雷電防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)

1、,雷電防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí),10/3/2020,一. 雷電流、雷電壓的波形,10/3/2020,二. 雷電波的頻譜分析,典型雷電波計(jì)算得到的數(shù)據(jù)可知，90%以上雷電能量分布在頻率為10多kHz以下 。 雷電流峰值（從數(shù)kA到數(shù)百kA）； 波前衰減系數(shù)； 波尾衰減系數(shù)；,10/3/2020,(1)、直接與建筑發(fā)生閃擊,三.雷電過(guò)電壓的形成,10/3/2020,(2)、雷電的靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng),iimp,RE1,RE2,10/3/2020,iimp,RE1,RE2,E,10/3/2020,(3)、地電位抬高,RE1,RE2,10/3/2020,(4)、雷電流形成的變化磁場(chǎng) 0.07GS計(jì)算機(jī)出現(xiàn)誤動(dòng)作 1

2、.96GS計(jì)算機(jī)出現(xiàn)假性損壞 2.4GS計(jì)算機(jī)永久性損壞,10/3/2020,四、防雷技術(shù) 1、接閃 2、分流 3、屏蔽 4、接地 5、均壓 6、合理布線,10/3/2020,1、接閃 避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)格、避雷線 避雷針本質(zhì)上是引雷裝置,10/3/2020,接閃也稱為攔截，就是將雷電按照設(shè)計(jì)的路徑把能量釋放到大地。避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)格以及避雷線作為接閃器就是利用這一原理。有了這些接閃裝置之后，雷擊接閃裝置的概率要比雷擊其附近的建筑物上的概率要大的多。這樣就相對(duì)地保護(hù)了建筑，減少了雷電大電流對(duì)建筑物的破壞。直擊雷的防護(hù)主要取決于有效地利用接閃裝置，把一定范圍內(nèi)的閃擊捕獲到，納入預(yù)先設(shè)計(jì)

3、的放電通道中把能量釋放。避雷針是最基本的接閃裝置。,10/3/2020,2、分流 （1）電源系統(tǒng) 多級(jí)保護(hù) 前級(jí)保護(hù)的目的是釋放電流，后級(jí)的目的是箝位 （2）信息系統(tǒng) 解決信號(hào)損耗（介質(zhì)損耗和輻射損耗）,10/3/2020,分流使用的非線性器件在IEC中稱為浪涌保護(hù)器（簡(jiǎn)稱SPD）。SPD是防雷工程中對(duì)電子設(shè)備保護(hù)的關(guān)鍵器件。SPD內(nèi)部的器件主要有氣體放電管、氧化鋅壓敏電阻、半導(dǎo)體器件。,10/3/2020,多級(jí)保護(hù)示意圖,10/3/2020,多級(jí)保護(hù)示意圖（一） -系統(tǒng),10/3/2020,多級(jí)保護(hù)示意圖（二） TN-C-S系統(tǒng),10/3/2020,多級(jí)分流示意圖(三) TT系統(tǒng)(1),10

4、/3/2020,多級(jí)保護(hù)示意圖(四) TT系統(tǒng)(2),10/3/2020,3、屏蔽 （1）電場(chǎng)屏蔽 （2）磁場(chǎng)屏蔽 （3）電磁場(chǎng)屏蔽,10/3/2020,（1）輻射屏蔽 雷擊發(fā)生時(shí)，雷電流周圍產(chǎn)生幅值較大的電磁波。根據(jù)國(guó)外進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)表明：在非屏蔽的條件下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.07GS時(shí),計(jì)算機(jī)出現(xiàn)誤動(dòng)作。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.96GS時(shí)，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)假性損壞。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.4GS時(shí)，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)永久性損壞。 為了降低雷擊時(shí)計(jì)算機(jī)失效和內(nèi)部元器件損壞的概率，通常將計(jì)算機(jī)的金屬外殼可靠地接地。對(duì)于其它精密電子設(shè)備也應(yīng)采取同樣的措施。另外，為了防止電源線、通訊信號(hào)線感應(yīng)的過(guò)電壓對(duì)設(shè)備造成損壞，應(yīng)采用屏

5、蔽線纜，屏蔽層應(yīng)有效地接地。,10/3/2020,（2）建筑物屏蔽 將建筑物墻壁中的結(jié)構(gòu)鋼筋在相交處電氣連接，并與金屬門窗連接，形成一個(gè)屏蔽籠。屋面部分利用建筑物的板筋連接成屏蔽網(wǎng)格，網(wǎng)格尺寸要小，并且可靠地接地。主要用來(lái)屏蔽穿過(guò)屋面的雷電電磁波。,10/3/2020,4、接地 （1）一點(diǎn)接地 （2）多點(diǎn)接地 （3）建筑基礎(chǔ)接地 注：信號(hào)接地方式,10/3/2020,雷電防護(hù)中的接地是指防雷裝置及其電子設(shè)備的金屬外殼通過(guò)引下線與大地相接。在發(fā)生雷擊時(shí)，強(qiáng)大的雷電流流過(guò)建筑物的接地系統(tǒng)將引起暫態(tài)電位抬高，這樣電子設(shè)備的外殼上瞬間產(chǎn)生較高的電位，對(duì)設(shè)備的工作穩(wěn)定性造成影響。如果在一個(gè)建筑內(nèi)設(shè)有幾個(gè)

6、接地，由于地電位的不同，在地之間也會(huì)形成地電流或地之間的反擊。防雷工程設(shè)計(jì)中接地主要從以下幾點(diǎn)考慮：,10/3/2020,建筑物內(nèi)的電子設(shè)備單獨(dú)接地，即電子設(shè)備的接地連線引到建筑物外的單獨(dú)地網(wǎng)上。當(dāng)建筑物遭受雷擊時(shí)，建筑物的地電位抬高。電子設(shè)備的地處于低電位，這樣易對(duì)設(shè)備造成擊穿放電，對(duì)設(shè)備造成損壞。通常在電子設(shè)備的接地引入戶處用一個(gè)低壓電涌保護(hù)器或放電間隙與建筑物的總接地網(wǎng)連接，當(dāng)建筑物遭受雷擊時(shí)，其地電位抬高導(dǎo)致電涌保護(hù)器或放電間隙放電，從而使電子設(shè)備的接地與建筑物接地達(dá)到大致相同的電位水平，稱之為暫態(tài)共地。,10/3/2020,5、均壓 高層建筑均壓環(huán)設(shè)計(jì) 雷電流的分流系數(shù),10/3/2

7、020,均壓也稱為均衡連接或等電位連接。接閃裝置遭受雷擊時(shí)，接地引下線上有較大的雷電流流過(guò)，由于引下線的分布電感和內(nèi)阻，結(jié)果導(dǎo)致引下線上產(chǎn)生很高的電位。這個(gè)很高的電位會(huì)對(duì)周圍未接地的金屬導(dǎo)體或其它物體發(fā)生二次閃擊，使其電位升高，對(duì)附近的人員或設(shè)備造成危害。,10/3/2020,防雷工程設(shè)計(jì)中為了減少二次閃擊造成的危害，采用均壓環(huán)，將建筑物內(nèi)的金屬導(dǎo)體（含建筑物的金屬門窗）相互連接起來(lái)，并且與接地裝置相連接，構(gòu)成一個(gè)等電位體。均壓帶應(yīng)盡可能的短，截面大主要用來(lái)保證內(nèi)阻小和通流容量大，并保持直線連接狀態(tài)，避免出現(xiàn)彎曲，彎曲后會(huì)增加分布電感值。保證各導(dǎo)體之間存在的電位差盡可能的小。,10/3/202

8、0,6、合理布線 標(biāo)準(zhǔn)：EIA/TLA568B ISO/IEC11801 GBT/T50311-2000,10/3/2020,合理布線一方面指現(xiàn)代化智能建筑內(nèi)的通信系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合布線技術(shù)。另一方面指在雷電防護(hù)中，合理的布線減少雷電波對(duì)建筑內(nèi)的設(shè)備或物體造成的影響。雷電防護(hù)中，導(dǎo)線產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在導(dǎo)線的分布電感。當(dāng)導(dǎo)線中有暫態(tài)雷電流流過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，它的大小為分布電感值與電流變化率的乘積。如果導(dǎo)線是一個(gè)開口或閉合環(huán)路，在雷電磁波的作用下，也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)或感應(yīng)電流。減少導(dǎo)線分布電感的方法主要有以下幾種： (1)連接導(dǎo)線的長(zhǎng)度要短，截面要大。 (2)減少連接導(dǎo)線形成回路的面積。 (3)采用多條并聯(lián)泄放暫態(tài)雷電流的路徑。,10/3/2020,四、防雷