圍的金屬物體之間形成暫態電位差,如果這種暫態電位差超過的兩者之間的絕緣耐受強度,就會導

44、致對金屬物體的擊穿放電,使金屬物體帶高電位,這種帶高電位的金屬物體又有可能對其周圍的其他金屬物體再進行擊穿放電.這種擊穿放電能直接損壞電子設備,也能產生電磁場脈沖,干擾電子設備的正常運行.為了消除雷電暫態電流路徑與金屬物體之間的擊穿放電,需要對室內的各金屬鉤件進行等電位連接,即將室內的設備,組件和元件的金屬外殼或鉤架連接在一起,并與建筑物的防雷接地系統相連接,形成一個電氣上連續的整體的整體,這樣就可以在發生雷擊時避免在不同金屬外殼或構架之間出現暫態電位差,使得它們彼此間等電位,并維持在地電位的水平,這就是均壓措施. 2.接地 在電子設備和電子系統中,各種電路均有電位基準,將所有的基準點通過導體

45、連接在一起,該導體就是設備或系統內部的地線如果將這些基準點連接到一個導體平面上,則該平面就稱基準平面,所有信號都是以該平面作為零電位參考點,電子設備常以其金屬底坐,為殼或銅帶作為基準面,為了設備的工作穩定和操作人員的安全,通常將基準面與大地相連,稱為接地. 3.屏蔽 電子設備中大量采用半導體器件和集成電路,這些電子和微電子器件是十分脆弱的,由于雷擊產生的暫態電磁脈沖可以直接輻射到這些元件上,也可以在電源或信號線上感應出暫態過電壓波,沿線路侵入電子設備,使電子設備工作失靈或損壞.利用屏蔽體來阻擋或衰減電磁脈沖的能量傳播是一種有效的防護措施,電子設備常用的屏蔽體有設備的金屬外殼,屏蔽室的外部金屬網和電纜的金屬護套等,利用屏蔽措施對于保證電子設備的正常和安全運行來說是十分重要的. 4.隔離 當電子系統周圍環境中的電磁脈沖干擾比較嚴重難以采取屏蔽措施時,可以采用光纖傳輸來發送信號,信號是以光的形式傳輸的,光纖是絕緣材料,因此它不受周圍強電磁脈沖干擾的影響.抑制電磁脈沖干擾的另一個重要措施是采用光偶合,在電子系統中實施電氣隔離. 5.裝設過電壓防護裝置 內部防雷系統主要是對過電壓(雷電過電壓和操作過電壓等)的防護,其目的是阻擋沿電源線侵入的過電壓,并限制被保護設備上過電壓的輻值。 暫態過電壓防護裝置以快速的響應

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