防雷

防雷

防止雷電對設備造成損害的防護技術
防雷,簡單的說就是對建築物用避雷針(網、線、帶)和一些建築物自身的金屬物,來作為接閃體,以避免建築物本身遭受到直接雷擊的損壞。[1]交流電源防雷模塊适用于配電室、配電櫃、開關櫃、交直流配電屏、通信、電子、電力、網絡、能源、鐵路、公路等系統的電源保護;建築物内有室外輸入的配電箱、建築物層配電箱;用于低壓(220/380VAC)工業電網和民用電網;·信号防雷器用于線路侵入的過電壓保護;避雷針用于直擊雷防護;在電力系統中,主要用于自動化機房、變電站主控制室電源屏内三相電源輸入或輸出端。
    中文名:防雷 外文名:anti-thunder 定義: 适用:通信基站、4G基站、防雷地網改造 原理:通過組成攔截 分類:接地體和接地線

發展

據《中國防雷行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告前瞻》數據顯示,由中國科學院研究員、國際宇航科學院院士在國際上首次提出了通過消除雷擊危險性,使保護目标不再遭受雷擊的新一代避雷技術,稱為“智能避雷技術”。以原中國科學院空間中心電學組專家團隊,經過十多年的潛心研究開發,從理論分析、模拟計算、實驗測試、模型實驗、工程實用化研究、外場實驗等各個角度和方法的研究,都證明了這一技術的合理性和可行性。期間經多次大小各類專家會議的評審鑒定,得到充分肯定,被譽為“21世紀防雷事業的曙光”。

2002年聯合國發明協會評選全世界的發明創造。智能避雷技術獲得金獎的同時,榮獲我國唯一的一項特别金獎,被聯合國國際專家組譽為“人類生存和保障的最佳發明”。

通過了國家氣象局測試中心的檢測。通過了國軍标要求的溫度、震動、沖擊、和電磁兼容的測試。列入了國家火炬計劃。獲得了環保認證。企業标準獲得了質監局的登記備案。獲得了中國專利證書。獲得了美國專利證書。申報了國際專利,并申報了美、日、德、英、意、西班牙、俄等國專利。

智能避雷技術是目前為止國際上唯一可以把雷害拒之于門外,為現代化和信息化保駕護航的環保類新型避雷技術。它不僅能夠彌補傳統避雷方式不能保護信息裝備的不足,而且由于其不靠接地,所以特别适用于高山雷達站等接地困難的場所,以及車輛、艦船、飛機、導彈等不能接地的移動目标。該項目的實施不僅對提高我國軍隊戰鬥力具有重要意義,而且有望列入國際标準,成為繼福蘭克林之後的第二個通行防雷方法,實現人類避雷技術史上的革新。

系統

防雷,是一個系統的工程,主要包含:

1、直擊雷防護(接閃器、引下線、接地裝置);

2、感應雷防護(電源防雷器、信号防雷器等)

3、接地裝置(垂直接地體、水平接地體);

4、等電位連接(電氣設備,金屬外殼,彙流排,接地母線等可靠連接);

5、電磁屏蔽(套金屬屏蔽管);

6、合理布線(電源線路和信号線路分離敷設等)。

工程

防雷工程即指因防雷需要而涉及到的所有工程。

防雷工程包括:外部防雷和内部防雷。

外部防雷通俗的講,即防直擊雷;内部防雷指防感應雷。

外部防雷最直接的目的即保護人生安全,内部防雷則是保護設備不受雷擊。

裝置

防雷設備從類型上看大體可以分為:電源防雷器、電源保護插座、天饋線保護器、信号防雷器、防雷測試工具、測量和控制系統防雷器、地極保護器。一套完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。

上述的針、線、網、帶都隻是接閃器,而避雷器是一種專門的防雷裝置。接閃器、引下線、接地裝置、電湧保護器及其他連接導體的總和。

接閃器

避雷針、避雷線、避雷網和避雷帶都是接閃器,它們都是利用其高出被保護物的突出地位,把雷電引向自身,然後通過引下線和接地裝置,把雷電流洩入大地,以此保護被保護物免受雷擊。接閃器所用材料應能滿足機械強度和耐腐蝕的要求,還應有足夠的熱穩定性,以能承受雷電流的熱破壞作用。

避雷器

避雷器的作用是用來保護電力系統中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫态過電壓沖擊而損壞的一個電器。避雷器的類型主要有保護間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。保護間隙主要用于限制大氣過電壓,一般用于配電系統、線路和變電所進線段保護。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發電廠的保護,在500KV及以下系統主要用于限制大氣過電壓,在超高壓系統中還将用來限制内過電壓或作内過電壓的後備保護避雷器并聯在被保護設備或設施上,正常時裝置與地絕緣,當出現雷擊過電壓時,裝置與地由絕緣變成導通,并擊穿放電,将雷電流或過電壓引入大地,起到保護作用。

過電壓終止後,避雷器迅速恢複不通狀态,恢複正常工作。避雷器主要用來保護電力設備和電力線路,也用作防止高電壓侵入室内的安全措施。避雷器有保護間隙、管型避雷器和閥型避雷器和氧化鋅避雷器。

引下線

防雷裝置的引下線應滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩定的要求。

接地裝置

接地裝置是防雷裝置的重要組成部分。接地裝置向大地洩放雷電流,限制防雷裝置對地電壓不緻過高。除獨立避雷針外,在接地電阻滿足要求的前提下,防雷接地裝置可以和其他接地裝置共用。為所雷電流迅速導入大地以防雷止雷害為目的的接地叫做防雷接地。

防接地裝置包括以下部分:

1、雷電接受裝置:直接或間接接受雷電的金屬杆(接閃器),如避雷針、避雷帶(網)、架空地線及避雷器等。

2、接地線(引下線):雷電接受裝置與接地裝置連接用的金屬導體。

3、接地裝置:接地線和接地體的總和。

測量和控制裝置

測量和控制裝置有着廣泛的應用,例如生産廠、建築物管理、供暖系統、報警裝置等。由于雷電或其他原因造成的過電壓不僅會對控制系統造成危害,而且對昂貴的轉換器、傳感器也會造成危害。控制系統的故障通常會導緻産品損失和對生産的影響。測量和控制單元通常比電源系統對浪湧過電壓的反應更加敏感。

電源防雷器

電源防雷器是防止雷電和其他内部過電壓侵入設備造成損壞,從室外防雷與線路防雷相結合的綜合防雷方案,介紹了外部避雷和内部避雷、保護區、防雷等電位連接等概念。分析了電源防雷工作原理。采用電源防雷能在最短時間内釋放電路上因雷擊感應而産生的大量脈沖能量短路洩放到大地,降低設備各接口間的電位差,從而保護電路上的設備。電源防雷器分為B、C、D三級。依據IEC(國際電工委員會)标準的分區防雷、多級保護的理論,B級防雷屬于第一級防雷器,可應用于建築物内的主配電櫃上;C級屬第二級防雷器,應用于建築物的分路配電櫃中;D級屬第三級防雷器,應用于重要設備的前端,對設備進行精細保護。

正确安裝電源防雷器,設備因雷擊導緻電源損壞的機會,可以減少到接近零,即可免除更換設備之費用,保障系統不間斷連續運行。并可減少建築物因雷擊所引起的電源火警機會,确保人身及其他财産的安全。

信号防雷器

信号防雷器在産品的設計上,依據IEC 61644的要求,分為B、C、F三級。B級(Base protection)基本保護級(粗保護級),C級(Combination protection)綜合保護級,F級(Medium&fine protection)中等&精細保護級。專業用于網絡、通訊、光纜、廣播、電視、監控、視頻等設備的雷電保護設備。

視頻防雷器

也稱同軸電纜電湧保護器,阻抗有兩種,一種是75歐姆,一種是50歐姆。其中50歐姆的用于有線電視的室外電纜傳輸保護,75歐姆的用于視頻傳輸,比如閉路電視監控系統傳輸,俗稱:視頻防雷器。視頻防雷器安裝于視頻傳輸線的兩段(前後端),可以有效保護攝像機、球機、矩陣、數字錄像機、監視器不受雷電的破壞。視頻防雷器完整的内部結構一般可分為三部分:放電部分、穩流部分、穩壓部分;性能好的視頻防雷器裡面還添加了可提高信号防雷器傳輸頻率的電路,以減少因接口等處的損耗。

防雷接地裝置

接地裝置是防雷裝置的重要組成部分。接地裝置向大地洩放雷電流,限制防雷裝置對地電壓不緻過高。除獨立避雷針外,在接地電阻滿足要求的前提下,防雷接地裝置可以和其他接地裝置共用。為所雷電流迅速導入大地以防雷止雷害為目的的接地叫做防雷接地。

防接地裝置包括以下部分:

1、雷電接受裝置:直接或間接接受雷電的金屬杆(接閃器),如避雷針、避雷帶(網)、架空地線及避雷器等。

2、接地線(引下線):雷電接受裝置與接地裝置連接用的金屬導體。

3、接地裝置:接地線和接地體的總和。

測量和控制裝置

測量和控制裝置有着廣泛的應用,例如生産廠、建築物管理、供暖系統、報警裝置等。由于雷電或其他原因造成的過電壓不僅會對控制系統造成危害,而且對昂貴的轉換器、傳感器也會造成危害。控制系統的故障通常會導緻産品損失和對生産的影響。測量和控制單元通常比電源系統對浪湧過電壓的反應更加敏感。

保護

1、有條件的情況下,應在電源入戶處安裝電源避雷器,并在有線電視天線、電話機、傳真機、電腦MODEN調制解調器入口處、衛星電視電纜接口處安裝信号避雷器。但是安裝時要有好的接地線,同時做好接地網

2、每天收聽氣象預報,得知當天有雷暴時應在上班前将家用電器的電源插頭、信号插頭拔掉,并且出門時不要忘記關門窗,以防止滾球雷的侵入。

規範

1、防雷規範

GB50057 建築物防雷設計規範

GB50343 建築物電子信息系統防雷設計規範

2、防雷資質

防雷工程專業施工資質(甲級、乙級、丙級)

防雷工程專業設計資質(甲級、乙級、丙級)

标準

防雷器的常見執行标準(各國要求不一樣):IEC61643-1、GB18802.1-2002、UL1283Filter、UL1449.2nd.Edition

中國現在防雷系統現在實施的是中華人民共和國建設部2004年3月1日制定的:GB50343—2004《建築物電子信息系統防雷技術規範》和中華人民共和國建設部2000年10月1号制定的:GB50057—94《建築物設計防雷規範》。

目前市面上比較常見的防雷器有:ERICO OBO DEHN等。

發展

由中國科學院研究員、國際宇航科學院院士在國際上首次提出了通過消除雷擊危險性,使保護目标不再遭受雷擊的新一代避雷技術,稱為“智能避雷技術”。以原中國科學院空間中心電學組專家團隊,經過十多年的潛心研究開發,從理論分析、模拟計算、實驗測試、模型實驗、工程實用化研究、外場實驗等各個角度和方法的研究,都證明了這一技術的合理性和可行性。期間經多次大小各類專家會議的評審鑒定,得到充分肯定,被譽為“21世紀防雷事業的曙光”。

2002年聯合國發明協會評選全世界的發明創造。智能避雷技術獲得金獎的同時,榮獲我國唯一的一項特别金獎,被聯合國國際專家組譽為“人類生存和保障的最佳發明”。

通過了國家氣象局測試中心的檢測。通過了國軍标要求的溫度、震動、沖擊、和電磁兼容的測試。列入了國家火炬計劃。獲得了環保認證。企業标準獲得了質監局的登記備案。獲得了中國專利證書。獲得了美國專利證書。申報了國際專利,并申報了美、日、德、英、意、西班牙、俄等國專利。

智能避雷技術是目前為止國際上唯一可以把雷害拒之于門外,為現代化和信息化保駕護航的環保類新型避雷技術。它不僅能夠彌補傳統避雷方式不能保護信息裝備的不足,而且由于其不靠接地,所以特别适用于高山雷達站等接地困難的場所,以及車輛、艦船、飛機、導彈等不能接地的移動目标。該項目的實施不僅對提高我國軍隊戰鬥力具有重要意義,而且有望列入國際标準,成為繼福蘭克林之後的第二個通行防雷方法,實現人類避雷技術史上的革新。

提示

1、應該留在室内,并關好門窗;在室外工作的人應躲入建築物内。

2、不宜使用無防雷措施或防雷措施不足的電視、音響等電器,不宜使用水龍頭。

3、切勿接觸天線、水管、鐵絲網、金屬門窗、建築物外牆,遠離電線等帶電設備或其它類似金屬裝置。

4.、減少使用電話和手提電話。

5、切勿遊泳或從事其它水上運動,不宜進行室外球類運動,離開水面以及其它空曠場地,尋找地方躲避。

6、切勿站立于山頂、樓頂上或其他接近導電性高的物體。

7、切勿處理開口容器盛載的易燃物品。

8、在曠野無法躲入有防雷建設的建築物内時,應遠離樹木和桅杆。

9、在空曠場地不宜打傘,不宜把羽毛球、高爾夫球棍等扛在肩上。

10、不宜開摩托車、騎自行車。

11、在兩次雷擊之間一分鐘左右的間隙,應盡可能躲到能夠防護的地方去。不具備上述條件時,應立即雙膝下蹲,向前彎曲,雙手抱膝。

12、在野外也可以憑借較高大的樹木防雷,但千萬記住要離開樹幹、樹葉至少兩米的距離。依此類推,孤立的煙囪下、高大的金屬物體旁、電線杆下都不宜逗留。此外,站在屋檐下也是不安全的,最好馬上進入建築物内。

13、雷雨中若手中持有金屬雨傘、高爾夫球棍、斧頭等物,一定要扔掉或讓這些物體低于人體。還有一些所謂的絕緣體,像鋤頭等物,在雷雨天氣中其實并不絕緣。

14、雷雨時,室内開燈應避免站立在燈頭線下。

15、不宜使用淋浴器。因為水管與防雷接地相連,雷電流可通過水流傳導而緻人傷亡。

小常識

相信大家對打雷注意的要點都不陌生,但是在此還是要重提一遍的。

①在打雷下雨時,嚴禁在山頂或者高丘地帶停留,更要切忌繼續蹬往高處觀賞雨景,不能在大樹下、電線杆附近躲避,也不要行走或站立在空曠的田野裡,應盡快躲在低窪處,或盡可能找房層或幹燥的洞穴躲避。

②雷雨天氣時,不要用金屬柄雨傘,摘下金屬架眼鏡、手表、褲帶,若是騎車旅遊要盡快離開自行車,亦應遠離其它金屬制物體,以免産生導電而被雷電擊中。

③在雷雨天氣,不要去江、河、湖邊遊泳、劃船、垂釣等。

④在電閃雷鳴、風雨交加之時,若旅遊者在旅店休息,應立即關掉室内的電視機、收錄機、音響、空調機等電器,以避免産生導電。打雷時,在房間的正中央較為安全,切忌停留在電燈正下面,忌依靠在柱子、牆壁邊、門窗邊,以避免在打雷時産生感應電而緻意外。

雷電急救知識:當有人發生雷擊時間時,應當立即送往醫院,同時,對病人進行緊急搶救。主要是人工呼吸和胸外心髒按壓,另外也要做好保溫工作。如果病人有狂躁不安、痙攣抽搐等精神神志症狀時,應對其頭部進行冷敷。對電灼傷的局部,在急救條件下,隻需保持幹燥或包紮即可。

值得一提的是,很多人認為安裝了避雷針之後就可以保證不被雷擊中。這樣的觀念是不對的,即便安裝了避雷針,在雷雨天氣也應該快速拔掉所有電源插頭,空間電磁波會影響避雷針的效果。避雷針安裝也很有講究,安裝不規範反而有可能起到反效果。另外,根據對雷電事故的分析,發現空曠地、高大的樹木下、建築物頂端、靠近水源的地方發生雷擊事故的概率更高。

雷電預警和避雷常識:

雷電預警信号分三級,分别以黃色、橙色、紅色表示。黃色預警圖标:6小時内可能發生雷電活動,可能會造成雷電災害事故;橙色預警圖标:2小時内發生雷電活動的可能性很大,或者已經受雷電活動影響,且可能持續,出現雷災害事故的可能性比較大;紅色預警圖标:2小時内發生雷電活動的可能性非常大,或者已經有強烈的雷電活動發生,且可能持續,出現雷電災害事故的可能性非常大。

防雷安全技術

1)保護零線必須采用絕緣導線。配電裝置和電動機械相連接的PE線應為截面不小于2.5mlIf的絕緣多股銅線。手持電動工具的PE線應為截面不小于1.5m玉的絕緣多股銅線。

2)PE線上嚴禁裝設開關或熔斷器,嚴禁通過工作電流,且嚴禁斷線。

3)相線、N線、PE線的顔色标記必須符合以下規定:相線Ll(A)、L2(B)、L3(C)相序的絕緣顔色依次為黃、綠、紅色;N線的絕緣顔色為淡藍色;PE線的絕緣顔色為綠/黃雙色。任何情況下上述顔色标記嚴禁混用和互相代用。

4)當施工現場與外電線路共用同一供電系統時,電氣設備的接地、接零保護應與原系統保持一緻。不得一部分設備做保護接零,另一部分設備做保護接地。

5)采用TN系統做保護接零時,工作零線(N線)必須通過總漏電保護器,保護零線(PE線)必須由電源進線零線重複接地處或總漏電保護器電源側零線處,引出形成局部TN—S接零保護系統(圖2)。

6)在TN接零保護系統中,通過總漏電保護器的工作零線與保護零線之間不得再做電氣連接。

7)在TN接零保護系統中,PE零線應單獨敷設。重複接地線必須與PE線相連接,嚴禁與N線相連接。

8)使用一次側由50V以上電壓的接零保護系統供電,二次側為50V及以下電壓的安全隔離變壓器時,二次側不得接地,并應将二次線路用絕緣管保護或采用橡皮護套軟線。當采用普通隔離變壓器時,其二次側一端應接地,且變壓器正常不帶電的外露可導電部分應與一次回路保護零線相連接。以上變壓器尚應采取防直接接觸帶電體的保護措施

“簡易地網+隔離防護”

傳統的接地技術都是以降低接地網的接地電阻為目标,通過采用不同的接地網建築材料(鋼材、銅材、銅包鋼等材料)、采用降阻劑改善土壤電離度等方法來實現小的接地電阻的接地網。

遠征技術第一次提出了采用隔離的方法隔離雷電流以及其他幹擾源不侵入被保護設備和網絡,從而實現接地和工作的真正目标。

采用電子設備的方法隔離雷電流和其他幹擾源,傳統技術依靠接地電阻小來分流較大的電流分量,而遠征技術通過在被保護的設備的接地線路采用不同頻段的阻抗來實現電流的分配,從而實現分流,電子産品的阻抗提高較接地網降低接地電阻要簡單、經濟的多。

與傳統的技術解決手段相比,具有如下特點:

1、建立了新的接地系統模型,按接地的功能進行分組接地。采用“隔離式分組接地技術”的聯合接地系統,規範了接地方法,在工程實現上采用“接地分配箱”的方法,使今後的通信局站的設計、施工、維護更加規範、簡便,尤其是接地線的維護管理更加清晰,完全消除了原來的接線混亂狀态,既降低了雷擊故障概率、提高了網絡運行質量,同時又大幅度的降低了基站建設投資和維護費用,具有很顯著的可靠性指标和經濟性指标。

2、在新的接地系統模型上建立了電源、信号端口的雷電以及其他幹擾源的防護方法,明确端口隔離防護理念,找出設備雷擊損壞的最真實的原因,為選擇最佳的防護方法和設施提供理論依據,真正的提高網絡和設備的可靠性。該技術實現工作接地、保護接地和防雷接地完全隔離,不存在相互影響;有效防止了因為雷電流使地電位提高而造成的電力、電子(通信)設備系統工作接地和機殼的電位提高,保證了電力、電子(通信)網絡的正常工作和設備維護人員的安全。

3、該技術實現了聯合接地電阻的大小不再影響工作接地、保護接地的電位,從而使聯合接地電阻值可以放大,例如選擇一定的濾波器參數可以在聯合接地電阻為100歐姆(此指标為遠征的産品生産的基礎指标)的接地系統達到接地系統5歐姆的頻率效應水平和防護水平;因此,通信局站可以不需要原來要求的小的接地電阻值。

4、實現了接地系統不需要較大的第一次建設投資和今後的維護投資,也不需要使用降阻劑等化學品,提高了接地系統的使用壽命;實現了無源器件的使用,完全實現接地系統的免維護;實現了符合現代技術發展方向和相關行業技術。如《中國移動通信基站防雷系統管理規定》(2006年4月發)第4節第1條規定:“當基站的土壤電阻率大于1000Ω•m時,可不對基站的工頻接地電阻予以限制”;第4條規定:“要求不提倡使用降阻劑及高效接地棒之類的産品降低接地電阻”。

5、在實際的基站中往往土壤電阻率大的地方多在高山等環境惡劣處,傳統方法就是采用降阻劑及高效接地棒之類的産品降低接地電阻,如果在接地方法上遵守新規定就意味着該通信基站存在着很大的故障隐患。因此,這些接地技術新規定的補充和最佳防護措施;實現了從根本上解決電力、電子(通信)設備及網絡的瞬間中斷、退服、硬件設備損壞問題;适用面很廣泛,新建和改造等安裝極為簡便,填補了國内、國際的防護空白。

6、該技術已經商業化,在電力、通信等領域取得以下成果:

安裝和建設速度更快。電子設備實現了“工廠制造取代現場制造”,安裝方便可提高建設速度,加快投入産出,比如普通通信基站工程平均可以節約建設時間15—30天;

投資更省。減少規劃、設計、征地、補償、安裝、維護等一系列工序,節約大量的建設和維護投資,不需要改造和少維護至少可以減少30%;

防護效果更好。大幅度減少接地故障和雷擊災害,雷擊故障從5%-10%下降到1%以下,防護效果提高5—10倍;

更節能減排。減少鋼材銅材和化工材料的應用,減少土地占用。國内國際均采用傳統的接地方法,遠征是唯一一家采用創新的防護接地方法,為國家和社會創造環保節能的效益。

相關詞條

相關搜索

其它詞條