雷電電磁脈沖防護分級計算方法

1、雷電電磁脈沖防護分級計算方法雷電過電壓對電子設(shè)備的危害 隨著通信技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，今日已是電子化時代，日益繁忙龐雜 的事物通過 高速電腦、自動化設(shè)備及通信發(fā)展得到井然有序、而這些敏感電子設(shè)備的工作電壓 卻在不斷降低，其數(shù)量 和規(guī)模不斷擴大，因而它們受到過電壓特別是雷電襲擊而受到損壞的可 能性就大大增加，這是由于以雷擊中心1.5km 2km范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生危險過電壓，損壞線路上設(shè)備；其后果可能使整個系統(tǒng)的運行中斷，并造成難以估計的經(jīng)濟損失，雷電和浪涌電壓成了 電子化時代的一大公害防雷器就是在最短時間 （ 納秒級 ） 內(nèi)將被保護線路連入等電位系統(tǒng)中使設(shè)備各端口等電位，同時釋放電

2、路上因雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量短路泄放到大地，降低設(shè) 備各接口端 的電位差，從而保護線路上用戶的設(shè)備。對系統(tǒng)設(shè)備而言，電源線路和信號線路是 雷電襲擊產(chǎn)生過電壓并 傳導(dǎo)的兩條主要通道，因此防雷器就分電源系統(tǒng)避雷器和信號系統(tǒng)防雷 器。防雷區(qū)域的劃分一、 LPZOA區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊和導(dǎo)走全部雷擊電流； 沒有衰減。本區(qū)內(nèi)的電磁場強度二、 LPZ0B區(qū): 本區(qū)內(nèi)的各種物體不可能遭到大于所選滾球半徑對應(yīng)的雷電流直接雷擊，但本區(qū)內(nèi)的電磁場強度沒有衰減。三、 LPZ1 區(qū)：本區(qū)內(nèi)的各種物體不可能遭到直接雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的電流比LPZOE區(qū)更?。槐緟^(qū)內(nèi)的電磁場強度可能衰減，這取決于屏蔽措施。

3、四、 LPZn+1后續(xù)防雷區(qū)：當需要進一步減小流入的電流和電磁場強度時，應(yīng)增設(shè)后續(xù)防雷區(qū)， 并按照需 要保護的對象所要求的環(huán)境去選擇后續(xù)防雷區(qū)的要求條件。注： n=1 、 2、雷電電磁脈沖防護分級計算方法1 ?建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù) N:N=K-( 0.024 ? Td1.3 )?( Ae+Ae '式中： K校正系數(shù)，一般取 1。 Td年平均雷暴日Ae 建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積 （ KM2 Ae'建筑物入戶設(shè)施的截收面積 （ 電源線、信號線 ）2 ?等效面積 Ae 的計算 當建筑物高度 HV100MD= H ?( 200-H ) 1/2 (M)Ae=L ? W+2( L+

4、W ? D+n? H( 200-H ) ? 10-6KM2式中：L, W , H分別為建筑物的長，寬，高 （米）（見規(guī)范）3 ?入戶設(shè)施的截收面積線路類型有效截收面積 Ae' 10-6 KM2無金屬鎧裝的光纖電纜埋地信號線2 ? ds ? L高壓埋地電纜（至現(xiàn)場變電站）0.1 ? ds ? L低壓埋地電纜2 ? ds ? L（1） L 是考慮線路從建筑物到網(wǎng)絡(luò)的第一個分支點或相鄰建筑物的長度，單位為米，最大值為1000 米。當 L未知時，應(yīng)采用 1000 米。2） Ds 數(shù)值上等于土壤電阻率（歐 ?米），最大為 500 米4 ?因直接雷擊和雷電電磁脈沖引起的電子信息系統(tǒng)設(shè)備損壞的可接受

5、最大年平均雷擊次數(shù)NC=5.8 ? 10-3/C式中： C=C1+C2+C3+C4+C5C1 建筑物材料結(jié)構(gòu)因子磚混結(jié)構(gòu)磚木結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)C11.52.0:2.5C2 信息系統(tǒng)重要程度因子一般計算機，通訊設(shè)備C 類機房B 類機房A 類機房C20.51.02.03.0C3 耐沖擊能力因子一般較弱相當弱C30.51.03.0C4 設(shè)備所在雷電防護區(qū)因子LPZ2 或更高層LPZ1 區(qū)內(nèi)LPZ0B 區(qū)內(nèi)C40.51.01.5-2.0C5 發(fā)生雷擊事故業(yè)務(wù)中斷的后果因子無不良后果不允許中斷，無嚴重后果不允許中斷，有嚴重后果C50.51.01.5-2.05 ?雷電電磁脈沖防護等級計算：E=1-NC/N當 E&

6、gt;0.98 時，定為 A 級當 0.90VE < 0.98 時，定為 B 級當 0.8<E < 0.9 時，定為 C 級 當 E< 0.8 時，定為 D 級。6 ?供電電源系統(tǒng)防雷設(shè)計1 ）信息系統(tǒng)機房內(nèi)電源嚴禁采用架空線路引岀戶外；2 ）信息設(shè)備交流供電系統(tǒng)應(yīng)采用TN-S 或 TN-C-S 系統(tǒng)供電；3）供電系統(tǒng)抗浪涌電壓的類別及過電壓保護器分級如圖所示：4 ）電源系統(tǒng) SPDl 入戶電力變壓器低壓側(cè)安裝的SPD 乍為第一級保護時應(yīng)為三相電壓開關(guān)型SPD, 其雷電通流量不應(yīng)低于 60KA;l 分配電柜線路輸岀端 SPD 乍為第二級保護時應(yīng)為限壓型 SPD, 其雷電

7、通流量不應(yīng)低于 20KA;l 在電子信息設(shè)備交流電源進線端安裝 SPD 乍為第三級保護時應(yīng)為串接式限壓型 SPD, 其雷電通流 量不應(yīng)低于 10KA;l 對于微波通訊設(shè)備，移動機站通訊設(shè)備及雷達設(shè)備等使用的整流電源， 視其工作電壓的保護需要，宜分別選用工作電壓適配的直流電源SPD 作為末級保護5）配電系統(tǒng)中電源 SPD 前，后二級的安裝距離應(yīng)大于 10 米，否則要在期間增加退藕器件。不同等級的電子信息設(shè)備對 LEM 防護等級的選擇LEM 肪護等級電子信息設(shè)備設(shè)置原則備注A級對內(nèi)置有電子信息系統(tǒng)的建筑物 防雷 安全有嚴格要求、對 LEM 敏 感度 高、要求將瞬時過電壓限制 到很低水 平、重要和昂

8、貴的電子 信息設(shè)備宜在低壓系統(tǒng)中取 34 級SPD 進行保護建筑物電子信息系統(tǒng) 的雷 電防護，應(yīng)根據(jù)各 個建筑 物內(nèi)信息系統(tǒng) 的特點因 素，綜合考慮 外部和內(nèi)部 防雷措施（即接閃、分流、接地、 屏蔽、等電位連接、共 用 接地、合理布線、過 電壓 過電流電涌防護 等措施） 作為整體統(tǒng)一 考慮的綜合 防護的原 則和措施。B級對內(nèi)置有電子信息系統(tǒng)的建筑物 防雷 安全有較嚴格要求的設(shè)備宜在低壓系統(tǒng)中取 23 級SPD 進行保護C級對內(nèi)置有電子信息系統(tǒng)的建筑物 防雷 安全有基本要求的電子信息 設(shè)備宜在低壓系統(tǒng)中取 12 級SPD 進行保護D級除上述 A、B、C 級以外的電子信息 系統(tǒng)宜在低壓系統(tǒng)中取 1

9、2 級SPD 進行保護供電線路 SPD 勺技術(shù)性要求SPD 生能 要求防 雷等 級應(yīng)采用 保護級 數(shù)第一級通流容量第二級通流 容 量第三級通 流 容量第四級通流容量其他架空進線埋地進線A級四級20-40(10/350 n s)60 (8/20 ns)40-100 (8/20 n)20-40(8/20 ns)10-20(8/20 n)UPS 后 裝 功率 >1.2 倍 設(shè)備總 用 電量的SPD第一級埋 地進 線 >50m ； 第四級 SPD 應(yīng)帶濾波濾波B級三級10-20 (10/350 卩 S) 60(8/20 in)40-60(8/20 n)5）配電系統(tǒng)中電源 SPD 前，后二級的安裝距離應(yīng)大于 10 米，否則要在期間增加退藕器件。20-40(8/20 ys)10-20( 8/20 y)UPS 后裝功率 >1.2 倍設(shè)備總用電量的 SPD 第一級埋地進線 >50m ；第四級 SPD應(yīng)