2023年《安全常识灾害防范》之雷电防护措施.docx

雷电防护措施 按照防护范围可将安装弱电设备的建筑物的防雷措施分为两类,外部防护和内部防护     (1) 外部防护 外部防护是指对安装弱电设备的建筑物本体的平安防护,可采用避雷针分流屏蔽网均衡电位接地等措施,这种防护措施人们比较重视比较常见,相对来说比较完善弱电设备的外部防护首先是使用建筑物的避雷针将主要的雷电流引人大地;其次是在将雷电流引人大地的时候尽量将雷电流分流,防止造成过电压危害设备;第三是利用建筑物中的金属部件以及钢筋可以作为不规那么的法拉第笼,起到一定的屏蔽作用,如果建筑物中的设备是低压电子逻辑系统遥控小功率信号电路的电器,那么需要加装专门的屏蔽网,在整个屋面组成不大于5m-5m,6m-4m的网格,所有均压环采用避雷带等电位连接;第四是建筑物各点的电位均衡,防止由于电位差危害设备;第五是保障建筑物有良好的接地,降低雷击建筑物时接点电位损坏设备     (2)内部保护 内部防护是指在建筑物内部弱电设备对过电压(雷电或电源系统内部过电压)的防护,其措施有:等电位联结屏蔽保护隔离合理布线和设置过电压保护器等措施.从EMC(电磁兼容)的观点来看,防雷保护由外到内应划分为多级保护区最外层为0级,是直接雷击区域,危险性最高,主要是由外部(建筑)防雷系统保护,越往里那么危险程度越低保护区的界面划分主要通过防雷系统钢筋混凝土及金属管道等构成的屏蔽层而形成,从0级保护区到最内层保护区,必须实行分层多级保护,从而将过电压降到设备能承受的水平一般而言,雷电流经传统避雷装置后约有50%是直接泄人大地,还有50%将平均流人各电气通道(如电源线,信号线和金属管道等)     5 通信网络弱电设备的防雷措施     随着通信设备的大规模使用,雷电以及操作瞬间过电压造成的危害越来越严重以往的防护体系已不能满足通信网络平安的要求应从单纯一维防护转为三维防护,包括:防直击雷,防感应雷电波侵入,防雷电电磁感应,防地电位还击以及操作瞬间过电压影响等多方面作系统综合考虑 多级分级(类)保护原那么:即根据电气微电子设备的不同功能及不同受保护程序和所属保护层确定保护要点作分类保护;根据雷电和操作瞬间过电压危害的可能通道从电源线到数据通信线路都应做多级层保护     (1)电源局部防护     弱电设备的电源雷电侵害主要是通过线路侵入高压局部有专用高压避雷装置,电力传输线把对地的电压限制到小于6000V(1EEEEC62.41),而线对线那么无法控制所以,对380V低压线路应进行过电压保护,按国家标准应有三局部:建议在高压变压器后端到二次低压设备的总配电盘间的电缆内芯线两端应对地加避雷器或保护器,作一级保护;在二次低压设备的总配电盘至二次低压设备的配电箱间电缆内芯线两端应对地加装避雷器保护器,作二级保护;在所有重要的精密的设备以及UPS的前端应对地加装避雷器或保护器,作为三级保护 目的是用分流(限幅)技术即采用高吸收能量的分流设备(避雷器)将雷电过电压(脉冲)能量分流泄人大地,到达保护目的,所以,分流(限幅)技术中采用防护器的品质性能的好坏是直接关系网络保护的关键,因此,选择合格优良的避雷器或保护器至关重要     (2)信号局部保护     对于信息系统,应分为粗保护和精细保护粗保护量级根据所属保护区的级别确定,精细保护要根据电子设备的敏感度来进行确定     (3)接地处理     一定要求有一个良好的接地系统,因所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄人大地,从而保护设备和人身平安如果机房接地系统做得不好,不但会引起设备故障,烧坏元器件,严重的还将危害工作人员的生命平安另外还有防干扰的屏蔽问题,防静电的问题都需要通过建立良好的接地系统来解决     6 施工机械的防雷措施     公路施工作业处在露天环境下进行施工机械的电气控制系统特别是微电子控制装置受雷电直击或雷电感应过电压损害的几率很大山区公路在雷雨季节是雷电袭击的高发区,雷电往往会对施工机械进行正面的袭击;而有时即使在天空中没有雨云又不下雨的情况下,感应雷也会时有发生,其产生的浪涌电压入侵并损坏路面摊铺机的微电控制装置     (1)在沥青混合料揽拌场安装避雷针装置 由于沥青混合料搅拌设备及其配套机械集中,比较容易进行集中防雷,在拌和场安装避雷针避雷针的高度高于搅拌楼的最高点,到达有效的保护半径,防止雷电对任何一台作业机械直击避雷针接地要可靠,接地网的角钢桩点埋设土坑要求1.0m深左右,角钢在土坑内要露出20cm左右,在土坑内按比例填满木炭和颗粒生盐作为降阻介质,生盐与木炭的重量比例为1:10,即1kg生盐掺合10kg木炭,然后填土复盖这样可以确保接地电阻值在4欧以下此外,还对操作控制室进行屏蔽,将操作室内微电子控制系统的工作接地保护接地与金属结构的控制室外壳用导体连接在一起,再通过接地引线引入地下接地网,使它们保持相等的地电位,预防静电及雷电     (2)对路面摊铺机械电气控制装置装设过电压保护器 由于路面摊铺机械是随时移动作业的,不可能集中避雷,而处在露天环境下的移动机械电气控制装置最容易受感应雷浪涌电压的入侵,例如沥青沥青摊铺机控制路面平整度和控制机械定位的压力传感器等就深受其害为了保护这些控制灵敏度极高的机械微电子控制装置免遭感应雷浪涌电压入侵损毁,根据每台机械控制装置的不同构造特点,对其装设过电压保护器     7 控制系统及控制室防雷主要措施     控制室如果和生产设备在同一建筑物内,其防直击雷设施应根据生产设备的特点综合确定和设计如果控制室是独立的建筑物,应按该标准规定的三类防雷建筑物的标准设防将控制室的墙和层面内钢筋金属门窗等进行等电位联接,并与防直击雷的接地装置相联,使控制室形成一个法拉第笼,可减少雷电磁脉冲的影响控制室有许多电缆和外部相联,因此要对从室外进入控制室的各种电缆采取屏蔽措施,对容易被雷电波侵入的地方更应重视,只有堵死一切雷电导入的端口,才能有效保护热工控制系统设备免受雷电的侵害控制系统及控制室防雷保护的三道防线为: ①外部保护:将绝大局部雷电流直接引入大地泄散; ③ 内部保护:阻塞沿电源线或数据线信号线侵入的雷电波危害设备; ③过电压保护:限制被保护设备上的雷电过电压幅值     (1)保护接地:控制系统均有一个保护地,该保护地一般在机柜和其它设备设计加工时已在内部接好,有的系统已将该保护地在内部同电源进线的保护地(三芯插头的中间头)连在一起,有的不允许将保护地同该线相连,用户一定要仔细阅读厂家提供的接地安装说明书不管哪种方式,保护接地必须将一台设备上所有的外设或系统的保护接地连在一起,然后用较粗的绝缘铜导线将各站的保护接地连在一起,再从一点上与大地接地系统相连     (2)屏蔽地(模拟地):是所有接地中要求最高的一种几乎所有的控制系统都提出屏蔽地一点接地,且接地电阻小于1Ω在控制系统机柜内部都安置了屏蔽地汇流排,用户在接线时将屏蔽线分别接到屏蔽地汇流排上,在机柜底部,用纸缘的铜辫连到一点,然后将各机柜的汇流点再用绝缘的铜辫或铜条以辐射状连到接地点上大多数的控制系统不仅要求各机柜屏蔽地对地电阻小于1Ω,且各机柜间的电阻也要小于1Ω     (3)从防雷角度看 走线槽及穿线金属管应选择金属材质而不应选用环氧树脂等绝缘材料要将控制系统的接地系统和防雷电系统的接地系统进行等地位联接,即使受到雷电还击,由于它们之间不存在电位差,所以不可能通过雷电还击构成对电子元件的威胁     (4)接地电阻值的要求 一种观点那么认为雷击事故与接地电阻值有关,因此要求接地电阻值尽可能小从“引雷入地〞的观点出发,较小的接地电阻值显然有利于加速雷电能量的对地释放再那么,对控制系统而言,接地也不仅仅是为了防雷因此不少行业标准对控制系统的接地电阻要求也不同,如电力部门对热工控制系统接地电阻的要求:采用独立接地时接地电阻小于4Ω;采用与电气网共地时接地电阻应小于1Ω;采用防雷地电气地热工控制系统地三者共地时应小于0.5Ω     (5)防雷浪涌保护 浪涌保护器(SPD)是一种限制瞬态过电压和分走浪涌电流的器件,可分为强电和弱电SPD在正常情况下,SPD不对电路产生影响;当浪涌电流侵入时,SPD将所有连接局部与地线短路,使线路中的浪涌电流迅速释放入地,从而使线路所连接的设备不受浪涌的侵害;浪涌终止后,使SPD恢复正常     8 结束语     雷电灾害对电气控制装置的侵害是一种常见的自然灾害,为防止雷电对其侵害,应根据机械电气控制设备的不同构造特点而采用不同的防雷方法只要合理地选用防雷设备,应定期由专业防雷公司检测防雷设施,评估防雷设施是否符合国家标准要求,设立防范雷电灾害责任人,负责防雷平安工作,建立各项防雷平安工作,建立各项防雷设施的定期检测,雷雨后的检查和日常的维护在防雷设施的设计和建设时,应根据地质土壤气象环境被保护物的特点,雷电活动规律等因素综合考虑,采用平安可靠技术先进经济合理的设计施工就会大大降低雷电灾害带来的损失