建筑物内低压电器设备防雷技术论文_梁著文,梁旗俊

建筑物内低压电器设备防雷技术论文_梁著文,梁旗俊

佛山市气象公共安全技术支持中心

摘要:本文简述了建筑物内低压电器设备受到雷击的原因与表现形式,并对防雷技术措施和注意问题进行了分析与探讨,以供同仁参考。

关键词:建筑物内;低压电器设备;雷击原因;表现形式;防雷措施;注意问题

一、前言

随着电子元件的集成化程度地不断提高,其耐受过流或过压能力也在不断降低,尤其是雷电带来的危害足以使信息系统的设备损坏,甚至使整个系统处于瘫 痪状态,因此,对于高层建筑物的防雷保护,如何降低或减少财产损失和人员伤 亡,做到安全可靠、技术先进、经济合理是摆在我们面前的一项重要任务。基于此,本文简述了建筑物内低压电器设备受到雷击的原因与表现形式,并对防雷技术措施和注意问题进行了分析与探讨,以供同仁参考。

二、建筑物内低压电器设备受到雷击的原因与表现形式

在日常生活当中,雷电天气下最常见的雷击形式主要有直雷和感应雷两种形式。直雷击是雷电通过建筑物的线路,到达电器设备再通到地下,在此过程中对电器设备造成损伤;而感应雷是雷电形成一个比较强大的磁场,磁场使导体产生电流,经过电器设备而使电器受到损伤。感应雷产生的机率要比直击雷机率大很多,对低电压电器设备的损伤程度也更为严重。所以我们在对建筑物进行防雷设计的时候,主要是针对感应雷做出措施,以防止在雷电天气对电器设备造成危害。在直击雷对电器设备造成损伤的形式方面,直击雷是雷电形成高压电流,通过电线进入低压电器,对电器造成损伤的形式。在感应雷对电器设备造成损伤的形式方面,感应雷电产生较高的电压和较强的电流,通过下面三种途径进入低压电器,对电器形成损伤:一是通过供电电源的线路进入:高压电线受到雷击,通过变压器的耦合作用进入低压电路,进而作为供压线路把电流输送给低压电器。二是通过建筑物内的计算机通信线路进入:这种形式又有三种情况,第一种情况是雷电击中地面突起物的时候,强大的电流通过周围的土壤传入到电缆当中,从而入侵供电线路。第二种情况是当带电的云层对地面放电的时候,在线路上感应出较强的电压,进而生产较强的电流通过输入电路传入电器设备。这种情况通常会对较大范围的建筑电路产生感应电流,从而对较多的电器设备产生损害,危害性比较大。第三种情况是当相连的多条线路中的一条线路受到雷击的时候,会波及相邻导线击坏线路中的低压电器。三是通过低电位反击电压电击低压电器:当雷击现象产生的时候,强大的电流入侵到大地里面,并且形成一个较强的电场,对经过其范围的物体放电,从而损害其范围内的低压电器。

三、建筑物内低压电器设备的防雷保护技术研究

(1)直击雷防护措施。为了防止直击雷的影响,建筑物上安装避雷带、避雷网以及避雷针的同时,要将避雷针安装在信号电缆上,一旦电缆被雷电击中可以通过避雷针对其进行保护。同时,由于直击雷击中防雷装置时,会出现较高的冲击电压,如果控制不当会出现雷电击穿导线的绝缘体,发生剧烈的放电,容易产生重大的安全事故,所以为了防止直击雷的影响,要确保接闪器、引下线、接地装置与邻近的导体之间有足够的安全距离。为了避免雷针、避雷线上落雷时造成向被保护的设备反击,在避雷针或雷电线上装设独立的接地装置时,应与被保护的设备保持一定距离,一般两者的空间距离不小于5m,地下距离不小于3m为宜。避雷针及其独立接地装置也不要设在人员常出入的地方,至少应离道路 3m,以保证人身安全。为避免避雷针落雷时造成雷电波沿着各类线路引入室内,要严禁将低压线、通信广播线等架设在避雷针、避雷线上或其构架上。另外,在建筑物外部敷设的避雷针上可以设置接闪器,就是将高处被保护的突出部分,在接闪器上引入雷电流,之后在引下线和接地装置的作用下将雷电流泻放进入大地,确保建筑物电气设备的安全。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果接闪器外部出现锈蚀, 应对其进行更换,避免降低防雷效果。

(2)雷电波侵入防护措施。雷电波的形成很多时候是由感应雷引起的。许多雷击事故表明,凡是有架空线进入室内的地方,遭受感应雷击的事故时有发生。 据有关资料介绍,一般架空低压 线路感应到的过电压可达100kV,通信线路为 40~60kV,这样高的电压对其线路本身的绝缘会造成破坏。如果传输至建筑物内,不仅对人有严重的伤害,而且也会发生火花,引燃可燃物酿成火灾。因此,必须在总电源进线(配电房)加装电源避雷器,有条件的最好分级加装、重点保护。另外,凡有架空线进入室内电器设备的导线,包括电话线、收音机天线、电视天线、 通信设备天线等,均应在其入口处安装通信或信号过电压保护器。上述所有的过电保护器(避雷器)的接地端要与建筑物的防雷接地装置直接进行电气连接,使之也成为等电位。

(3)雷击电磁脉冲防护措施。雷击电脉冲产生于雷云向大地放电,从而导致建筑物外墙上的金属部件产生于雷电相反的电荷,这些相反的电荷会顺着外部接地线进入到室内,并对电气设备放电, 容易导致电气设备出现失灵和永久损坏。 为了减少电子信息系统的雷电电磁脉冲损坏,需要确认雷电如何进入到电子信息系统,然后切断其进入到系统的通路,从而将雷电的脉冲封堵在建筑物的外围。具体防护为当雷电产生电磁脉冲,形成过电压后,用引下线引入到地下,设置隔离、 等电位、屏蔽、滤波、过电压保护、接地等手段有效避免室内建筑物受到雷电电磁脉冲的损害。

四、防雷施工中应注意的问题

(1)现代智能建筑内有多个弱电系统,对接地电阻的要求较高,要求≤O.5Q~1Q。有的建筑所处的位置地质条件较为恶劣,达不到设计要求的接地电阻值时则应围绕建筑物加设闭合环状的人工接地体,同时在接地体的周围回填低电阻率的土壤或采取其它降阻措施。

(2)采用导电性高、耐腐蚀的新型材料作接地体。钢材埋入土壤中易受氧化腐蚀,使用年限短,因此接地体应采用经热镀锌等防腐蚀处理的钢材或其它防腐接地材料,如铜、铝等有色金属复合接地材料或导电性、稳定性较好的非金属接地材料。其中,石墨接地体耐高温、化学稳定性好、导电及导热性高,它的降阻效果和同一尺寸的钢材接地体相同,完全可以取代钢材接地体,从而可以大量节约钢材或有色金属。

(3)避雷带是沿建筑物易受雷击的突出部位(如屋檐、女儿墙等处)装设的带形导体,其作用是接受雷电流,设计常采用镀锌圆钢。有的工程为美观把镀锌圆钢避雷带改为不锈钢管,应严格根据《建筑防雷设计规范》 的要求采用管壁厚度≥2.5mm的不锈钢管,对接部位应跨接处理以保证不锈钢管作为避雷带的接闪雷电流的能力。

(4)建筑物采用屋面避雷带(网)、利用建筑物柱和剪力墙内竖向钢筋作引下线及接地装置三部分联结成一个整体的钢筋大网笼就构成一个笼形避雷网,较好地取得均压和屏蔽的防雷效果。

五、结语

总之,我国经济在不断发展,人们的生活水平在日益提高,低电压电器的使用也越来越多。随之建筑物的防雷电要求也就越来越高,因此,在设计施工中除了严格遵守规范外。还应积极采用可靠的新技术,像未电离防雷装置放射性同位 素、高脉冲避雷针、激光防雷装置、半导体长针消雷器等新型防雷装置,保证建筑物内低压电器设备的安全使用,达到用电安全的目标。

参考文献

[1]李荣添.建筑物内电子电气设备的防雷设计[J].机电工程技术,2009, 38(7) : 68.

[2]石铁飞.建筑内电气设备的防雷措施研究[J].商品混凝土,2013(6): 47.

论文作者:梁著文,梁旗俊

论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期

论文发表时间:2019/7/2

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