為了防止雷電過電壓在電氣設備的端子之間產生火花放電,文章提出了降低雷電過電壓的措施,以及能限制和斷開續電流等措施。

1、電力線路發生雷電過電壓的頻率

在非常廣地區的低壓配電網絡上發生雷電過電壓受到該地區的地形、氣象條件雷雨日數、雷云的移動路徑、雷擊電流峰值的頒高低壓配電線路的架設密度和對地雷擊密度等的影響。在這些因素中,對在低壓配電線路上發生雷電過電壓峰值的頻率頒發問的清楚統計是重要的。

根據觀測結果,計算出低壓配電線路上發生的概率值。在研究耐雷設計中,要有最基本的雷電過電壓的頻率分布曲線。在這項觀測中,從2kv以上的雷電過電壓中,擔心在低壓配電設備的端子板或者設備內部會發生火花放電的雷電過電壓假定為10kv限值,在超過10kv以上所觀測到的累計頻率為10%左右,而在5kv以下所觀測到的累計頻率為70%左右。

還有另一個觀測結果,在一個非常狹窄的面積范圍內,在同樣的低壓配電線路上裝了電涌計數器進行了187次累計觀測。將這兩次觀測結果的雷電過電壓累積頻率頒進行比較,它們各自的頻率分布雙對數曲線都近似于一條直線。但是兩條直線不是完全一致的。這是因為在電涌計數器上設定的雷電過電壓的下限值有區別。

2、雷電過電壓的情況分析

從配電線路上一直彩的防雷措施進行的研究來看,已考慮到在低壓配電線路上發生雷電過電壓的因素有:①直擊雷(直接雷擊到低壓配電線路上);②感應雷(雷擊到低壓配電線路附近的地區時,對配電線路感應生成的感應雷);③高壓側的雷電過電壓是侵入低壓側的雷電過電壓的原因,由于避雷器動作使大地(接地)電位上升,從柱上變壓器的高壓側過渡到低壓側的雷電過電壓。

實際上,除了在低壓配電線路上發生雷電過電壓之外,還有雷擊電流直接侵入配電線路附近的建筑物上設置的避雷針,使得大地電位上升影響到配電設備的接地系統的場合應考慮這些是產生雷電過電壓的合成原因。

2.1從高壓側過渡到低壓側的雷電過電壓壓配電線路上發生雷電過電壓各種情況進行一般的研究,將高壓配電線路上的雷電過電壓侵入低壓配電線路上發生雷電過電壓所產生的各種情況,進行一些試驗性的研究。這些研究中,應在實際規模的高壓配電線路上施加了雷電脈沖電壓。

由于配電用避雷器的放電使大地電位上升,通過柱上變壓器的過渡電壓,使低壓配電線路上發生雷電過電壓。

2.2感應雷過電壓作為對象,對有關低壓配電線路上發生雷電過電壓的情況的試驗進行研究。為了模擬在近處有雷擊時的配電線路和雷電通道,架設一條按現行配電線的1/4比例大小的模型線路,還從氣球上吊下電線。這根電線有脈沖電流渡過,這時,測定在配電線路的導體上感應的電壓波形。

感應的電壓波形,就有下列兩種情況:①抑制低壓配電線的架空地線和共用架空地線的雷電過電壓效果,在接地電阻值是小的顯著的。②由于高壓配電線路的避雷器出現適中動作,高壓配電線處于接地狀態,也同時有抑制低壓電線的架空地線的雷電過電壓的效果。

3、配電設備的耐雷特性分析

了雷電過電壓燒壞低壓配電設備的情況。作為雷電過電壓燒壞對象的低壓配電設備,連接到低壓配電系統的電源端子之間的距離為5-10mm的空氣間隙,是沒有用耐雷元件保護的設備。①雷電過電壓會擊穿端子之間的空氣間隙(產生火花放電)。火花放電時有大電流流過端子之間空氣層,流過的時間非常短,約1μs~1ms左右,因為其電能量很小,這時設備端子上的火花放電處只有非常小的放電痕跡,不至于燒壞端子。②上述第①點的火花放電路徑因為與低壓配電系統的線間電壓(100v或200v)有關,這時滿足以后敘述的條件的場合會繼續過渡為電弧放電。這個放電是工頻電壓下的適中電流。③在上述第(2)點時為線間短路狀態。如有大電流(2000~3000a)流過時會燒壞低壓配電設備。通常在數周波~10周波左右之后,熔斷器等保護裝置會動作,斷開短路電流。

但是,在燒壞配電設備或者熔斷器熔斷之前的電弧放電,很多場合會自然消弧,這時,可能認為配電設備不會受到雷擊損害。

3.1低壓配電設備用材料的v-t特性從續流電弧的觸發到達火花放電的性能,通過試驗來調查低壓配電線路上用的各種設備材料的v-t特性。再斷時間為1~3μs左右的再斷電壓峰值為一密切協作一的范圍內,低壓干線和dv進線大約為50kv,變壓器二次測大約為30kv,低壓配電設備上約為10kv。從這些結果值來看,電度表、低壓進線箱等低壓配電設備很容易是受到雷電過電壓損壞的設備。

3.2其所長低壓配電設備的電弧特性在模擬低壓配電設備的電源端子的電極之間要施加工頻電壓,用設定可能的雷電脈沖電壓重疊在任意的接通相位上的方法,對再現電弧我的試驗進行調查。

在單相供電系統中,侵入到模擬電極的雷電脈沖接通相位與電弧電流峰值的關系圖。雷電過電壓的接通相位對供電電源電壓影響是大的。

三相3線式供電系統,在三個線間電壓之中至少有一個線間電壓常常在其低壓配電設備固有的最低電弧電壓以上的場合,在任何相位時,雷電過電壓的侵入會發生電弧續流的情況。

4、防雷措施

配電線路的防雷措施,到目前為止,還沒有進行一般性的研究。

但是,在有關的配電線路的耐雷設計指南,因為在柱上變壓器安裝地點,低壓配電線路的中性線進行了b種接地,由于有了這個合適的接地,就能防止危險的雷電過電壓。

作為低壓配電線路的防雷措施,低壓配電設備要有高的絕緣強度,在個別配電設備年安裝耐雷元件,除此之外,進行多重接地系統也能抑制雷電過電壓。

如配電線路的架空地線的接地線,避雷器接地線柱上變壓器的b種接地線的單獨連接或者共用連接在一起的場合由于直擊雷或者感應雷而產生的架空地線接地電流和避雷器放電電流使接地電位上升,因為雷電過電壓會侵入那樣的低壓配電線路,必須要有抑制雷電過電壓的防雷措施。

架空共用地線的感應雷的效果,架空地線同樣也能抑制由于相互的電磁感應在配電線路上發生的感應雷電過電壓,就能說明架空共用地線可抑制低壓配電線路的感應雷電過電壓。

當設計多重接地系統時,接地間隔、單獨接地阻抗和合成接地阻抗等應該有所規定。如果考慮了這些規定值而設計好的接地系統,高壓配電線路的耐雷效果是更高的,同時抑制在低壓配電線路上發生的雷電過電壓也是有貢獻的。

據上述方法已抑制的雷電過電壓是在架空共用地線(接地用)與照明線路和電線路(電壓相)之間發生的雷電過電壓的對地電壓成分關于線間電壓成分是不成問題的。

為用連接到這根接地相和各個電壓相的進入線供電,不僅有雷電過電壓的對地電壓成分,而且其線間電壓成分可能威脅低壓配電系統和室內配線等點處還有必須抑制線間電位差的雷電過電壓。

壓配電線路的防雷措施時,有必要充分考慮到目前為止已知道的發生雷擊損害的機理、抑制低壓配電線路的雷電過電壓和限制續流電弧等,以及低壓配電線路的主要防雷措施。

配電設備的損壞進行完全防護是一項非常困難的技術。但是,配電設備的供電可靠性,防雷措施要求的配電設備的性能增強,以及診斷設備才華的技術進步等方面均有提高。要繼續面向今后的電氣化生活和高度信息化的越來越多的發展,低壓配電線路不用說在有關配電網絡的整體可行性而且費用很低的耐雷設計和防雷措施等方面,有必要進行綜合性的研究。

篇2:送電線路防雷技術措施

一、概述

隨著國民經濟的發展與電力需求的不斷增長,電力生產的安全問題也越來越突出。對于送電線路來講,雷擊跳閘一直是影響高壓送電線路供電可靠性的重要因素。由于大氣雷電活動的隨機性和復雜性,目前世界上對輸電線路雷害的認識研究還有諸多未知的成分。架空輸電線路和雷擊跳閘一直是困擾安全供電的一個難題,雷害事故幾乎占線路全部跳閘事故1/3或更多。因此,尋求更有效的線路防雷保護措施,一直是電力工作者關注的課題。

河池電網處于桂西北山區地形劇變、峰高谷深,山巒起伏,線路雷擊跳閘是整個電網跳閘的重要原因,經常占到跳閘總數的80%~90%。且由于線路大多處于高山大嶺,降低雷擊跳部率對于日常線路設備的運行維護人員來說將大大降低勞動強度,且效益是不僅僅是金錢可以衡量的。

目前輸電線路本身的防雷措施主要依靠架設在桿塔頂端的架空地線,其運行維護工作中主要是對桿塔接地電阻的檢測及改造。由于其防雷措施的單一性,無法達到防雷要求。而推行的安裝耦合地線、增強線路絕緣水平的防雷措施,受到一定的條件限制而無法得到有效實施,如通常采用增加絕緣子片數或更換為大爬距的合成絕緣子的方法來提高線路絕緣,對防止雷擊塔頂反擊過電壓效果較好,但對于防止繞擊則效果較差,且增加絕緣子片數受桿塔頭部絕緣間隙及導線對地安全距離的限制,因此線路絕緣的增強也是有限的。而安裝耦合地線則一般適用于丘陵或山區跨越檔,可以對導線起到有效的屏蔽保護作用,用等擊距原理也就是降低了導線的暴露弧段。但其受桿塔強度、對地安全距離、交叉跨越及線路下方的交通運輸等因素的影響,因此架設耦合地線對于舊線路不易實施。因此研究不受條件限制的線路防雷措施就顯得十分重要,將安裝線路避雷器、降低桿塔接地電阻、進行綜合分析運用,從它們對防止雷擊形式的針對性出發,真正做到切實可行而又能收到實際效果。

二、雷擊線路跳閘原因

高壓送電線路遭受雷擊的事故主要與四個因素有關:線路絕緣子的50%放電電壓;有無架空地線;雷電流強度;桿塔的接地電阻。高壓送電線路各種防雷措施都有其針對性,因此,在進行高壓送電線路設計時,我們選擇防雷方式首先要明確高壓送電線路遭雷擊跳閘原因。

1.高壓送電線路繞擊成因分析。根據高壓送電線路的運行經驗、現場實測和模擬試驗均證明,雷電繞擊率與避雷線對邊導線的保護角、桿塔高度以及高壓送電線路經過的地形、地貌和地質條件有關。對山區的桿塔,計算公式是:山區高壓送電線路的繞擊率約為平地高壓送電線路的3倍。山區設計送電線路時不可避免會出現大跨越、大高差檔距,這是線路耐雷水平的薄弱環節;一些地區雷電活動相對強烈,使某一區段的線路較其它線路更容易遭受雷擊。

2.高壓送電線路反擊成因分析。雷擊桿、塔頂部或避雷線時,雷電電流流過塔體和接地體,使桿塔電位升高,同時在相導線上產生感應過電壓。如果升高塔體電位和相導線感應過電壓合成的電位差超過高壓送電線路絕緣閃絡電壓值,即Uj>U50%時,導線與桿塔之間就會發生閃絡,這種閃絡就是反擊閃絡。

由以上公式可以看出,降低桿塔接地電阻Rch、提高耦合系數k、減小分流系數β、加強高壓送電線路絕緣都可以提高高壓送電線路的耐雷水平。在實際實施中,我們著重考慮降低桿塔接地電阻Rch和提高耦合系數k的方法作為提高線路耐雷水平的主要手段。

三、高壓送電線路防雷措施

清楚了送電線路雷擊跳閘的發生原因,我們就可以有針對性的對送電線路所經過的不同地段,不同地理位置的桿塔采取相應的防雷措施。目前線路防雷主要有以下幾種措施:

1.加強高壓送電線路的絕緣水平。高壓送電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比,加強零值絕緣子的檢測,保證高壓送電線路有足夠的絕緣強度是提高線路耐雷水平的重要因素。

2.降低桿塔的接地電阻。高壓送電線路的接地電阻與耐雷水平成反比,根據各基桿塔的土壤電阻率的情況,盡可能地降低桿塔的接地電阻,這是提高高壓送電線路耐雷水平的基礎,是最經濟、有效的手段。

3.根據規程規定:在雷電活動強烈的地區和經常發生雷擊故障的桿塔和地段,可以增設耦合地線。由于耦合地線可以使避雷線和導線之間的耦合系數增大,并使流經桿塔的雷電流向兩側分流,從而提高高壓送電線路的耐雷水平。

4.適當運用高壓送電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導線電位差超過避雷器的動作電壓時,避雷器就加入分流,保證絕緣子不發生閃絡。根據實際運行經驗,在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器可達到很好的避雷效果。目前在全國范圍已使用一定數量的高壓送電線路避雷器,運行反映較好,但由于裝設避雷器投資較大,設計中我們只能根據特殊情況少量使用。

本文主要對安裝線路避雷器、降低桿塔的接地電阻兩方面進行分析:

1.安裝線路避雷器。運用高壓送電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導線電位差超過避雷器的動作電壓時,避雷器就加入分流,保證絕緣子不發生閃絡。我們在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器。線路避雷器一般有兩種:一種是無間隙型;避雷器與導線直接連接,它是電站型避雷器的延續,具有吸收沖擊能量可靠,無放電時延、串聯間隙在正常運行電壓和操作電壓下不動作,避雷器本體完全處于不帶電狀態,排除電氣老化問題;串聯間隙的下電極與上電極(線路導線)呈垂直布置,放電特性穩定且分散性小等優點;另一種是帶串聯間隙型,避雷器與導線通過空氣間隙來連接,只有在雷電流作用時才承受工頻電壓的作用,具有可靠性高、運行壽命長等優點。一般常用的是帶串聯間隙型,由于其間隙的隔離作用,避雷器本體部分(裝有電阻片的部分)基本上不承擔系統運行電壓,不必考慮長期運行電壓下的老化問題,且本體部分的故障不會對線路的正常運行造成隱患。

線路避雷器防雷的基本原理:雷擊桿塔時,一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔,另一部分雷電流經桿塔流入大地,桿塔接地電阻呈暫態電阻特性,一般用沖擊接地電阻來表征。

雷擊桿塔時塔頂電位迅速提高,其電位值為Ut=iRd+L.di/dt(1)

式中,i——雷電流;

Rd——沖擊接地電阻;

L.di/dt——暫態分量。

當塔頂電位Ut與導線上的感應電位U1的差值超過絕緣子串50%的放電電壓時,將發生由塔頂至導線的閃絡。即Ut-U1>U50,如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響,則為Ut-U1+Um>U50。因此,線路的耐雷水平與3個重要因素有關,即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強度和塔體的沖擊接地電阻。一般來說,線路的50%放電電壓是一定的,雷電流強度與地理位置和大氣條件相關,不加裝避雷器時,提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻,在山區,降低接地電阻是非常困難的,這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。

加裝線路避雷器以后,當輸電線路遭受雷擊時,雷電流的分流將發生變化,一部分部分經塔體入地,當雷電流超過一定值后,避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線,傳播到相臨桿塔。

雷電流在流經避雷線和導線時,由于導線間的電磁感應作用,將分別在導線和避雷線上產生耦合分量。因為避雷器的分流遠遠大于從避雷線中分流的雷電流,這種分流的耦合作用將使導線電位提高,使導線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡電壓,絕緣子不會發生閃絡,因此,線路避雷器具有很好的鉗電位作用,這也是線路避雷器進行防雷的明顯特點。但由于其費用較高,故綜合考慮后未進行行推廣運用。

2.降低桿塔的接地電阻。桿塔接地電阻增加主要有以下原因:

(1)接地體的腐蝕,特別是在山區酸性土壤中,或風化后土壤中,最容易發生電化學腐蝕和吸氧腐蝕,最容易發生腐蝕的部位是接地引下線與水平接地體的連接處,由腐蝕電位差不同引起的電化學腐蝕。有時會發生因腐蝕斷裂而使桿塔“失地”的現象。還有就是接地體的埋深不夠,或用碎石、砂子回填,土壤中含氧量高,使接地體容易發生吸氧腐蝕,由于腐蝕使接地體與周圍土壤之間的接觸電阻變大,甚至使接地體在焊接頭處斷裂,導致桿塔接地電阻變大,或失去接地。

(2)在山坡坡帶由于雨水的沖刷使水土流失而使接地體外露失去與大地的接觸。

(3)在施工時使用化學降阻劑,或性能不穩定的降阻劑,隨著時間的推移降阻劑的降阻成分流失或失效后使接地電阻增大。

(4)外力破壞,桿塔接地引下線或接地體被盜或外力破壞。

高壓送電線路的接地電阻與耐雷水平成反比,根據各基桿塔的土壤電阻率的情況,盡可能地降低桿塔的接地電阻,這是提高高壓送電線路耐雷水平的基礎,是最經濟、有效的手段。針對河池供電局部分線路接地電阻值長期以來偏大,降低了線路的耐雷水平。為確保線路安全運行,對不同的桿塔型式我們采用φ8的園鋼進行了接地網統一設計、統一加工,避免了高山大嶺上進行施工焊接造成工藝質量不合格等的可能,同時也減少了野外工作量,大大降低勞動強度,加快改造速度。通地改造使桿塔地網的接地電阻值大幅度降低,從而使線路的耐雷水平從理論上得到大大提高。

1.設計接地網改造型式。方案:利用絕緣搖表采用四極法進行土壤電阻率的測試,以及采用智能接地電阻測試儀,直測土壤電阻率。根據測試的土壤電阻率的結果進行比較再根據設計時所給予的接地裝置的型式,確定最終的接地體的敷設方案。

有架空地線路的線路桿塔的接地電阻接地放射線

(1)土壤電阻率在10000歐?米及以上的桿塔:采用八根放射線不小于518米的φ8圓鋼進行敷設并焊接。

(2)土壤電阻率在2300~3200歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于518米的φ8圓鋼進行敷設并焊接。

(3)土壤電阻率在1500~2300歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于358米的φ8圓鋼進行敷設并焊接。

(4)土壤電阻率在1200~1500歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于238米的φ8圓鋼進行敷設并焊接。

(5)土壤電阻率在750~1200歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于198米的φ8圓鋼進行敷設并焊接。

(6)土壤電阻率在500~750歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于138米的φ8圓鋼進行敷設并焊接。

(7)土壤電阻率在250~500歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于118米的φ8圓鋼進行敷設并焊接。

(8)土壤電阻率在250歐?米及以下的桿塔采用八根放射線不小于388米的φ8圓鋼進行敷設并焊接。

2.桿塔接地裝置埋深:在耕地,一般采用水平敷設的接地裝置,接地體埋深不得小于0.8米;在非耕地,接地體埋深不得小于0.6米。在石山地區,接地體埋深不得小于0.3米。

3.接地電阻值不能滿足要求時,可適當延伸接地體射線,直至電阻值滿足要求為止,個別山區,如巖石地區,當射線已達8根80米以上者,可不再延長。

4.接地體的連接:采用搭接方式,兩接地體搭接長度不得小于圓鋼直徑的6倍。

5.防腐:焊接部位必須處理干凈再做防腐處理。

6.為了減少相鄰接地體的屏蔽作用,水平接地體之間的接近距離不得小于5米。

三、采取的措施

1.對線路中測出的接地電阻不合格的桿塔的接地電阻進行重新測試;并測試土壤電阻率。

2.對查出的接地電阻不合格的桿塔接地放射線進行開挖檢查,重新對本桿塔的敷設接地線,并進行焊接。

3.對檢查中發現已爛斷或無接地引下線的桿塔接地裝置進行焊接,并對接地電阻重新測試,不符合規定的重新進行敷設。

4.對被澆灌在保護帽內的接地引下線,采取的方式可為將引下線從保護帽內敲出,再重新澆灌保護帽或將引下線鋸斷重新進行焊接。

5.對重新敷設的接地電阻不合格的桿塔,再次使用降阻劑進行改造。

四、結語

在總結了送電線路防雷工作存在的問題和如何運用好常規防雷技術措施的基礎上,我們認為雷電活動是小概率事件,隨機性強,要做好送電線路的防雷工作,就必須抓住其關鍵點。綜上所述,為防止和減少雷害故障,設計中我們要全面考慮高壓送電線路經過地區雷電活動強弱程度、地形地貌特點和土壤電阻率的高低等情況,還要結合原有高壓送電線路運行經驗以及系統運行方式等,通過比較選取合理的防雷設計,提高高壓送電線路的耐雷水平。雷電活動是一個復雜的自然現象,需要電力系統內各個部門的通力合作,才能盡量減少雷害的發生,將雷害帶來的損失降低到最低限度。

篇3:弱電設備防雷技術措施

隨著現代科技的高速發展,電子信息設備的應用已深入至各個領域,各種電子、微電子裝備已在各行業大量使用。由于這些系統和設備耐過電壓能力低,雷電高電壓以及雷電電磁涌流侵入所產生的電磁效應、熱效應都會對系統和設備造成干擾或永久性損壞,造成較大的經濟損失。因此解決電子信息系統對雷電災害的防護問題,十分重要。電子信息系統設備的多樣化、復雜化,其微電子元器件的工作電壓較低,通信信號幅度相對較小等特點,如在回路中設置防雷設施勢必會影響通信、網絡等設備的可靠、安全和暢通。這給弱電設備的過電壓防范帶來一定的難度。為了減少雷電感應致使自動化控制系統等弱電設備損壞,造成直接和間接的重大經濟損失,有必要對弱電設備的防雷與接地技術進行研究,采取有效的防雷措施。

1造成弱電設備損壞的主要原因

1.1直擊雷所謂直擊雷是指雷擊點直接作用在設備上或作用在傳輸線路上,由傳輸線路引人造成設備的損壞。直擊雷造成設備損壞的程度一般都較為嚴重,一般采取安裝避雷針和布設避雷帶進行防雷保護。

1.2感應雷所謂感應雷是指雷擊點發生在距離設備幾百米或幾公里以外,雷擊點周圍的磁場發生強烈變化,其附近的設備或金屬導體上將感應出一定的雷電壓幅值,使弱電設備過電壓造成損壞。實際上雷擊造成弱電設備損壞的大都(占99%)是由感應雷引起的。因此,必須重視感應雷的防范。

1.3感應雷電壓的特點①雷電波是沖擊電壓披,作用時間短,一般只有幾微秒至幾十微秒的非周期變化電壓,可認為是瞬態的變化電壓:②雷擊點周圍的磁場發生強烈變化時。在附近的設備、金屬導體上將感應出一定的雷電壓幅值;③在設備、器件或導體上所產生的雷電感應電壓強度與其導體的長度、截面、安裝高度和磁場強度(雷擊強度)成正比,與至雷電發生地點之間的距離成反比。弱電設備主要由電子元件、晶體管、集成電路等組成,其工作電壓都較低(一般為5V一12V),抗雷電干擾能力較差,即使很小的雷電感應電壓就有可能導致弱電設備損壞。

2弱電設備的防雷措施

根據IEC61312標準,弱電設備應設置多級防雷保護措施。對380V低壓線路進行過電壓保護。按國家規范應有三部分:在高壓變壓器后端到二次低壓設備的總配電盤問的電纜內芯線兩端對地加避雷器或保護器,作一級保護。在二次低壓設備的總配電盤至二次低壓設備的配電箱間電纜內芯線兩端對地加裝避雷器或保護器,作二級保護。在所有重要的、精密的設備以及UPS的前端對地加裝避雷器或保護器,作為三級保護。由于雷電流主要是由首次雷擊電流和后續雷擊電流所組成,因此雷電過電壓的保護必須同時考慮到如何抑制(或分流)首次雷擊電流和后續雷擊電流。在采取多級保護措施的同時,還必須考慮各級之間的能量配合和解耦措施。弱電系統的防雷可采用兩種措施:外部防雷和內部防雷。外部防雷可將絕大部分雷電流直接引入地下泄散;內部防雷可阻塞沿電源或信號線所引入的雷電波。這兩道防線互相配合,各盡其職,缺一不可。

2.1外部防護措施外部防護是指對安裝弱電設備的建筑物本體的安全防護,可采用避雷針、分流、屏蔽網、均衡電位、接地等措施。這種防護措施人們比較重視,相對來說比較完善。目前弱電設備的外部防護措施主要有:①使用建筑物的避雷針將主要的雷電流引入大地。②在將雷電流引入大地的時候俊量將雷電流分流,避免造成過電壓危害設備。③利用建筑物中的金屬部件以及鋼筋可以作為不規則的法拉第籠,起到一定的屏蔽作用,如果建筑物中的設備是低壓電子邏輯系統、遙控等小功率信號電路的電器,則需要加裝專門的屏蔽網。④建筑物各點的電位均衡,避免由于電位差危害設備。⑤保證建筑物有良好的接地-2,避免雷擊建筑物時地電位抬高而損壞設備。

2.2內部防護措施內部防雷是指在建筑物內部弱電設備對過電壓(雷電或電源系統內部過電壓)的防護,在設備受到過電壓侵襲時,保護裝置能快速動作泄放能量,從而保護設備免受損壞,可采用等電位聯接、屏蔽、保護隔離、合理布線和設置過電壓保護器等措施。內部防雷分為電源防雷和信號防雷。

2.2.1電源防雷系統主要是防止雷電波通過電源線路對計算機及相關設備造成危害。為避免高電壓經過防雷器對地泄放后的殘壓或因更大的雷電流在擊毀防雷器后繼續毀壞后續設備,以及防止線纜遭受二次感應,依照有關防雷工程試行草案,應采取分級保護、逐級泄流的原則。一是在大樓電源的總進線處安裝放電電流較大的一級電源防雷器;一是在重要樓層或重要設備電源的進線處加裝二級或三級電源防雷器。為了確保遭受雷擊時,高電壓首先經過一級電源防雷器,然后再經過二級電源防雷器,一級電源防雷器和二級電源防雷器之間的距離要大于l0—15m。如果兩者間距不夠,可采用帶線圈的防雷箱,這樣可以避免二級電源防雷器首先遭受雷擊而損壞。

2.2.2信號防雷系統由于雷電波在線路上能感應出較高的瞬時沖擊能量,因此要求網絡通信設備能夠承受較高能量的瞬時沖擊,而目前大部分設備由于電子元器件的高度集成化而使耐過電壓、耐過電流水平下降,必須在網絡通信接口處加裝必要的防雷保護裝置以確保網絡通信系統的安全運行。對通信系統進行防雷保護,選取適當保護裝置非常重要,應充分考慮防雷產品與通信系統匹配。對于信息系統,應分為粗保護和精細保護。粗保護量級根據所屬保護區的級別確定,精細保護要根據電子設備的敏感度來進行確定。因對弱電設備的雷電浪涌防護重視不夠,故而發生雷電浪涌損壞設備的故障。所以在完善弱電設備外部防護的同時,要加強弱電設備的內部防護。①完善弱電外部雷電防護,將絕大部分雷電流直接引入地下泄散。②阻塞沿電源線或數據、信號線引入的過電壓波。③限制鉗位被保護設備上浪涌過電壓過電流幅值在設備上可承受的范圍。④采用高吸收能量的分流設備(避雷器)將雷電過電壓(脈沖)能量分流泄人大地.分流(限幅)技術中采用的防護器品質、性能的好壞是網絡防護的關鍵,因此,選擇合格優良的避雷器或保護器至關重要。⑤采用短線技術。設備間的連接線盡可能短,以減少導線上的雷電感應電壓幅值。⑥采用屏蔽方式。選用有屏蔽層的電纜,將減小雷電感應電壓強度,但屏蔽層應可靠接地。⑦采用隔離、絕緣來削弱雷電感應電壓。天線的固定支架采用絕緣棒與避雷針支體隔離,電池極支架與避雷針體地板用絕緣子隔離。⑧人工隔離。如需弱電設備工作時,由人工合上電源開關,插接網絡線路,否則,斷開以上線路。⑨電壓抑制技術。對于無人職守設備和需不間斷與外界聯絡的設備,必須把雷電感應電壓限制在設備承受的電壓以下,防止設備損壞。要使設備達到理想的防雷效果,必須根據設備的工作原理、工作條件、功率大小及阻抗高低來裝設相應的防雷保護裝置。要求有一個良好的接地系統,因所有防雷系統都需要通過接地系統把雷電流泄人大地,從而保護設備和人身安全。如果機房接地系統做得不好,不但會引起設備故障,燒壞元器件,甚至還將危害工作人員的生命安全。另外防干擾的屏蔽問題、防靜電的問題都需要通過建立良好的接地系統來解決。

3結束語

弱電設備防雷的誤區目前弱電設備的防雷國家還沒有出相關的技術標準,很多設計還是套用強電的防雷接地規范,實際上弱電設備防的一般是感應雷,接地電流相對較小,認識到這一點對于弱電產品的防雷方案的選擇、工程造價的限制有重要的意義。