摘要:在当前的技术水平之下,虽然能有效避免建筑物遭到雷击,但是仍有雷电对建筑物内部设备造成严重影响的案例发生。这也从侧面反映了我国当前对于建筑物内弱电设备防雷电危害和保护的问题缺乏足够的重视。现在建筑物上普遍都装配了避雷针等设施,但是对于建筑物内的弱电设备却几乎没有任何的防雷技术处理,这也是相关事故屡屡发生的重要原因。前人虽然对建筑物防雷的研究较多,但是对于弱电设备防雷保护的研究还远远不够,因此,这一问题具有重要的研究价值。文章结合实际问题,从具体出发,探寻相应的解决方式,提出自己的一些见解。
关键词:弱电设备;雷电;保护策略
引言
雷击是自然界一种常见的自然现象,雷电放电会产生巨大的能量,具有强大的破坏能力,近年来,国内外弱电设备遭受雷电袭击而导致损失重大的事件屡见不鲜,尤其是电力系统的变电站微波塔遭受雷击袭击后,导致远动设备、保护装置、通讯设备大量受损的事故时有发生,不仅给企业带来了巨大的经济损失,而且严重威胁到了人们的生命财产安全。
1弱电设备的雷电危害
众所周知,雷电会造成多种形式的危害,而且,由于雷电的形式不同,也将会给不同类型的弱电设备造成危害,甚至是损毁,从而造成大量的资源浪费,因此,必须做好弱电设备的防雷保护工作,才能有效地减少雷电的影响。一般情况下,雷击的危害主要分为感应雷、直接雷、球形雷等几种,其中感应雷主要是雷电在雷云对地放电或雷云之间放电,如果附近有埋地电力线、传输信号线路、设备之间的连接线等,将会产生电磁感应,并且这些电磁感应电流将会入侵设备,不仅会造成设备之间的连接线损坏,甚至会破坏设备,这类问题多发生在雷击电流较高的情况下。另外,直接雷所带来的危害主要指的是雷电直接击在物体的身上,并因热效应、电效应、机械效应等因素而导致物体损坏,或是生命体的伤亡。
2弱电设备雷害的保护策略
2.1弱电设备的内部防护
2.1.1电源系统防雷措施
雷电会产生非常大的过电流与过电压,电力设备无法进行一次性的泄流和限压,所以设备的电源系统就必须采取多重的防雷保护措施,至少要采取泄流与限压前后两级的保护措施。目前我国运行的《计算机信息系统防雷技术要求》规定,电源系统要采取三级的雷电防护,即:在建筑物的总配电装置上,高电压一侧安装通容量较大的防雷装置,以此作为一级保护;低电压的一侧安装阀门式的防雷装置,以此作为二级保护,三级保护则是在楼层的配电箱中安装电源避雷箱。而在一些重要的场合则要相对的多安装一些避雷措施。例如在UPS电源输出端上,安装防雷器,重要电源的输入端也安装电源终端防雷器等等。通过在多级电源上安装防雷措施,将雷击时产生的过电流彻底泄放、过电压彻底限制,从而防止雷电窜入计算机网络,起到保护设备的目的。
2.1.2信号系统防雷措施
针对这一保护措施,应该根据实际情况进行不同保护措施的采用。进行弱电设备信号保护时,应该分为几个不同的阶段,以保证弱电设备的正常运行。由于不同时节对于弱电设备的影响不同,所以工作人员应该要注意到:春冬时,在弱电设备运行时可能会被灰尘和大雪覆盖,对于弱电设备的信号影响较大。所以在这两个季节应该着重进行清理、维护工作。只有对弱电设备进行及时有效的检查、修复,才能保证弱电设备的质量和正常运行。
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2.1.3定期检测措施
即使以上的防雷措施都相继做好,也并不代表整个电力系统就做到了完善的防雷措施,可以高枕无忧。定期进行系统的防雷检查是后期工作中必不可少的环节。每年的雷雨季节到来之前,都要委托当地的防雷中心对设备的防雷措施进行一次彻底的检测,并在雷雨季节期间加强设备的外观巡查,着重检查防雷设施的指示标志,及时发现问题并及时解决。
2.2弱电设备雷害的外部防护
对弱电设备雷害进行外部防护时,采用最多的方法是在设备建筑物本体处安装一些像屏蔽网、避雷针以及法拉第笼等防雷装置。建筑物中存在一些金属部件,所以必要时可以充分发挥该部件作用,将其改造成一个法拉第笼,可以起到良好效果。但如果在遥控、小功率信号以及低电压逻辑系统中依旧采取此方法并不妥当,其防治力度远远不足。针对这种情况,可以在建筑物中安装屏蔽网,首先应该保证处于建筑物屋面中的网格结构要小于5m见方;其次要对网格结构进行等电位连接工作,平衡各点电位,如此才能避免因电位差造成的设备损坏。本质上看,法拉第笼和屏蔽网工作原理是相同的。
另外,避雷针也是一种常见的防雷装置,它不仅安装方便,维修简单,而且防雷效果也是比较理想的,在不同的设备和建筑领域中被广泛的应用开来。当遭遇雷雨天气时,带电云层就会聚集在装有弱电设备的建筑物上面,避雷针和建筑物顶部就会产生大量的感应电荷,根据尖端放电原理,避雷针针头处聚焦的电荷最集中,也是最多的一处,这样一来,带电的云层与避雷针这两个带有电荷的部分,就构成了一个巨大的电容器的两级。再加上避雷针自尖端针头较尖,进而缩短了其和云层之间的面积,这样的结果就是使得这个巨大的电容器所能容纳的电荷也随之很小。
2.3保护技术
在对弱电设备的保护的处理上,首先应该认识到,在建筑物周围及内部都存在着许多电磁干扰。这些干扰因素可能会导致弱电设备出现故障,进行错误的运行等。特别是在雷电天气,这类干扰受到雷电影响更加强烈。对弱电设备的正常运行带来了严重的不良影响。所以,要对弱电设备进行保护处理,首先应该让弱电设备与这些干扰因素进行全部或部分的隔离。对此,可以采用金属网屏蔽保护的方法进行弱电设备的保护处理。其中,金属网由镍铜合金丝编织而成,能对电磁干扰进行有效的隔离和屏蔽。
除此之外,还可以根据具体的实际情况进行弱电设备的保护处理,例如:①在建筑物修建时,应该尽量将弱电设备的机房设计到远离强功率的机房,同时设计人员还应该注意避免让弱电机房位于建筑物较高的地方。②根据前文分析,雷电对弱电设备造成影响还有可能来自于周围设施的作用,所以针对这一点,可以采取避免各种接地之间构成回路的方法进行有效地解决。③在进行建筑物的电路设计时,应该注意将受干扰的电路与干扰性强的电路进行隔离,避免造成不良影响。
结语
总之,在弱电设备中雷电的危害的非常大的,虽然我国科学技术发展的速度比较快,但是仍然欠缺有效地防雷措施彻底根治雷电危害。对弱电设备开展防雷工作是一个综合性很强的工作,目前为止弱电设备的雷电浪涌防护工作做的还不够好,因此也常常会造成一些设备的损坏。所以在紧抓弱电设备外部防雷措施的同时内部的防雷措施也要加强。在进行弱电设备的内部防雷措施时一定要注意将绝大部分的雷电流直接引入地下,引入地下的同时要将其进行分流;其次就是要阻塞电源线或者数据信号线引入的过电压;最后则是要注意雷电浪涌的过压、过流值,将其维持在设备可承受的范围之内。
参考文献:
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[3]魏成君.弱电设备防雷电技术与保护探讨[J].商品与质量建筑与发展,2011,(10).
论文作者:聂寅玺
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/2
标签:设备论文; 弱电论文; 防雷论文; 雷电论文; 建筑物论文; 避雷针论文; 过电压论文; 《电力设备》2018年第6期论文;