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| 浅谈现代防雷 | |
| 作者:本站收集 论文来源:相关网站 点击数: 更新时间:2006-9-9 【VIVI收藏】 摘要:江南建筑>浅谈现代防雷 | |
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近年来国际电工委员会(IEC)将雷电灾害称为“信息时代的公害”。雷电灾害是十种最严重的自然灾害之一。全球每天约发生800万次雷电,每年因雷击造成的人员伤亡、财产损失不计其数。导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故频繁发生。从卫星、通信、导航、计算机网络系统、通信指挥系统和有室外天馈设备的系统更是雷电的重灾区。从某种意义上说,科技越发达,雷击对人类的危害就越大。 (一)现代防雷的重要性 1、国外情况:据美国国家雷电安全研究所关于雷电所造成的经济影响的一份调查报告表明,美国每年因雷击造成的损失约50~60亿美元。每年因雷击造成的火灾3万多起,50%野外火灾与雷电有关;30%的电力事故与雷电有关;有4/5石油产品储存和储藏罐事故是由雷击引起的;由于雷电和操作过电压造成物理装置的损失约占80%。据德国一保险公司1997年对8722件案例损坏原因的分析,雷电及操作过电压占31.66%。 2、我国情况:我国也是雷暴活动十分频繁,受灾率高,造成的灾害十分严重。据中国气象局政策法规司副司长刘宪华介绍,全国有21 个省、区、市雷暴日在50天以上,最多的可达134天。雷暴给人们生活带来了极大的安全隐患。 据不完全统计,我国每年因雷击造成人员伤亡达3000~4000人,财产损失50~100亿元人民币。近年来,随着社会经济发展和现代化水平的提高,特别是信息技术的快速发展,城市建设高层建筑物日益增多,雷电灾害程度和造成的经济损失及社会影响也越来越大。据广东省统计,在1996~1999年的四年间,全省发生雷击事故6143起,伤亡699人,直接经济损失达15亿元。损失是“触目惊心”的。 3、电子信息系统受损比重急剧增加:电气和电子技术是现代物质文明的基础,其迅猛发展促进了生产力的发展,加速了社会繁荣与进步的进程,同时不知不觉地麻烦也应运而生,各类电磁干扰越来越严重。一方面,电气和电子设备的广泛应用造成了严重的环境电磁噪声干扰。另一方面,电子技术正向高频率、高速度、微型化、网络化和智能化方向发展。电磁干扰,特别是雷电电磁脉冲干扰对这些设备和系统的影响越来越突出,对这些设备力系统造成的失效与损坏事故的发生率逐年增高。第三,随着城市建筑物的增高,收发雷电的几率也增大。一个雷电的电磁可影响几公里范围的电子设备,这也使电子设备受损的几率增大。因此,信息时代的到来,已使雷电电磁脉冲的防护成为当务之急。 (二)现代综合防雷的主要技术措施。 1、拦截——信息防雷的第一道防线是拦截直击雷。最经济、最有效的方法仍然是避雷针(避雷带、避雷网)法。尽管避雷针对于电子信息设备有很多负作用,对其应抱趋利避害、积极、稳妥的态度,采取有效的技术措施予以抑制。 2、屏蔽——屏蔽是防止任何形式电磁干扰的基本手段之一。屏蔽的目的,一是限制某一区域内部的电磁能量向外传播,二是防止或降低外界电磁辐射能量向被保护的空间传播。屏蔽一般分为电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽几种。 (A、静电屏蔽(电场屏蔽):是为了消除和抑制静电电场的干扰。 B、磁场屏蔽:是为了消除或抑制由磁场耦合引起的干扰。磁场屏蔽又分为低频屏蔽和高频磁屏蔽两种情况。C、电磁场屏蔽:一般在远离干扰源的空间单纯的电场或磁场是少见的,干扰是以电场、磁场同时存在的高频电磁场辐射的形式发生的。雷电电磁脉冲在远场条件下可看作平面电磁场传播。因此,应同时考虑电场和磁场的屏蔽。D、信号传输电缆的全屏蔽 电缆的屏蔽是一项很重要的技术措施,它要求对机房内、外所有架空、埋地的电缆都用金属层屏蔽起来,以防雷电电磁脉冲的干扰,这称作全屏蔽。当全屏蔽电缆接触或穿过另一金属部分时,还要采用中间接地点。因此,全屏蔽电缆要求多点接地。) 3、均压——均压也称电位均衡连接(简称等电位连接)。就是把所有导体相互作良好的导电性连接,并与接地系统连通。其中非带电导体直接用导线连接,带电导体通过避雷器连接。其本质是由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线、等电位连接器(即避雷器、地线隔离器)和所有导体组成一个电位补偿系统。其作用,一是为雷电流提供低阻抗的连续通道,使其迅速导入大地泄放。二是使系统各部分不产生足以致损的电位差。即在瞬态现象存在的极短时间里,通过这个 电位补偿系统可以迅速地在被保护系统所处区域内的所有导电部件之间建立起五个等电位区域。这个区域相对于外界可能存在着数十千伏的电位差。重要的是在需要保护的系统所处区域内部,所有导电部件之间不能存在显著的电位差,从而达到保护设备和人身安全的目的。 4、分流—— 分流是将雷电流能量向大地泄放过程中应符合层次性原则。层次性就是按照所划分的防雷保护区对雷电能量分级泻放。尽可能多、尽可能将多余能量在引入信息系统之前泄放入地。 ( A、前级评估模式 用于评估LPZ0B区与LPZ1区交界处的雷电流分配情况。该级的雷电流用10/350波形表示。B、后续评估模式 用于评估LPZ1区以后各级保护区交界处的雷电流分配情况。由于用户侧绝缘阻抗远大于避雷器放电支路处外线路的阻抗,进入后续防雷区的雷电流将减少。该区域的雷电流用8/20μs波形表示。) 5、接地——接地是分流和泻放直击雷和雷电电磁干扰能量的最有效的手段之一,也是电位均衡补偿系统基础。目的是使雷电流通过低阻抗接地系统向大地泄放,从而保护建筑物、人员和设备的安全。没有良好的接地系统或者接地不良的避雷设施会成为引雷入室的祸患;避雷装置接地不好,还提供了雷电电磁脉冲对电气和电子设备产生电感性、电容性耦合干扰的机会。 (三)现代防雷的法制性。 现在在国内不仅社会民众的防雷意识在逐步提高,各级人民政府也在实践事例中寻求着减灾防难的方法,先后出台了多套有关防雷减灾的法例法规,为规范建筑防雷、设备防雷、公众防雷,提出了科学明确的指引,为防止防雷豆腐渣工程,防止防雷设施的先天不足,保障人民生命财产的安全进行了法制性的规范。 展望未来,我们不能仅仅停留在富兰克林的年代,我们的防雷更应该紧切实际,力图在科学领域再下一城。以更科学、更严谨的态度服务社会,造福人类。 |
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