主營:智能防雷系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用,防雷產(chǎn)品銷售,防雷工程施工
現(xiàn)代儀器設(shè)備具有電子化程度高、元器件集成度高、設(shè)備工作電壓低、耐過電壓能力差等特點,因此雷擊損壞的可能性也越來越高。本文主要針對精密儀器易受到雷擊的狀況,通過對雷電現(xiàn)象分析,進(jìn)而提出防雷措施,保證精密儀器正常使用。
直擊雷和雷電感應(yīng)是雷電災(zāi)害的兩種主要形式。直擊雷是帶電云層(雷云)與建筑物、其他物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象,并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機械力等一系列的破壞作用;雷電感應(yīng)是由雷閃電流產(chǎn)生的強大電磁場變化產(chǎn)生高電壓引起閃擊現(xiàn)象。形成雷電感應(yīng)電壓的幾率很高,對建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備,尤其低壓電子設(shè)備威脅巨大。直擊雷是帶電云層(雷云)與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象,并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機械力等一系列的破壞作用。
一、雷電防護(hù)概述
1.直擊雷
直擊雷主要對雷電會直接損害電氣設(shè)備和電子設(shè)備。數(shù)十乃至一、二百千安的雷電沖擊電流,具有巨大的電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)。雷電沖擊電流流過被擊物體形成幅值很高的沖擊電壓波,使電氣設(shè)備絕緣破壞;沖擊電流的電動力作用,使被擊物體炸裂;沖擊電流使導(dǎo)線等導(dǎo)線等金屬物體溫度突然升高,以致熔斷炸裂;沖擊熔斷破壞。
為了有效地防護(hù)雷電,保護(hù)生命財產(chǎn)安全,防雷電專家將建筑物分為三類, 并根據(jù)其防雷電安全的重要性人為地假設(shè)了滾球半徑。 當(dāng)根據(jù)滾球半徑法計算,保護(hù)的設(shè)備在避雷針范圍之外,遭受雷擊的風(fēng)險比較大。
2.感應(yīng)雷
感應(yīng)雷是在帶電積云接近地面時,由于單一雷云帶電的單極性,總是會在附近的金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出大量的反極性束縛電荷。而金屬導(dǎo)體遠(yuǎn)離帶電積云端會相應(yīng)產(chǎn)生與雷電同級性的電荷,從而在金屬導(dǎo)體與雷云之間,以及金屬導(dǎo)體自身產(chǎn)生出很高的靜電電壓(感應(yīng)電壓),其電壓幅值可達(dá)到幾萬到幾十萬伏。這種過電壓往往會造成建筑物內(nèi)的導(dǎo)線、接地不良的金屬物導(dǎo)體和大型的金屬設(shè)備放電而引起電火花,從而容易引起電擊、火災(zāi)、爆炸,危及人身安全或?qū)╇娤到y(tǒng)造成危害。
感應(yīng)雷防護(hù)一般分為電源防護(hù)和信號防護(hù),電源分類為電源一級,電源二級,電源三級防雷。通過電源一級防雷保護(hù)供電設(shè)備配電箱,通過二級防雷器安裝在設(shè)備前端的供電系統(tǒng)。本設(shè)備不需要電源三級防雷。信號防雷主要以電源信號網(wǎng)絡(luò)二合一為主,保護(hù)攝像設(shè)備和測量設(shè)備。
二、設(shè)備現(xiàn)狀
設(shè)計要求:設(shè)備接地電阻不大于1歐姆,避雷塔接地不大于10歐姆。
三、防雷接地方案
1、現(xiàn)場勘查
經(jīng)技術(shù)人員現(xiàn)場勘驗,基本情況如下:
現(xiàn)場位于福建福鼎市沙埕鎮(zhèn)的一座山頂,臨近海邊,雷雨天氣較多,易遭受雷擊。
現(xiàn)場分設(shè)備接地和避雷針接地兩部分。設(shè)備天線安裝于平臺上面,供電系統(tǒng)在平臺下面的室內(nèi)。平臺四周有四座高度45米的四角避雷塔防護(hù)。室內(nèi)接地與避雷塔接地在同一場地,且距離較近。室內(nèi)設(shè)備部分電源模塊經(jīng)常遭受損壞。
2、原因分析
通過現(xiàn)場勘察和測試,避雷針接地不大于10歐姆,符合規(guī)范設(shè)計要求。設(shè)備接地大于1歐姆,且避雷針和設(shè)備接地較近,因此會出現(xiàn)地電位反擊現(xiàn)象。
注釋:地電位反擊通常是指:建筑物的外部防雷系統(tǒng)(如避雷針、避雷網(wǎng)等)遭受直接雷擊,則在接地電阻的兩端產(chǎn)生危險的過電壓,此過電壓由設(shè)備的接地線、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系統(tǒng)或其他自然接閃物(各種管道、電纜屏蔽管等)引入設(shè)備,造成設(shè)備的損壞的現(xiàn)象。
地電位的反擊通常存在兩種形式:
A、雷電流流入大地時,由于接地電阻的存在,產(chǎn)生較大的壓降,使地電位抬高,反向擊穿設(shè)備;
B、兩個地網(wǎng)之間,由于沒有離開足夠的安全距離,其中一個地網(wǎng)接受了雷電流,產(chǎn)生高電位,則向沒有接受雷擊的地網(wǎng)產(chǎn)生反擊,使得該接地系統(tǒng)上帶有危險的電壓。
3.解決方法
3.1 將室內(nèi)設(shè)備原有接地斷開,重新做獨立接地網(wǎng),并與避雷針接地保持安全距離,不小于3米。接地電阻不大于1歐姆。
3.2 將平臺上信號收發(fā)器金屬外殼接地與平臺接地斷開,用不小于BVR6m2的銅軟線與設(shè)備接地扁鐵連接。
3.3 在設(shè)備接地和避雷針接地處安裝雷電計數(shù)器,可觀測雷電流通過情況。
4.施工方法
4.1 接地材料選用
本次接地采用燒制型石墨復(fù)合接地體、高效物理降阻劑、接地銅包鋼,熱鍍鋅扁鐵。
4.2 現(xiàn)場可供敷設(shè)地網(wǎng)面積有限,接地電阻要求比較高,在仔細(xì)分析該站地質(zhì)、環(huán)境、接地需求等條件的基礎(chǔ)上,我們整理出如下解決思路:
根據(jù)基礎(chǔ)建設(shè)平面圖可知,設(shè)備接地網(wǎng)不宜和避雷塔接地網(wǎng)距離太近,考慮地網(wǎng)距離避雷塔基礎(chǔ)不小于3米的距離,根據(jù)地形做宜個閉合地網(wǎng),并通過地線鏈接。
接地網(wǎng)采用水平地網(wǎng)和垂直地網(wǎng)并聯(lián)使用的方式。
4.3 施工工藝流程
施工準(zhǔn)備—測量放樣—地溝開挖—驗收—接地材料安裝 (防腐處理)—灌注降阻劑—接地極電阻測量-地溝回填-測試驗收