设备防雷

设备防雷（精选12篇）

设备防雷 篇1

雷害一直是影响配电网安全稳定的重要因素, 国内外对配电网防雷设备及关键防雷技术进行了大量研究, 也采取了大量的措施, 但因缺少针对性, 其效果并不明显。由于配电线路传输距离长, 架设地形比较复杂, 容易遭受雷击, 通常通过加强线路绝缘水平和在连接配电设备处安装避雷器来防止雷过电压的影响。但这种方法会导致雷电流无法正常泄放, 从而引发雷电侵入波对变电站系统造成更大的危害。

2006年, 漯河供电公司与长沙理工大学联合组成课题组, 对配电N的防雷与接地技术幵展深入研究, 经过不断攻关测试, 完成了配电网防雷设备及关键防雷技术的幵发, 研制了高耐雷、低传递双曲折特种防雷变压器、配电线路进线段综合防雷保护措施, 高压电力可变电容器和可调式过电压保护裝fi、配电线路绝缘子雷击闪络、雷击建弧的机理和降低配电线路雷击跳闸率的措施以及智能型楔入式平滑可调电抗器、非接触式输配电线路防雷击装置等防雷产品, 这些产品可有效降低配电线路的雷击建弧率, 从而降低雷击跳闸率, 大大提高了配电线路供电的可靠性。

设备防雷 篇2

公司领导：

由于即将进入雨季，我单位厂房及东西部变压器负载侧没有安装应有的避雷设备，配电盘没有加装低压电源避雷器，且近年来雷电灾害对企业生产及安全均造成重大影响，成为必须能引起企业重视的安全生产隐患之一，故申请对我单位的重点位置处加装避雷设备。

（一）雷电的危害

雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。全球每年因雷击造成人员伤亡，财产损失不计其数，导致火灾、爆炸，建筑物毁坏等事故频繁发生；从卫星、通信、导航、计算机网络直到每个家庭的家用电器都遭到雷电灾害的严重威胁。据不完全统计，我国每年雷击造成人员伤亡达3000-4000人，财产损失在100亿元人民币以上。而其中供电系统、电器设备、大型钢结构厂房均属于雷电灾害发生频率较高的目标，分别达到总雷电事故的25%、8%、6%。

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，雷电灾害的危害程度和造成的经济损失及社会影响也越来越大。雷灾的出现特点可以概括为：

1.受灾面积大，电力，建筑，机械行业乃至普通家庭，都有雷电灾害发生 2.从二维空间入侵变为三维空间。从单纯的点击，延伸至电磁，脉冲。3.雷灾的经济损失和危害程度加大，造成更广泛的间接经济损失。

（二）低压电源避雷器的作用及安装

在高压线获得保护后，与高压线连接的设备仍然被过电压损坏，人们发现这是由于“感应雷”在作怪。雷电在高压线上感应起电涌，并沿导线传播到与之相连的设备上，当这些设备耐压较低时就会被感应雷损坏，为抑制导线中的电涌，人们发明了低压线路避雷器。

合理的屏蔽和接地时减少浪涌过电压对人体及设备破坏的根本前提和途径，电源系统宜在变压器负载侧和电子设备供电处根据涉笔耐过压的能力装设多级电源避雷器。

（三）安装低压电源避雷器的重要性

如果遭到雷电袭击，各设备间的安全距离最少为5米。由于人员在操作机器时无法与机器保持5米的距离，为了预防或减少雷电灾害，特别是人员的伤亡事故发生应当采取预防措施，最有效的方法就是采取电源保护，加装低压电源避雷器。国家规定电源防雷采取三级防护，可根据本单位的实际情况，至少采取二极防护即变压器负载侧和配电柜处安装低压电源避雷器，以达到防雷减灾的目的。

由于目前防雷减灾的重要性以及对生产安全潜在的巨大隐患，故国家相关单位对雷击灾害的重视也在逐年增加，我单位对生产安全工作一贯保持高度的重视，严查各类安全隐患，力争将安全事故排除在萌芽阶段，并对照我单位自身实际情况，制定了相关的雷电防护措施：

1.变压器负载侧必须安装低压电源避雷器 2.低压电源入户处必须安装低压电源避雷器

3.已有防雷装置必须接受气象主管部门的年检，不合格的必须更换，数量不够的需另行采购，引起重视

通过以上论述，对雷电灾害的认识及严重性都有了一个初步的了解，我单位虽已安装有避雷设备，但其中一部分已失效或没有通过气象主管部门的年检，并且方案中所需的低压电源避雷器存在空缺，故特提交此申请，本着我公司一贯的安全生产理念，希望公司领导引起重视，批准采购避雷防雷设备。

申请单位：安全生产科

气象电子设备的防雷效果分析 篇3

关键词气象电子设备；防雷措施；气象部门；通信系统

中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)041-0199-01

目前，我国气象部门所现有的主要电子设备为办公系统、对气象数据进行采集、传输以及处理的计算机网络系统、对大气进行探测时所应用的探测器以及传感器等各种设备，通常情况下，大多数的数据采集器、气象探测器以及气象传感器等设备都被安装在了比较容易遭受到雷击的空旷露天地带，并且这些设备本身都有大量的传输通道和放置于室内的计算机网络处理系统相连接，当有直击雷发生，或者是在附近的区域有雷击发生之时，所有这些被安装在空旷露天地带的电子设备不仅仅容易遭受到直击雷的直接性袭击，而且由于雷电放电所引起的雷击电磁脉冲以及暂态过电压波也同时会通过电子设备与室内计算机网络处理系统之间的各种传输通道而袭入这些室内的计算机系统，从而对气象电子设备的安全运行构成威胁。就目前而言，气象电子设备的防雷措施主要是应用接闪、分流、电磁屏蔽、等电位连接、滤波以及有效的接地等各项外部防雷与内部防雷措施来共同对气象电子设备的正常安全运行进行有效的防护，本文就气象电子设备的主要防雷措施做如下初步探讨。

1外部防雷措施

气象电子设备防雷措施当中的外部防雷措施主要是针对直击雷而进行的防护。外部防雷措施的防护原理为，将大部分的雷电流应用接闪器引下导体以及接地体而泄入于大地，因而，要对气象电子设备采取有效的雷电防护措施，就必须要先依据《气象台（站）防雷技术规范》（QX4-2000）以及《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》（QX3-2000）对于防直击雷装置的安装要求来合理的进行气象电子设备防雷装置的安装，以确保所有的气象电子设备均处于LPIO8防雷区域范围之内，从而避免气象电子设备遭受到直击雷的侵害。

2内部防雷措施

近些年以来，由于气象电子设备的内部防雷措施没有得到较好的完善，气象电子设备当中的微电子设备的绝缘强度比较低，对于电磁的干扰比较敏感，而且对于过电压以及过电流的耐受能力比较差，过电压以及过电流可以通过电源线以及信号线等感应通道而对气象台（站）的通信串口、气象传感器、HUB、UPS、MODE、路由器、通信卡以及交换机等电子设备造成危害，通过等电位连接、滤波、屏蔽、过电流、过电压电涌保护器等各项有效措施，可以较好的减小以及防护在气象电子设备所在的空间范围内的雷电流电磁效应，从而有效的避免上述事故的发生。

1）等电位连接。等电位连接是指应用等电位导体，将分开的导电装置与各类的电气以及电子信息设备相连接，以尽可能的减少由于雷电而产生的设备与设备之间的电位差，在气象电子设备所在的建筑物的内部，将各类的水管、空调以及取暖管道等各类金属管道与电缆的外层做等电位连接，位置可以选取建筑物的入口处，和建筑物在一起组合的门窗等尺寸比较大的金属器件一起连接，并且与室内的接地母线排做较为可靠的电气连接；在进入建筑物内部的信号线以及电源线等线路上加装SPD，之后同室内的接地母线排进行连接接地，以此确保各项设备之间能够达到等电位的连接状态。

2）电磁屏蔽。由于电磁波的辐射所带来的不良影响也是在气象电子设备的防雷过程当中要必须要引起重视的一个关键因素，由于雷电电磁的干扰，往往会影响到气象探测器等相关性设备对数据的采集，并且还可以导致计算机系统死机状况的发生。因而对于气象电子设备的地磁环境要进行积极的改进。对于所有的引入到室内的不同数据传输线，都应当使用屏蔽电缆进行引入，并且要将屏蔽層的两端做等电位连接，而对于没有使用屏蔽的电缆而言，则应当将其敷设于金属管道之内。

3结语

近些年以来，随着我国气象现代化建设的不断深入发展，各种大量的先进微电子设备也随之被逐渐的应用到了气象部门的业务、办公系统以及通信系统当中，而这些先进的微电子设备在促进现代气象部门的业务、办公更加科技化的同时，也存在着一些安全性方面的问题。由于这些微电子设备的绝缘强度比较低，对于电磁的干扰比较敏感，而且对于过电压以及过电流的耐受能力比较差，因而一旦受到了雷电的直接袭击，或者是受到其附近的区域所发生的雷击电磁脉冲袭击，都可能会发生不同程度的损坏，轻度的损坏可以致使微电子设备失去正常的工作状态，重度的损坏则可以导致微电子设备的永久性的失灵，无法恢复设备的正常工作，严重之时可以对人身的安全构成威胁。所有的这些微电子设备的损坏，同样都会对气象电子设备造成不同程度的危害。在2000年的一场自然暴雨雷击中，某气象台80%以上的正在运行过程当中的气象电子设备被击坏，经过空军第七研究所的相关专家实地勘察后分析得出，气象台的避雷针架设符合标准，地线敷设以及接地电阻也都符合相关的要求，气象台在雷电来临之前关闭电源的措施也是恰当的，而造成此次绝大部分气象电子设备损坏的原因是气象台遭受到雷电的直接袭击。通过专家的结论可以得出，传统的避雷针所具备的防雷能力是有一定局限性的，雷电可以通过多方途径来侵袭气象电子设备，从而使得气象电子设备失去正常的运行状态。因此，要采取积极有效的措施来加强气象电子设备的防雷措施，将外部防雷与内部防雷措施有效的结合起来，使其共同对气象电子设备的正常安全运行进行有效的防护，以此更好的加强我国气象部门的电子设备以及通讯网络系统的可靠性及安全性。

参考文献

[1]滕钢,姜建平.防雷器件响应时间与地网防雷响应探讨[J].辽宁气象,2010,15:236-237.

[2]辛吉武,陈尚德.气象防雷工作的知识结构和工作面的开在浅析[J].甘肃气象,2010,1:70-72.

[3]田兆运.电子信息系统如何防雷——电子工程防雷专家应洪正谈[J].科技潮,2010,8(25):168-169.

[4]王德言,邬烈辉,电子防雷器及其应用[J].国外电子元器件,2010,7(19):15-17.

空分设备防雷措施 篇4

防雷区域的具体划分如图1所示。空分行业的雷电防护通常依据GB50057-2010以及GB50343-2012中的各项规定进行防护, 主要还是通过包括外部防护以及内部防护两方面, 以达到综合防护的效果。具体防护措施如图2所示。

防雷区域的划分可以对建筑物内、外部空间的雷电电磁环境做出合理的空间分布描述, 可以定性地表示建筑物内不同空间雷电脉冲电磁场的强弱程度, 可以确定等电位连接的位置 (一般在各防雷区的交界面上) , 确定在各交界面上等电位连接导体的最小截面, 可以确定不同防雷分区界面上选用的浪涌保护器的技术指标, 具体如图3所示。

针对雷电的特点及浪涌过电压对二次系统设备的侵入途径, 结合空分系统设备的性能参数和防雷安全要求, 综合运用接闪、分流、屏蔽、等电位连接、合理布线、接地等成熟的防雷技术, 建立完整可靠的防雷安全网络, 分流浪涌电流、抑制瞬态过电压、隔离电磁干扰, 从而达到防雷安全的目的。

接闪:在雷击发生时, 利用分布在厂区各个部位的接闪器, 将大部分雷电流截闪, 再通过引下线引入大地泄放, 从而保护了周围的设备不会因雷击而损坏。

均压:金属线槽、线缆屏蔽层、设备外壳、控制机柜等所有建筑物内设备的安全地线、防雷地线、工作地线等必须以最短距离分别就近与接地母排连接, 可相互连接成条形、环形或网格形。

屏蔽措施:有屏蔽作用的建筑物, 电子、电气设备的金属箱、盒应当接地。进入金属箱、盒的电源线和通信线, 宜采用屏蔽电缆埋地敷设, 屏蔽电缆的金属屏蔽层应接地。无法采用屏蔽电缆时, 应将非屏蔽线缆穿钢管敷设, 钢管两端和地线连接。

接地设计:应将现场电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、信号设备工作地、防静电接地、金属屏蔽电缆外层、保护地及浪涌保护器接地端子等以最短的距离分别就近接到等电位接地排上。其工频接地电阻应小于4Ω。接地电阻值难以达到要求时, 可采取深井法、换土、添加降阻剂、外引等方式加以改善, 但外引长度不应超过30m。

合理布线:电源线与信号线、引下线与电缆线、进线与出线必须分开敷设, 无法分开敷设时, 尽量采用交叉布线的方式。信号传输线路与电力线路平行靠近敷设时, 其间距应符合要求。条件不许可时, 应采用屏蔽电缆, 电缆铠装层和电缆屏蔽层应接地。

分级防雷:

第一级防雷:在低压进线处安装一级浪涌保护器, 通过大通流容量的浪涌保护器, 将大部分的浪涌能量泄入大地。

第二级防雷:在各个馈线柜处安装二级浪涌保护器进一步泄放雷电能量的同时, 大幅度降低过电压幅值。

第三级防雷:在精密设备前端加装三级浪涌保护器, 对各个设备进行精细防护, 以保护设备的正常运行。

通常情况下三级防雷基本可以拦截大部分浪涌过电压的能量, 做到限制电压低于设备的耐压水平, 保护设备的正常运行, 但是在部分特殊行业里, 假如设备的耐压水平较低, 需要更加精细的防护才能有效保护设备, 因此在该情况下可以进行四级、五级甚至更多级的防雷手段。

由于空分设备的连续工作性, 要求防雷措施尽可能完善。通过以上的防雷措施及手段, 可以确保整套空分设备的长期稳定运行。

参考文献

[1]GB50057-2010 (建筑物防雷设计规范) [S].

铁路信号防雷设备技术论文 篇5

铁路信号防雷设备技术论文【1】

引言：随着社会经济的快速发展，铁路提速技术的不断提高，铁路信号系统趋向复杂化、电子化发展。

由于雷电事故时常发生，长给铁路信号之间的设备造成故障，进一步影响铁路信号系统的安全使用，造成很多的设备隐患。

因此，如何做好设备防雷技术是铁路信号系统维护的重要课题，在当前经济高速发展的时代，加强铁路信号设备的防护，对提高铁路信号系统的稳定性具有很重要的意义。

铁路信号系统是由多种机电设备组成的复杂控制系统，对铁路运行的安全、高效、快捷起着至关重要作用。

雷电是发生在大气中的一种瞬时高电压、大电流、强电磁辐射灾害性天气现象，雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一，雷电感应是雷电放电的强大电磁场在邻近铁路信号系统导线或系统设备内产生的电磁感应脉冲，该电磁感应脉冲产生的过电压和过电流幅值并不太高，但由于现代铁路信号系统设备采用了大量微电子设备，微电子设备耐过电压和过电流的能力很低，雷电感应引起的电磁感应脉冲可以造成雷害。

信号设备是铁路运输的耳目，对行车安全关系很大。

为了更好的确保铁路信号系统的稳定性，保障铁路安全、高效运行，因此加强对于铁路信号系统防雷技术的研究是十分必要的。

一、铁路信号防雷设备的重要性。

(一)雷电事故影响铁路信号较大

近年来我国雷电事故越来越多。

随着社会经济的发展，信号系统已普遍被应用，但由于其防雷设备的不完善，造成的雷电事故逐渐增多。

每年的6-8月份是雷电的高峰期，雷电事故明显增多，由雷电造成的设备故障影响铁路运输安全现象较多，直接影响铁路正常运输，造成一定的经济损失。

仅6月份，全路因雷击造成信号设备故障147件，故障延时117个小时。

由以往事故案例总结，发生雷电事故的原因主要是因为缺少标准的避雷措施和设备，工作人员缺乏专业的避雷知识。

因此，铁路部门应建立工作责任，提高防雷措施，整治铁路信号防雷设备，积极处理问题，尽可能保证铁路运输的安全性。

(二)铁路信号系统设备多为微电子构成

目前，铁路上的安防监控设备都是电子产品，这些安防监控设备主要具有高密度、高速度、低电压和低能耗的优点，但其对雷电的过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感，因此，安防监控设备非常容易受到雷电的损害，结果会给整个监控系统带来损害，导致系统失灵，造成难以估摸的.经济损失和安全方面的危险。

因此，提高铁路信号防雷设备的标准性，是减少灾害发生的根本。

铁道部在原有铁路防雷标准基础上，发布了《铁路信号设备电磁兼容及雷电电磁脉冲防护实施意见》。

其实施意见吸取了我国铁路信号多年的防雷经验，并借鉴国外成熟的防雷措施，包括地网设置、屏蔽设置等诸多综合防护措施，大大提高了铁路信号设备的防雷标准，进一步增强了设备防雷的可操作性。

同时实施意见还防雷设计、管理、验收、质量责任、雷害处理、设备的采购等细节内容，基本形成了信号设备雷电防护的综合框架。

目前，铁道部已经发布了《信号设计规范》，正在抓紧制定《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术规范》，努力提高信号设备防雷的设计和建设水平，进一步减少雷害发生。

二、铁路信号设备雷电防护分析。

(一)铁路信号设备遭受雷电的原因

(1)铁路信号设备的占地面积较大，并且很多信号设备分布在较高的山区上，还有的是在旷野中，构成易遭受雷电的特点。

(2)铁路的钢轨是雷电流的良好导体，与钢轨连接的信号设备就较容易受到雷电的袭击。

(3)自动闭塞和半自动闭塞的诸多信号线、控制线都是使用架空线，均架设在信号线路中，暴露在旷野中，在雷雨天气，保护措施较弱，极易受到雷电的威胁，线路中的大电流会串入信号机房，从而引起对内部设备的损害。

(4)信号机房存在较多的接地系统，其冲击接地电阻不均匀，在雷电袭击时，雷电流引起地电位差，也容易造成“地电位反击”，形成“不等电位”，威胁到机房人员和设备的安全。

从上述原因不难看出，为了提高铁路信号设备的防雷标准，一定要有良好的避雷设施、接地网等，采取完善的直击雷、感应雷防护措施。

同时在信号机房、计算机网络系统、信号传输系统、机房接地系统等采取有效的防护措施，在拦截、分流、均衡、接地、布线、布局等方面做好完善的综合防护。

(二)针对以上原因，应采取相应的防雷措施

(1)在各地的铁路信号设备加强防雷措施，在各地的机房上尽量安装防雷设备，尤其是暴露在旷野中的机房、铁路建筑物一定要做好防雷设施。

有关企业单位要严格按照防雷法规，通过正规的机构检测、完善本单位的防雷设施，避免贪图便宜，或者为了省事，请不正规的机构检测和完善防雷设施。

(2)通过有效途径加强防雷宣传，组织人员参加防雷有关知识培训，提高工作人员的专业知识和能力。

在雷雨天气，工作人员不要在开阔地工作，不能再金属旁避雨，避免遭受雷电的袭击;雷雨天气尽量少使用电器设备。

(3)信号机房或机械师建筑物要采取电磁屏蔽，安装避雷网;室外信号设备直击雷防护和屏蔽，机房信号设备安装好接地线。

三、综合防雷整治施工中应注意的问题。

(一)注意隐蔽工程的施工质量

施工和监管单位一定要保证隐蔽工程的施工质量，如果地网的某个地方一旦断开，就会形成“不等电位”，因此，地网的连接处一定要处理好，可采取焊接，并进行防腐处理。

(二)各级防雷器的参数要匹配

防雷器的通流量在分区分级的配置中要实现匹配，若出现不匹配现象，就容易出现在雷电流侵入时，后一级断路器先于前一级断路器脱扣掉下，造成系统停电的严重问题。

所以，要按以下原则进行配置：室外0区大于机械实1区，机械实1区大与机房2区，以电源防雷为例，信号楼引入之前为40KA以上，电源屏室前为20KA以上，微机房电源柜前为10KA以上。

为了参数的一致，防雷箱内防护断路器与电源的断路器最好选用同一个厂家的产品。

(三)组合架的连接

机械室同一排组合架之间的等电位连接一般采用大于10mm 的多股铜导线串联栓接，这种连接方式存在一定的缺点：如果某一个组合架的连接点接触不良就会导致所有组合架失去等电位连接。

如果采用与同一排组合架等长的30mm×3mm紫铜排与每个组合架并联连接，就能解决此问题。

通信设备防雷及过电压保护 篇6

【摘 要】大规模集成电路在通信设备中的广泛应用，使得各种先进通信设备对过电压的要求越来越高。因此应采取必要的保护措施来避免因过电压而产生的过电流对线路、设备及人员造成的危害，使产生的危害降低到最低点。

【关键词】通信；设备；防雷；措施

随着科技的迅猛发展，大规模集成电路和智能化在通信设备中的广泛应用，使得通信设备对过电压的要求越来越高。由于雷电在信号线、电源线等上感应的瞬间过电压造成的危害时常发生，因此必须采取适当的保护来避免因过电压所产生的过电流对线路、设备及人员造成危害。

雷电是一种自然现象，它曾给人类社会带来了不少危害，国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”，雷击、感应雷击、电源尖波等瞬间过电压已成为破坏电子设备的罪魁祸首。由雷电感应和雷电波侵入造成的雷电电磁脉冲（LEMP）是通信设备损坏的主要原因。按照电信专用房屋设计规范，通信大楼一般都安装有避雷针、避雷网或避雷带，并且均采取了联合接地的方式。发生雷电时，雷电感应通过通信和电力线路侵入，若天线和通信线缆与大地之间直流通路不畅，天线和线缆与大地之间产生高电位而引起过电压，致使通信设施损坏，甚至危及操作人员的人身安全。

随着信建设速度的加快，新的防护体系已从单一防护体系转为多级防护，多级防护包括防直击雷、防感应雷电、防地电位反击引起的瞬间过电压影响等多方面的防护，因此应采取的防范原则是“整体防御、综合治理、多重保护”，力争将其产生的危害降低到最低点，其主要的措施有以下几种方法：

1.外部防护

外部防护主要采用避雷针（避雷网、避雷线和避雷带）和接地装置（接地线、地极）来加以防护。其保护原理是：当雷云放电接近地面时，它使地面的电场发生畸变，在避雷针（避雷线）顶部形成局部电场强度畸变，以影响雷电先导入电的发展方向，引导雷电向避雷针（避雷线）放电，再通过接地引下线、接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物免受雷击。

1.1安装避雷针或接地装置的要求

（1）避雷针应当装在高于天线尖端数米，并有一定的间隔，以防止由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果。一般的做法是避雷针成为天线塔体的主杆，通信天钱却装在避雷针外线大约1.5个波长以外。

（2）避雷地线的直流通路的电阻要求足够低，一般为10-50Ω，以满足有尽量小的电感量。

（3）接地引入线长度应不大于30米，其材料应采用热镀锌扁钢或铜排，截面积应不小于40mm×4mm。地线不能用扁平编织线和绞合线。要尽可能使用3毫米以上的实心导线，且最好是相同的金属材料。

（4）为了增大地表层的过电压的泄放面积，可采用埋设有一定间隔的多根接地体，且相互焊接。如在建筑物的四周以1至2米的间隔埋上10根左右的铜管，并把它们焊接起来。

（5）对一些重要的通信工程来说，可以考虑安装放射性避雷装置。放射性避雷装置的关键部分是放射源，它能连续自行发射α粒子，使周围空气电离产生大量电子。在雷电场的作用下这些电子不断加速，对空气产生连锁的多极电离或雪崩电离，形成与电场强度成正比的电子流，把已有的低电场消除掉，把可能形成的高电场降为低电场，从而有效地防止发生雷击，起到显著的消雷作用。这种放射性避雷装置的防护面积半径大约为260米左右，且安全可靠对人身无伤害。

1.2防感应雷击的方法

除在通信铁塔上安装避雷针或避雷装置的同时，还要注意消除感应雷击，其常用的方法是在天馈系统中安装电涌保护器（SPD）。在天馈系统中安装SPD时应注意以下方面的问题：

一是SPD的接地端必须与地连接可靠，要求接地引线应从天馈线入口处外侧的接地线、避雷带或地网引接，且接地电阻不得大于5Ω。二是因存在一定的插入损耗，对天线辐射信号的强度会造成一定的影响，并且还要注意驻波比，要求天馈系统的驻波比不大于1.5。三是安装通信天线时，天线的支撑杆要与铁塔可靠连接，连接电阻等于零。对重要的通信工程而言，除在天馈系统中安装SPD外，还要注意供电系统的防雷，常见做法是在变压器和配电房安装避雷装置。

2.内部防护

首先是电源部分的防护，对于高压部分，供电部门有专用的高压避雷装置，而线对线的过压则无法控制。因此，对380V低压线路应进行过电压保护，按国家规范要求应分为3部分：建议在高压变压器后端到通信局（站）配电机房总配电盘的电缆内芯线两端对地加装避雷器，作为一级保护；在楼宇总配电盘至楼层配电箱间电缆内芯线两端对地加装避雷器，作为二级保护；在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端对地加装避雷器，作为三级保护。

第二是信号部分的防护，建议在所有信息系统进入楼宇的电缆内芯线端时，应对地加装避雷器，电缆中的空线应接地，并做好屏蔽接地。

最后是接地处理，接地系统把雷电流引入大地。一般建筑物的接地系统有建筑物地网（与法拉第网相接）、电源地（要求地阻<10Ω）、逻辑地（也称信号地）和防雷地等。通信设备要求交直流工作地、安全保护地、防雷地必须独立时，如果相互之间距离达不到规范的要求，则容易出现地电位反击事故。

3.结语

接地系统的正确与否直接关系到通信设备和人身的安全。根据国际、国内相关技术的发展以及国际、国家和信息产业部的有关设计规范，可以明确以下几点。

（1）通信局必须按规范建立在联合接地系统、均压等电位分区保护的基础上。

（2）无论是通信大楼，还是通信设施，都必须采用层层防护的原则。

（3）防雷装置的接地电阻应符合《建筑物防雷接地规范》与通信行业防雷接地标准。

（4）防雷装置的接地线应尽量粗、短而直，禁止不必要的弯曲、打圈和迂回，才能达到更佳的防雷效果。

（5）注意避雷元器件使用是否正常，应在每年雷雨季节到来之前和过后对其进行检查，重点测试它们的动作电压和额定电压下的漏电流。

【参考文献】

[1]赖世能，慕家骁.通信系统防雷接地技术[M].人民邮电出版社，2008.

[2]苏邦礼.雷电与避雷工程[M].广州中山大学出版社，1997.

浅谈信号设备防雷 篇7

一、过电压的入侵途径及危害

1、雷电

直击雷是指雷电直接击在建筑物构架、动埴物上, 因电效应、热效应和机械效应等造成建筑物等损坏以及人员的伤亡。带电云层与大地上某处发生迅猛的放电现象, 在放电的瞬间, 会产生一股峰值在1000到100, 000安培的脉冲电流, 它的上升时间约为一微秒。如果雷电直接击中建筑物、房屋及与地基接地连接的所有电器设施, 接地网的地电位水平会在数微妙之内被抬高数万或数十万伏。虽然直击雷的能量巨大, 但由于遭受雷电直接袭击的范围通常很小, 传统安装于建筑物顶上的富兰克林避雷针将放电电流引导到大地, 实践证明, 对建筑物设施的保护, 避雷针是经济和有效的。

感应雷是雷电在雷云之间或雷云对地的放电时, 并在附近的户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线和电磁感应并侵入设备, 使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害。感应雷虽然没有直击雷猛烈, 但其发生的机率比直击雷高得多。此外直击雷一次只能袭击一个小范围的目标, 而一次雷闪击都可以在较大的范围内多个小局部同时产生感应雷过电压现象并且这种感应高压可以通过电力线、电话线等传传输到很远, 至使雷害范围扩大。

雷电波侵入。由于雷电电流有极大峰值和陡度, 在它周围的出现瞬变电磁场, 处在这瞬变电磁场中的导体会感应出较大的电动势, 而此瞬变电磁场, 都会在空间一定的范围内产生电磁作用, 也可以是脉冲电磁波辐射, 而这种空间雷电电磁脉冲波 (LEMP) 是在三维空间范围里对一切电子设备发生作用。因瞬变时间及短或感应的电压很高, 以致产生电火花, 其磁脉冲往往超过2.4高斯。现代银行、邮电、证券机房或营业柜台普通应用微机进行货币存取、信息传递与交换, 其对磁脉冲承受限度一般为小于0.007高斯, 故在新机房建设或旧机房改造时应对防雷与磁屏蔽措施必须充分注意。

球形雷是一种特殊的雷电现象, 简称球雷。一般是以橙或红色, 或似红色火焰地发光球体, (也有带黄色、绿色、蓝色或紫色的) , 直径一般约为10-20厘米, 最大的直径可达一米, 存在的时间大约为百分之几秒至几分钟, 一般是3至5秒, 其下降时有的无声, 有的发出嘶嘶声, 一旦遇到物体或电气设备时会产生燃烧或爆炸, 其主要是沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室内, 有的由烟囱或通气管道滚进楼房, 多数沿带电体消失。

2、操作瞬间过电压

众所周知, 当电流在导体上流动时, 会产生磁场, 储存能量, 电流截越大, 导线越长, 储能越大, 所以当大型负载 (特别是电感性负载) 电气设备开关时, 便会产生瞬时过电压。

3、地电位反击

地电位反击是指雷击大地或接地体, 引起地电位上升而波及附近的电子设备, 对设备产生反击, 损害其对地绝缘。

信号机械室机房内信号电缆以及地线的布放和连接通过模拟不同的布线、屏蔽和接地方式时, 空间电磁场对信号线路的电磁感应影响情况试验, 对计算机通信网络系统在建筑物楼内的布线和接地方式有如下结论:信号电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。信号电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁并沿建筑物立柱或横梁布线较长的距离, 信号电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置。

二、防雷器的应用方案

应在不同使用范围内选用不同性能的防雷器 (SPD) 。在选用电源SPD时要考虑供电系统的形式、额定电压等因素。LPZ0与LPZ1区交界处的SPD必须是经过10/350us波形冲击试验达标的产品。对于通信SPD在选型时应考虑SPD与电子设备的相容性。

SPD保护必须是多级的, 例如对电子设备电源部分雷电保护而言, 至少应采取泄流型SPD与限压型SPD前后两级进行保护。

为各级SPD之间做到有效配合, 当两级SPD之间电源线或通讯线距离未达规定要求时, 应在两级SPD之间采用适当退耦措施。

对于无人值守场合, 可选用OBO之带有遥信触点的电源SPD;对于有人值守场合, 可选用OBO之带有声光报警之电源SPD, 所有OBO电源防雷器都具有老化显示。

电子设备的防雷保护 篇8

在云的不同部位聚集着两种极性不同的电荷,使云的内部和云与地之间形成了很强的电场。这种电场强度可高达几千伏/厘米,局部地甚至可达1万伏/厘米左右。这样强的电场常常可把云层内外的大气击穿,在云与地面之间、云与云之间或在一块云的不同部位之间爆发出强大的电火花,这就是闪电。在闪电通道中,极短的时间内有大量电流流过,空气被加热到上万摄氏度而迅速膨胀,气压突增,引起与爆炸相仿的声波振荡,发出雷声。雷声的频率大部分不超过100Hz,雷声中听不到部分的能量要比听得到的大很多。

每年,全世界大约会发生160万次打雷现象,可以说,每时每刻都在打雷。对人类危害较大的是雷云的电荷与大地感应电荷之间的放电,也就是常说的落雷。落雷大多是雷云中的负电荷对大地的放电,个别的也有雷云中的正电荷向大地放电的情况;在山顶或高塔地方的落雷,则可能是从大地向雷云方向的放电。

雷电会影响空间的电离层,阻碍无线电通信的顺利进行,闪电时可产生强大的电磁波,频率从几赫到几千兆赫,严重干扰无线电通信。闪电产生的冲击波具有很大的破坏力,毁坏建筑物和伤害人畜的情况时有发生。几年前美国纽约25小时大停电,起因就是雷击。现在的微波中继站和电视中继站大多设置在山上,经常有被雷击的报道。现代的无线电设备大多已集成化,工作电压比较低,耐过电压的能力较弱,一旦有雷电引起的冲击电压入侵,就会引起故障。

2 雷电对电子设备的危害

当高塔被雷击时,雷击电流沿着铁塔流入大地,如果落雷附近有配电线,由于雷击大电流的电磁感应会引起很大的感应电压。前者为直击雷,后者为感应雷。直击雷产生的电流很大,可引起被击物局部发热而断裂,附近有易燃物时就会引起火灾。大电流引入地下向四面八扩散,由于大地的电阻,使局部电位升高,局部电位能达几十千伏以上,可给人畜和电子设备带来很大的危害。电子设备大多有接地点,这一点电位的升高会大大超过供电电源的电位。巨大的反向电位差会使电子设备的绝缘损坏,器件击穿,甚至引起火灾。配电线被雷击或雷击电流在配电线的感应电压都会引入室内造成雷害,使电视机、计算机等电子设备的电源整流器件击穿,造成事故。根据历年雷害的统计,感应雷造成的事故与直击雷还要多。

3 电子设备防雷保护

防止雷害的基本方法有两个:一是阻止雷击电流进入电子设备;二是将侵入的电流导向大地,并使之产生的电位差达到最小。防止雷击电流进入电子设备,最简单的方法就是在打雷时切断设备与天线、地线及电源输入线等的连接,但这种方法并不实用,所以,通常采用避雷器、隔离变压器、滤波器等防止雷击电流的侵入。

避雷器的特点是在一定电压范围内呈现很高的电阻,当元件两端的电压超过一定值(例如雷击来到)时,阻值急剧下降,将电流旁路,达到保护电子设备的目的。

硅稳压二极管是一种理想的避雷元件,工作电压从几伏到几百伏。由于这种元件难于制作耐高压的产品,所以,它主要用于电子设备内部元器件的过压保护。

钮扣型避雷器是利用它的一个放电间隔,高压时击穿,来达到避雷效果。击穿电压的大小与它的电极形状、内装气体的种类和压力有关。这种元件可以作得较小,电容也很小,可用于高频电路中。用在高频电路时,可将它组织在同轴连接器中,成为同轴避雷器。

隔离变压器的初级与次级绕组间具有静电屏蔽能力,绕组与绕组和铁芯之间具有几千伏以上的绝缘能力。初级和次级的匝数比为1︰1。当感应雷击电流向设备的电源入侵时,它能抑制浪涌电压的通过,当接地点的电位上升时,设备整体的电位与地电位同时上升,故可以保护内部元器件部件不受损坏。

滤波器广泛与其他避雷器配用,来提高避雷的效果。例如,在天线电路中加上低通或高通滤波器,在电源电路中加装低通滤波器或静噪滤波器,可以抑制雷击的无线电干扰。

电气设备接地防雷措施 篇9

1 变电站接地设计的必要性

接地是避雷技术最重要的环节, 不管是直击雷, 感应雷或其它形式的雷, 都将通过接地装置导入大地。因此, 没有合理而良好的接地装置, 就不能有效地防雷。从避雷的角度讲, 把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地, 使其与大地的异种电荷中和。

变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地, 以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较大, 在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时, 可能造成地电位异常升高;如果接地网的网格设计不合理, 则可能造成接地系统电位分布不均, 局部电位超过规定的安全值, 这会给运行人员的安全带来威胁, 还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏, 使高压窜入控制保护系统、变电站监控和保护设备会发生误动、拒动, 酿成事故, 甚至是扩大事故, 由此带来巨大的经济损失和社会影响。

2 变电站接地电阻的构成及降阻措施

2.1 接地引线电阻, 是指由接地体至设备接地母线间引线本身的电阻, 其阻值与引线的几何尺寸和材质有关。

2.2 接地体本身的电阻, 其电阻也与接地体的几何尺寸和材质有关。

2.3 接地体表面与土壤的接触电阻, 其阻值与土壤的性质、颗粒、含水量及土壤与接地体的接触面积及接触紧密程度有关。

2.4 从接地体开始向远处 (20米) 扩散电流所经过的路径土壤电阻, 即散流电阻。决定散流电阻的主要因素是土壤的含水量。

2.5 垂直接地体的最佳埋置深度是指能使散流电阻尽可能不流散又易于达到的埋置深度。

决定垂直接地体的最佳深度, 应考虑到三维地网的因素, 所谓三维地网, 是指垂直接地体的埋置深度与接地网的等值半径处于同一数量级的接地网。

2.6 接地体的通常设计, 是用多根垂直接地体打入地中, 并以水

平接地体并联组成接地体组, 由于单一接地体埋置的间距仅等于单一接地体长度的两倍左右, 此时电流流入单一接地体时, 将受到相互的限制而妨碍电流的流散, 即等于增加单一接地体的电阻, 这种影响电流流散的现象, 称为屏蔽作用。

2.7 化学降阻剂的应用, 化学降阻剂机理是, 在液态下从接地体向外侧土壤渗出, 若干分钟固化后起着散流电极的作用。

3 变电站接地电阻的测量

接地网电阻值的大小, 是判定接地网是否合格的重要部分, 而对接地网电阻的测量采用的方法及设备也直接影响测量的结果, 测量接地网电阻时, 其接地棒和辐助接地体有两种布置法。

对大型地网的电阻测量, 应采用电流电压测量法, 其接地棒, 辅助接地体的布置应采用三角形布置法, 并使辐助接地体的接地电阻不应大于10Ω。通过接地装置的电流应大于30A, 电源电压应为65~220V交流工频电压, 电压较低时测量较为安全, 电压表应采用高内阻的表计, 以减少该云支路的分流作用。这种测量方法的优点是, 接地电阻不受测量范围的限制, 特别适用于110KV以上系统的接地网的接地电阻测量, 也适用于自动化系统接地电阻的测量, 其测量的结果准确可靠。

4 变电站防雷措施分类

防雷措施总体概括为两种: (1) 避免雷电波的进入; (2) 利用保护装置将雷电波引入接地网。

4.1 避雷针或避雷线

雷击只能通过拦截导引措施改变其入地路径。接闪器有避雷针、避雷线。小变电站大多采用独立避雷针, 大变电站大多在变电站架构上采用避雷针或避雷线, 或两者结合, 对引流线和接地装置都有严格的要求。

4.2 避雷器

避雷器能将侵入变电所的雷电波降低到电气装置绝缘强度允许值以内。我国主要是采用金属氧化物避雷器 (MOA) 。

4.3 浪涌抑制器

采用过压保护, 防雷端子等提高电气设备自身的防护能力, 防止电气设备、电子元件被击坏。当发生雷击事故时, 如电源防雷模块遭到损坏, 在后台监控机上就能显示其状态。在控制、通讯接口处加装浪涌抑制器。

4.4 接地线

接地线即接地体的外引线, 连接被保护或屏蔽设施的连线, 可设主接地线、等电位连接板和分接地线。防雷接地装置的接地线即防雷接闪装置的引下线, 可采用圆钢或扁钢, 两端按规定的搭接长度焊接达到电连接。变电站的防雷接地电阻值要求不大于1Ω。

5 变电站弱电设备防雷措施

5.1 采用多分支接地引下线, 使通过接地引下线的雷电流大大减小。

5.2 改善屏蔽, 如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性适当配合的双层屏蔽。

5.3 改进泄流系统的结构, 减小引下线对弱电设备的感应并使原有的屏蔽网能较好地发挥作用。

5.4 除电源入口处装设压敏电阻等限制过压的装置外, 在信号线接入处应使用光电耦合元件或设置具有适当参数的限压装置。

5.5 所有进出控制室的电缆均采用屏蔽电缆, 屏蔽层公用一个接地网。

5.6 在控制室及通讯室内敷设等电位, 所有电气设备的外壳均与等电位汇流排连接。

6 变电站直击雷的防雷措施

6.1 防止反击:设备的接地点尽量远离避雷针接地引线的入地点, 避雷针接地引下线尽量远离电气设备。

6.2 装设集中接地装置:上述接地应与总线地网连接, 并在连接下加装集中接地装置, 其工频接地电阻碍大于10Ω。

6.3 主控室 (楼) 或网络控制楼及屋内配电装置直击雷的保护措施。

(1) 若有金属屋顶或屋顶有金属结构时, 将金属部分接地。 (2) 若屋顶为钢筋混凝土结构, 应将其钢筋焊接成网接地。 (3) 若结构为非导电的屋顶时, 采用避雷保护, 该避雷带的网络为8~10m设引下线接地。

7 结束语

接地网的设计, 要根据区域的地质条件, 采取不同的降阻措施, 以最高性能价格比来设计其接地网, 同时应采用新技术和新材料。接地技术是一门多学科的综合技术, 故在今后的工作中去研究, 在实践中不断探索, 以使其更加趋于完善。根据变电站防雷设计的整体性、结构性、层次性、目的性, 及整个变电站的周围环境、地理位置、土质条件以及设备性能和用途, 采取相应雷电防护措施, 保证变电站设备的安全稳定运行。

摘要：变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即为电力系统电气装置中, 为运行需要所设的接地;保护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等, 由于绝缘损坏有可能带电, 为防止其危及人身和设备的安全而设的接地;雷电保护接地即为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。

关键词：变电站,接地设计,接地电阻,防雷措施

参考文献

[1]何金良, 高延庆.电力系统接地技术研究进展[J].电力建设.2004.

无线通信设备防雷措施探讨 篇10

在我们的生活中会经常见到电闪雷鸣, 目前人类尚未能对雷电的能量加以有效利用, 而雷害造成的损失却是巨大的, 为避免因雷电引起设备故障或损坏事故, 探讨有关无线设备的防雷是非常有必要的, 这对于无线通信网络的安全、质量等都有很重要的意义。

1 雷电的主要形式

1.1 直击雷带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象, 叫做“直击雷”。

直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害, 也就是说直击雷发生的几率较低, 而且直击雷发生时一次只能袭击一个小范围的目标, 但是由于放电现象发生过程迅猛, 被直接击中的目标会由于放电电流过大, 造成的损坏程度较大。直击雷主要对室外物体产生破坏作用, 所以把防直击雷的系统称为外部防雷系统。

1.2 球形雷简称球雷, 是一种特殊的雷电现象。

一般是橙或红色, 或似红色火焰的发光球体 (也有带黄色、绿色、蓝色或紫色的) , 直径约为10~20cm, 最大的直径可达1m, 存在的时间大约为百分之几秒至几分钟, 一般是1~5s, 一旦遇到物体或电气设备时会产生燃烧或爆炸, 其主要是沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室内有的由烟囱或通气管道滚进楼房, 多数沿带电体消失球形雷一般发生的较少, 只有在一些特殊的地理环境或者特殊的基站位置上才会有球形雷的发生。

1.3 感应雷雷电在雷云之间或雷云对地放电时, 并在附近的

户外传输信号线路、地埋电力线、设备间连接线产生电磁感应并侵入设备, 使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害的放电现象, 叫做“二次雷”或称“感应雷”。感应雷虽然没有直击雷猛烈, 但其发生的几率比直击雷高得多。感应雷发生时一般对室内的用电设备和电子元器件起到破坏作用, 因此把防止感应雷和雷电电磁脉冲波 (LEMP) 破坏的系统称为内部防雷系统。

2 无线电设备防雷措施探讨

2.1 外部防雷外部防雷系统由避雷针、引下线、接地地网等组成, 缺一不可。

一般防止直击雷破坏是通过避雷装置即避雷针、引下线和接地网络构成完整的电气通路后将雷电流泄入大地。然而避雷针、引下线和接地装置的导通只能保护安装避雷针的物体本身免受直击雷的损毁, 但雷电会通过多种形式及途径破坏电子设备。对通信基站而言, 天馈线系统和机房建筑物容易遭受到直击雷的袭击, 可以通过合理的设计避雷针的保护角和良好的接地系统起到保护作用。接地体指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。有人工接地体和自然接地体两种。接地网是把需要接地的各系统, 统一接到一个地网上或者把各系统原来的接地网通过地下或者地上用金属连接起来, 使它们之间成为电气相通的统一接地网。

2.2 内部防雷有可靠的外部防雷措施同时更需要完善内部防雷措施, 内部防雷工程主要由屏蔽、防雷器和等电位连接三部分组成。

2.2.1 屏蔽每对双绞线或四对双绞线都可使用金属屏蔽, 不同的双绞线或四对双绞线放在一起可共同使用一个金属屏蔽。

由于金属屏蔽的趋肤效应产生的吸收和反射作用, 可更好的分割周围的电磁场和减少单独屏蔽的对绞线之间的串音。

2.2.2 防雷器防雷器是用一种低压时呈现高阻开路状态, 高

压时呈现低阻短路状态, 能承受数百安培大电流通过的过压保护电子器件组合。将防雷器并联在供电线路、信号传输线路上使用。当遇到雷击和高电压大电流时其立即呈现短路, 将瞬间产生高电压大电流通过地网泄放到大地中, 使设备受到保护。

2.3 微电子设备防雷

2.3.1 天线防雷完善微波天线防雷击的保护措施。

天线铁塔设避雷针, 并经镀锌扁钢直接入地, 使雷电流沿最短路径接入接地网, 这样塔上的天线都在其保护范围内, 免受雷电, 而且使天线引下线都多点接地。馈线在塔顶与天线连接处接地, 进机房前与地网就近接地, 进入机房后, 与设备连接处接地, 馈线与设备接口处, 有条件的加装避雷设备。天线铁塔和机房之间装设支撑电缆的金属过桥或悬挂电缆的钢绞线。过桥和钢绞线在电气上与铁塔连通, 在电缆进入机房外侧时, 将过桥和钢绞线、电缆外护层连在一起, 并通过最短路径与接地网相连, 尽可能减少经天馈线进入机房的雷电压幅值。塔灯电源铠装带屏蔽层采用多点接地, 并在机房入口处对地加装氧化锌无间歇避雷器, 并将零线接地。

2.3.2 机房防雷防雷检测技术人员首先对机房部分的防雷装

置及其安装工艺、材料规格等进行查看, 即查看机房内是否安装了汇流排 (也叫接地汇集线) , 汇流排的接地引下线是从哪里引入的, 汇流排和接地引入线的材料规格是否合乎要求;查看输电线路是否安装了电源避雷器, 其安装是否规范和工作是否正常;查看同轴电缆馈线是否安装了天馈避雷器, 其安装是否规范和工作是否正常。然后测试馈线的金属外护层、PE线、数字通信设备的机架、模拟通信设备的机架、整流供电设备的机架、内走线架、金属门窗、空调机正常不带电的金属外壳等金属体是否作了等电位连接。然后测量接地电阻值, 并做好记录和绘制机房防雷平面示意图。

2.3.3 基站防雷首先, 保护建筑物部分的防雷装置 (接闪器、引下线、接地装置等) 、天面金属物必须实施可靠的等电位连接。

因为当雷电向建筑物闪击时, 雷电流通过接闪器和引下线被迅速释放入地, 强度得到迅速衰减, 干扰源的雷电电磁脉冲存在时间极短, 不至于产生高的感生电压, 对通信设备有保护作用。其次, 天线的直击雷防护, 主要是安装避雷针, 最好直接利用天线杆来保护。上文中已经有比较具体的介绍, 就不在此累赘了。同时做好天线杆、同轴电缆馈线、外走线架的等电位连接, 能减少各金属体之间的电位差和防高压反击, 可以避免雷电波从同轴电缆馈线侵入机房损坏通信设备。

此外还有搭接、接地等措施。搭接就是等电位连接。做好等电位连接能减少电位差, 并能有效地防范雷电电磁感应的破坏作用。在机房内, 打开建筑物内柱 (对角两柱) 的一段混凝土, 使其露出柱筋, 采用横截面积为50mm的绝缘皮多股铜芯线, 从柱子的主筋焊接出接地端子, 并连接到汇流排上。汇流排采用面积为120mm铜排制作, 采用横截面积为50mm的绝缘皮多股铜芯线做等电位连接带, 把等电位连接带沿机房的四周敷设成闭合环 (即均压环) , 并与汇流排连接。采用横截面积为35mm的绝缘皮多股铜芯线做等电位连接线 (接地连接线) , 把数字通信设备的机架、模拟通信设备的机架、整流供电设备的机架、空调机的金属外壳等金属体相互连接, 并连接到等电位连接带上。同轴电缆馈线的金属外护层、PE线、金属

智能建筑的发展与展望

姚丽君1李景祥2 (1.大连理工大学城市学院电子与计算机工程学院;2.大连凯杰建设有限公司)

摘要:智能建筑作为计算机和信息处理技术与建筑艺术相结合的产物, 是当代建筑的主要特征。本文介绍了智能建筑的基本内涵, 国内外的发展和未来的发展。

关键词:智能建筑发展

1智能建筑的基本内涵

1981年美国Hartford市的City Place Building (都市大厦) 首次将各种管理系统综合, 成功地建成了世界上第一个智能建筑 (Intellige nt Building) 。智能建筑是现代建筑技术与现代通讯技术、计算机技术、控制技术相结合的产物, 具有十分鲜明的信息社会的时代特征。概括来说, 智能建筑是以建筑为平台, 利用系统集成方法, 将智能型计算机、通信及信息技术与建筑艺术相结合, 通过对设备的自动监控, 对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合, 所获得的投资合理, 适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活及更具人性化的建筑物。智能建筑的“智能化”主要是在一座建筑物内进行信息管理和对信息综合利用的能力。这个能力涵盖了信息的采集和综合、信息的分析和处理以及信息的交换和共享。也可以理解为智能建筑就是具备了综合信息应用和设备监控与管理自动化能力的建筑, 它依托4C (即Computer计算机技术、Control自动控制技术、Com m unication通信技术、CRT图形显示技术) 技术, 构建楼宇设备自控系统、通信网络系统、物业管理自动化系统, 并把现有分离的设备、功能、信息等综合集成一个相互关联、统一、协调的系统, 用以提供高技术的智能化服务与管理。

2智能建筑的发展现状

智能化建筑是为了适应信息时代, 信息技术的快速发展和人们对建筑物的高效化、多功能化的要求应运而生的。自1984年美国哈特福特市建成了世界上第一座智能化大厦———“都市大厦”以来, 如今美国新建和改建的办公大楼已有70%以上为智能建筑。日本从1985年始建智能化大厦, 并制定了从智能设备、智能家庭到智能建筑、智能城市的发展计划, 目前已有65%以上的建筑实现智能化。新加坡政府计划将新加坡建成“智能城市花园”, 韩国计划将其半岛建成“智能岛”, 印度于1995年起在加尔各答的盐湖开始建设“智能城”, 英、法、德等国也相继在这一时期发展各具特色的智能化建筑。我国对于智能建筑的研究始于20世纪90年代。1990年的北京发展大厦为我国的智能建筑的发展奠定了基础。经过几年的研究, 到1997年我国建成了上海博物馆和天津的今晚大厦, 其中今晚大厦被称为是中国化的准智能建筑。中国政府有关部门对智能建筑的发展比较重视, 并采取了相应的部署和措施。目前国内智能小区和智能住宅正以不可阻挡的迅猛势头在全国普遍展开, 各种档次智能小区与智能住宅正如雨后春笋般兴建在中国国内, 其数量之多、发展速度之快, 位居全球之首。中国加入WTO以及北京2008年举办奥运会, 对世界、对中国都是一件大事, 对中国建筑业, 对中国智能建筑行业更是一件大事, 中国智能建筑市场充满无限商机, 也充满着挑战。国内智能建筑市场广阔, 据不完全统计, 目前国内智能建筑的投资约占建据, 过去五年内全国各地共完成房地产开发建设投资22042.22亿元, 若其中四分之一建筑实施智能化系统工程, 并且以6%计算智能化系统工程投资, 那么在过去五年内建筑智能化系统工程投资已达330亿元。中国加入WTO后, 经济发展的国际化对办公建筑的智能化水平提出了更高要求, 不仅对新建办公楼, 而且对量大而面广的已有办公建筑的改造都提出了智能化需求。2008年北京为举办奥运会, 同时提出了“数字奥运”的口号, 北京为实现这个目标将要建设众多数字化设施, 这包括:2008年奥运会的技术指挥中心、数据中心、信息资源中心和网络管理中心、安全监测中心及22个现代化的体育场馆。提高场馆设施的智能化水平, 这些本身就会增加对建筑智能化系统的需求, 更为重要的是这些智能化系统的建设将会起到示范和推广作用, 必将极大地推动智能建筑的进一步发展。

3 智能建筑的未来发展趋势

第一, 智能数字化社区。近年来智能住宅小区发展迅速, 随着计算机的普及以及网络的开通, 住户更多着眼在网络所提供的现实功能, 也就是说智能小区的建设绝不仅是其硬件的设置, 如社区布线、接入网、节点建设等等, 还要注意到网络接通后的信息资源建设和提供的服务功能建设, 网上购物、网上医疗, 保健咨询、网上教育、生活顾问等。实际上, 从发展远景上看, 网络建设的前途无限光明, 智能住宅小区建设方兴未艾, 充满着无限生机。第二, 绿色智能建筑。绿色与智能建筑作为实施可持续发展战略的任务之一, 已被世界许多国家所接受, 建筑环境的持续性与自然化是绿化的大方向。未来城市的生活环境都要全面绿化与智能, 这将是一个无污染、无辐射的世界。第三, 节能智能化建筑。如何采用高科技的手段, 节约能源和降低污染应成为智能建筑永恒的话题。智能建筑的能耗是评价智能化系统与运营管理水平的重要指标, 目前我国经济高速发展时期, 能源高度紧张, 建筑物节能改造更是智能建筑后续发展的重要内容。

4 结束语

当今的时代是信息时代, 信息高速公路遍布全球, 世界各地的电子网络正在改变着经济、信息体系和娱乐行业。计算机技术和电视技术互融互通开创了未来世界的黄金领域———联网多媒体服务。而作为信息时代和这种联网多媒体服务的载体 (建筑) , 必然要反应这个时代和这种服务的要求, 智能化建筑成为当今的选择。智能建筑是人、信息和工作环境的智慧结合, 是建立在建筑设计、行为科学、信息科学、环境科学、社会工程学、系统工程学、人类工程学等各类理论学科之上的交叉应用。智能建筑己成为未来时代建筑的标志, 中国的智能建筑将面向新的世纪, 面对信息时代, 做好一切准备迎接更大的发展。

参考文献

[1]杨金夕.防雷、接地及电气安全技术[M].北京:机械工业出版社, 2004.

通信设备防雷的重要性及措施 篇11

关键词通信设施;防雷措施;降低危害

中图分类号TN876.7文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)022-0182-02

随着科技的迅猛发展,大规模集成电路和智能化在通信设备中的广泛应用,使得各种先进通信设备对过电压的要求也就越来越高。由于雷电在电源线、信号线、天馈线等上感应的瞬间过电压造成的危害时常发生,因此必须采取适当的保护措施以避免因过电压及其所产生的过电流对传输线路、通信设备和人员造成的危害。

雷电是一种自然现象,它曾给人类社会带来了不少危害,国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”,雷击、感应雷击、电源尖波等瞬间过电压已成为破坏电子设备的罪魁祸首。全球平均每年要发生1600万次闪电。雷电具有惊人的能量,每次雷击所产生的能量大约为55万千瓦/小时,足以燃点100万个灯泡1小时、直击雷电流平均都有34kA。有记录的最大直击雷电流为210kA。从大量的通信设备雷击事例中分析,专家们认为:由雷电感应和雷电波侵入造成的雷电电磁脉冲(LEMP)是通信设备损坏的主要原因。因此只有了解了它的形成过程,寻求有效地防护措施才能减少雷电带来的损失。按照电信专用房屋设计规范,通信大楼一般都安装有避雷针、避雷网或避雷带,并且均采取了联合接地的方式。从形式上看,它已具备了良好的防雷和抗外界电磁干扰的性能,然而通信设备为什么有时还会遭受过压过流而损坏呢?甚至还会对操作维护人员的人身构成威胁呢?这是由于当发生雷电时,带电的云层会在通信设施的天线上产生感应电荷或雷电感应通过通信和电力线路侵入,如果天线和通信线缆与大地之间直流通路不畅,就会由于感应在天线和线缆与大地之间产生高电位而引起过电压,致使通信设施无法承受强电流的侵入而损坏,甚至会危及操作人员的人身安全。

随着通信建设速度的加快,先进通信设备在通信网的大规模应用,单一的防护体系已不能满足现代通信网络安全的要求,防护体系已从单一防护体系转为多级防护,多级防护包括防直击雷、防感应雷电、防地电位反击引起的瞬间过电压影响等多方面的防护,应根据数字程控、数字微波、VHF、光电传输、交直流电源等所有微电子设备的不同功能、不同受保护程度确定防护要点和保护等级。根据雷电引起瞬间过电压的危害的可能侵入的通道,从电源线到数据通信线路都应该做到多级保护。为此我们应采取的防范原则是“整体防御、综合治理、多重保护”,力争将其产生的危害降低到最低点。

1通信设施的防雷措施

通常来说,避免建筑物及设备遭受雷击的方式大致有四种:

疏导,即将雷云中的电荷通过引线疏导至大地,避免直接雷击或感应雷击电流流经建筑物或通信设备,从而使建筑物或通信设备免受雷击。

隔离,即将雷电所产生的过电压和被保护物隔离开来从而避免雷击。

等位,即将铁塔地、天馈线地、设备工作地、建筑物的公共地等置于等电位上。

中和,即释放出异性电荷和雷云中的电荷进行中和,从而阻止雷电的形成。

根据以上的四种避雷方法,具体到一个通信工程的防雷电过电压来说,其主要的措施有以下几种方法。

1.1外部防护

外部防护主要采用避雷针(避雷网、避雷线和避雷带)和接地装置(接地线、地极)来加以防护。其保护原理是:当雷云放电接近地面时,它使地面的电场发生畸变,在避雷针(避雷线)顶部形成局部电场强度畸变,以影响雷电先导入电的发展方向,引导雷电向避雷针(避雷线)放电,再通过接地引下线、接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物免受雷击,这是人们长期实践证明的防直击雷的有效方法。然而,被動放电式避雷针存在反应速度差、保护的范围小以及导通量小等不足。根据现代通信发展的要求,避雷针应选择提前放电主动式的防雷装置,并且应该从30°、45°、60°等不同角度考虑,以做到对各种雷击的防护,增大保护范围,增加导通量。建筑物的所有外露金属构件(管道)都应与防雷网(避雷线或避雷带)连接良好。

1.1.1 安装避雷针或接地装置的要求

1)避雷针应当装在高于天线尖端数米,避雷针与天线之间应有一定的间隔,以防止由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果。一般的做法是避雷针成为天线塔体的主杆,通信天钱却装在避雷针外线大约1.5个波长以外。

2)避雷地线的直流通路的电阻要求足够低,一般为10-50Ω,由于雷电浪涌电流较大,频谱较宽且持续时间短,因此要求必须有尽量小的电感量。

3)接地引入线长度应不大于30米,其材料应采用热镀锌扁钢或铜排,截面积应不小于40mm×4mm。地线不能用扁平编织线和绞合线,因为这两种线电感较大,不利于泄放雷击电流,且容易被腐蚀。要尽可能使用3毫米以上的实心导线,且最好是相同的金属材料。

4)为了增大地表层的过电压的泄放面积,可采用埋设有一定间隔的多根接地体,且相互焊接。如在建筑物的四周以1至2米的间隔埋上10根左右的铜管,并把它们焊接起来。

5)对一些重要的通信工程来说,可以考虑安装放射性避雷装置。放射性避雷装置可以说是目前世界最先进的防雷保护装置之一。放射性避雷装置的关键部分是放射源,它能连续自行发射α粒子,使周围空气电离产生大量电子。在雷电场的作用下这些电子不断加速,对空气产生连锁的多极电离或雪崩电离,形成与电场强度成正比的电子流,这时产生的由放射源指向雷云的电离通导会永不间断地中和及释放空间电荷,把已有的低电场消除掉,把可能形成的高电场降为低电场,从而有效地防止发生雷击,起到显著的消雷作用。这种放射性避雷装置的防护面积较大,其半径大约为260米左右,且安全可靠对人身无伤害。

1.1.2 防感应雷击的方法

除在通信铁塔上安装避雷针或避雷装置的同时,还要注意消除感应雷击,其常用的方法是在天馈系统中安装电涌保护器(SPD)。在天馈系统中安装SPD时应注意以下方面的问题:

1)SPD的接地端必须与地连接可靠,一般要求接地引线应从天馈线入口处外侧的接地线、避雷带或地网引接,且接地电阻不得大于5Ω,不然将会影响到防雷的效果。

2)因存在一定的插入损耗,对天线辐射信号的强度会造成一定的影响,并且还要注意驻波比,一般要求天馈系统的驻波比不大于1.5。

3)安装通信天线时,天线的支撑杆要与铁塔可靠连接,连接电阻等于零。对重要的通信工程而言,除在天馈系统中安装SPD外,还要注意供电系统的防雷,常见做法是在变压器和配电房安装避雷装置。

1.2内部防护

首先是电源部分的防护,因为线路是雷电侵入的主要通道之一。对于高压部分,供电部门有专用的高压避雷装置,而线对线的过压则无法控制。因此,对380V低压线路应进行过电压保护,按国家规范要求应分为3部分:建议在高压变压器后端到通信局(站)配电机房总配电盘的电缆内芯线两端对地加装避雷器,作为一级保护;在楼宇总配电盘至楼层配电箱间电缆内芯线两端对地加装避雷器,作为二级保护;在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端对地加装避雷器,作为三级保护。目的是用分流(限流)技术将雷电过电压(脉冲)能量分流疏导至大地,从而达到保护的目的。分流(限流)技术中采用的防护器的质量、性能的好坏将直接影响防护的效果,因此应选择合格优良的避雷装置。

其次是信号部分的防护,这需要根据通信设备的对雷电的敏感度来确定。建议在所有信息系统进入楼宇的电缆内芯线端时,应对地加装避雷器,电缆中的空线应接地,并做好屏蔽接地。

通信局站内的E1线、网线不应架空走线,特别是移动基站到传输设备的E1线,以及数据通信设备的网线。E1线、网线是室内信号互连线,正常情况下不应架空出户走线。如果由于实际条件出现E1线、网线出户走线的情况,此时应按进局电缆的要求进行E1线、网线的防雷保护,可以采用以下措施来预防雷击的损坏:

1)信號电缆宜穿金属管从地下入局,金属管两端接地,信号电缆进入室内后应在设备的对应接口处加装信号避雷器保护,信号避雷器的保护接地线应尽量短。

2)如果因条件限制,室外电缆无法从地下走线,信号电缆宜穿金属软管进行屏蔽,金属软管的两端应可靠接地,在机房内可连接到机房保护接地排。电缆进入室内后在设备的对应接口处应加装信号避雷器保护,信号避雷器的保护接地线应尽量短。

3)室外电缆采用具有金属外护套的电缆,金属外护套的两端应可靠接地,在机房内可连接到机房保护接地排。 电缆进入室内后在设备的对应接口处应加装信号避雷器保护,信号避雷器的保护接地线应尽量短。

4)出入局站的信号电缆,电缆内的空线对在机房内宜做保护接地。例如:室外引入的E1总电缆内两对同轴线只用了一对,则另一对E1电缆的芯线和屏蔽层可在室内汇接到一块小金属板上,再由小金属板接出一根接地线到机房的保护接地排。

最后是接地处理,接地系统把雷电流引入大地,从而达到保护设备和人身安全的目的。一般建筑物的接地系统有建筑物地网(与法拉第网相接)、电源地(要求地阻<10Ω、逻辑地(也称信号地)和防雷地等。通信设备要求交直流工作地、安全保护地、防雷地必须独立时,如果相互之间距离达不到规范的要求,则容易出现地电位反击事故。因此,各接地系统之间的距离达不到规范要求时,应尽可能使它们连接在一起,如实际情况不允许直接连接,可通过地电位连接,从而保证各类接地点的基准电位是惟一值。为保证系统正常工作,每年在雷雨季节前后或春、秋检修时应定期用精密地阻仪检测地阻值,以确保地阻值始终保持在规定的范围内。移动基站的机房地网、铁塔地网和变压器地网应在地下进行多点的连接,如下图所示。当铁塔设在机房房顶,电力变压器设在机房楼内时,其地网可合用机房地网。

地网间多点连接示意图

2结语

总之,防雷接地对通信设备来说是一个永恒的话题,接地系统的正确与否直接关系到通信设备和人身的安全。根据国际、国内相关技术的发展以及国际、国家和信息产业部的有关设计规范,可以明确以下几点:

1)通信局(站)必须按规范建立在联合接地系统、均压等电位分区保护的基础上。

2)无论是通信大楼,还是通信设施,都必须采用层层防护的原则。

3)防雷装置的接地电阻应符合《建筑物防雷接地规范》与通信行业防雷接地标准。根据各通信机房、基站等所处的环境,应从电缆引入开始安装多级保护器。

4)防雷装置的接地线应尽可能短,因为在雷击情况下,接地线的阻抗主要取决于接地线的电感,而电感主要取决于接地线的长度。因此,接地线应尽量粗、短而直,禁止不必要的弯曲、打圈和迂回,才能达到更佳的防雷效果。

设备防雷 篇12

1 雷电定位

雷电定位是雷击发生后对雷击位置的大致确定, 目前主要为查找电力线路因雷击故障提供位置数据, 为森林雷击火灾提供位置数据等。雷电定位系统的发展已经历了一个较长的时期, 最初是采用雷电波传播的磁场方向来定位, 上世纪70年代开始进入差定位时代。我国起步较晚, 最初是全盘引进、消化吸收, 直到上世纪80年代开始大力研发自己的雷电定位系统。目前全国各地基本上建有比较完善的雷电定位网络, 雷电定位系统的探测站已达上百个, 主要由气象、电力、电信、民航、部队等部门建设和使用, 这些系统在雷电及对流性灾害天气过程的监测、人工影响作业指挥、雷电防护等多方面得到了广泛应用。

2 雷电预警开发

雷电预警是雷击发生前, 预报某地雷击很可能发生。主要为露天作业场所的工作人员等避雷提供依据, 同时也为易燃易爆场所提供避雷依据。由于全球气候变暖, 雷击事故逐年增加, 雷击已经超过了台风等自然灾害成为人类的第一“杀手”。雷电预警是目前世界公认的能大幅降低雷击人员伤亡事故的有效措施, 在欧美等国家的固定露天作业或遇明火爆炸的单位, 雷电预警就如消防一样是必备的安全措施, 但在我国雷电预警还没被重视。

雷电预警最先在欧美等发达国家的军队、气象等行业应用, 后来逐步成了民用产品。欧美等国的法律对生命的保护是非常严格的, 无论是雷击还是其它灾害, 死亡赔偿非常高, 比我国高好几倍甚至十倍。因此, 各用人单位都把保证人身安全放在第一位, 野外作业的单位, 雷电预警都比较完善。现在他们已经有比较完善的预警系统与预警机制, 我国在这方面相对较落后。

欧美雷电预警大体分三个层次, 有效地降低了雷击伤亡事故发生。第一层次是气象部门预警, 气象部门通过电视等渠道预报当地雷电活动状况, 提醒野外人员及时撤离。这类雷电预警信息是大范围的大概的信息, 具体到某个单位就不是非常准确了。第二层次是社会公司提供雷电预警信息服务, 欧美有很多专门提供雷电预警信息服务的公司, 有需要的单位, 可以购买为其特制的雷电预警信息, 按月或按年收费, 这类公司都组建了自己的雷电预警系统, 服务范围相当大。比如一个大型农场, 为使其管理作业人员及牲畜免遭雷击, 可以找这类的公司购买一个指定位置, 指定范围, 指定预警级别的雷电预警信息服务, 目前我国还没有专门提供雷电预警信息服务的公司。第三层次是单位自建雷电预警系统, 商业性的雷电预警信息价格不低, 而且是被动地接受信息。如果长期需要更详细、更准确地掌握雷电活动情况的单位, 一般自建雷电预警系统, 自建的雷电预警系统, 更直接、更有效。比如, 我国所有的卫星发射基地安装了雷电预警系统, 2008年奥运会所有场馆都按照国际奥委会的要求安装了雷电预警系统, 某些大型的化工厂也安装了简易的雷电预警系统。

雷电预警技术主要依据雷云的电特性及其放电产生的电磁现象。主要技术包括:

(1) 卫星监测。由卫星来监测雷云的活动情况及运动趋势来判断分析雷电活动规律, 卫星直接从高空监测雷云的活动状态, 这种方式只能大概地大范围地 (几百上千公里) 预测雷电活动情况, 而且, 预测的时间都是10小时或更长时间后的雷电活动情况, 需要专业人员对卫星信息进行分析后得出结论。因此, 卫星监测雷电适合于气象部门研究大范围的雷电活动规律。

(2) 雷达监测。雷达通过接受到的雷云反射波来分析雷云的活动规律, 雷达的监测范围一般为几十到几百公里、几小时内的雷电活动情况, 雷达监测雷电也需要专业人员对雷达信息进行分析研究后得出结论, 因此也只适合于气象部门, 目前我国气象部门的雷达已经联网, 能更大范围地监测雷电活动规律。

(3) 雷电探测器监测雷电。雷电监测器一般能探测到几百公里以远, 能直观地确定雷击的位置及雷电活动的轨迹是其最大的优点, 但是, 雷电探测器只能是有闪电后才能探测到雷击, 是事后分析。

(4) 大气电场仪监测雷电。雷云要对地放电最关键的条件是雷云对大地的电场强度要达到某个值以上, 因此, 监测雷云产生的电场可以分析出雷电的活动情况, 电场仪24小时不间断地监测大气电场, 记录着每时每刻的电场数据, 这些数据与正常数据对比可分析雷电发生的可能性。电场仪监测的是近距离内的雷云对地的电场, 因此, 电场仪只适合于10km内的小范围内的雷电监测。大气电场仪作为雷电预警, 成本相对比较低, 但还需要专业人员分析, 因为当地的地形、地质、空气潮湿度、风速等都影响到雷云对地放电的可能性。目前大部分雷电预警系统最基本的原理是采用了电场仪, 这类预警系统设置一个门嵌电场, 当监测到的电场超过设置值时就报警。正因为决定雷云对地面放电与否的因素很多, 同时雷云快速移动到本地, 电场仪不能提供更多的提前时间预警, 所以这类雷电预警系统的准确率不高。

(5) 综合监测系统。上面说到的几种雷电预警方式各有优缺点, 如果能综合应用则效果很好。目前欧美等已经开发出这类综合雷电预警系统, 实际应用效果显著。

3 雷电预警运行

雷电预警在国外最初是军队、气象等行业在应用, 现在已经发展成民用产品, 目前雷电预警系统广泛用于:

(1) 矿山、石化、码头、农场、养殖场、垃圾填埋场、铁路公路施工场地、电力线路安装等野外作业场所。

(2) 田径场、高尔夫球场、水上运动场等露天运动场。

(3) 游乐场、海滩、旅游景点等人员集中的露天娱乐休闲场所。

(4) 大型广场、学校操场等人员经常性集中的露天公共场地。

(5) 机场、大型车站等露天的公共场所。

(6) 军队等的各种野外训练场、马匹及警犬等训练场。

(7) 卫星发射场、地面测量实验场等不能有雷电干扰的工作或实验场地。

(8) 其他经常性有人员集中的露天场所。