电子设备的防雷保护

电子设备的防雷保护（通用8篇）

电子设备的防雷保护 篇1

1 雷电的形成

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。

将几种避雷器结合使用,可以得到更佳的避雷效果。这种组合可以对付直击雷和感应雷害。此外,铁塔一定要靠地接地;接地线用铜线时,其横截面要大于30mm;用铝线时,其横截面积要大于50mm;接地电阻要小于几十欧姆。无线电设备的天线不要再安装避雷针,否则会增加落雷的机会。

通信设备防雷及过电压保护 篇2

【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.

电气设备的防雷接地与保护 篇3

如果对电气设备做了保护接地, 就会形成故障电流, 故障电流返回电源的通路时, 电源电压就会立刻减少为故障电流在保护接地线和接地电阻上产生的电压降, 比220V小许多。与此同时故障电流还可以使电气设备配电线路首端的保护电器产生动作而及时将电源切断, 接触故障设备的人可不致被电击致死。同理, 为防止常见的接地电弧火灾, 也必须设置保护接地。雷电流电磁脉冲在空间形成电磁场, 对人体、火灾、爆炸电子电路等影响非常大, 比如它的频率直接导致开关电路失效造成闭锁短路。按照经典香农定律采样频率要大于干扰型号的2倍。霍尼韦尔认为磁场强度H, 是角度电流等的偏导数, 遇到汽车金属会扭曲。它的强度是可以用COMS传感器测量的, 最后变成电荷放大器的电量, 它的抗干扰方法辐射模拟电路放大电路ADC IC, 采取14位格雷码, 共模电压范围是-0.2-2v左右。

2 电气设备接地的相关要求及其主要类型

2.1 电气设备接地的相关要求

一切电气设备必须要按照国标GB14050《系统接地的形式及安全技术要求》来做防雷接地保护。保护接地除了用于实现规定的保护接地和工作接地之外, 不能作其它的用途。对接地保护有特殊要求的, 比如弱电系统、中压系统以及计算机系统, 为中性点直接接地或者经小电阻接地时, 要按照国家相关专项规定执行。

2.2 电气设备接地的主要类型

2.2.1 电气设备中的工作接地。

为了保障电气系统或者电力设备的运行要求得到有效满足, 要将电力系统上其中的一点进行接地处理。例如各种电力系统的中性点和电路的工作接地等。

2.2.2 电气设备的防雷接地。

电气设备的防雷接地是为了避免雷电过电压损坏电气设备, 将过电压保护设备进行接地, 比较常见的有避雷器以及避雷针等。

2.2.3 电气设备的保护接地。

为了防止电气设备的绝缘受到不同程度的损坏, 电气设备金属外壳的对地电压必须要限制在某个安全电压范围之内, 以防止人身以及电气设备遭受电击事故。因此, 需要将电子电气设备的可能被人体接触的外露部分做接地处理。比如, 照明器、变压器以及电动机具外壳;常见的民用电器的金属外壳比如电冰箱、洗衣机等;杆塔上的架空地线钢筋、装在塔上的设备的外壳和支架、混凝土杆塔的钢筋以及架空线路的金属杆等;变配电所内不同种类电气设备的支架和底座等。

2.2.4 电气设备的屏蔽接地。

为了防止电气设备受到电磁干扰而影响其工作, 或对其他相关电气设备造成电磁干扰而对电子电气设备进行接地处理。例如各种高频电气设备的金属外壳要进行接地处理等。

3 按接地的作用分类

3.1 接地接零保护

电气设备的接地接零的相关要求。在保护零线时宜采用多股铜线, 不能使用独股铝线。因为单相制的相线截面和零线截面相同, 在对三相四线制的工作零线进行保护时, 保护零线要大于相线截面的二分之一。接地保护控制线要和零线匹配, 工作零线要和保护零线分开, 两者不能够合为一条线。零线上禁止加设开关和熔断保险, 零线不能够串联, 行灯变压器保护零线和电焊机之间不可以有接头, 螺柱等不可以当作导体使用。零线和设备以及端子板连接一定要牢固, 不可以虚接, 要满环3 600。在无正式压接线鼻子时, 线端的缠绕一定要紧实, 并要加垫压满, 注意压点一定要设在明处。在平原或者郊区处, 附近没有高大建筑物, 虽高度不足20m仍需设避雷保护。塔式起琅机的轨道, 一般应设两组接地装置。对塔线比较长的轨道要在每隔20米的地方补做一组接地装置, 它的接地电阻不超过4欧姆。在现场的配电箱终端一定要重复接地。

3.2 屏蔽地

屏蔽地是为避免电磁感应而对建筑物金属屏蔽网、视频线和音频线的屏蔽金属外皮以及电气设备的金属外壳和屏蔽罩进行接地的一种防护办法。在所有接地之中, 屏蔽地是最为复杂的。屏蔽本身就能够防止外界干扰, 还可以通过屏蔽对外界构成一定程度的干扰, 而在设备内部的各个元器件之间也必须防电磁干扰, 比如比较常见的电子管屏蔽罩以及中周外壳就是例子。如果接地不当、屏蔽不良就会造成干扰, 干扰主要有交流干扰和高频干扰。屏蔽和正确的接地是避免电磁干扰最好的保护方法。可把PE线和电气设备的外壳连接。

3.3 信号地

信号地就是每个电子电路的基准电位点。信号地的作用就是保证电路有一个相对统一的基准电位, 避免出现浮动而造成信号误差。信号地的连接方法就是相同电气设备的信号输入端和信号输出端地不可以连在一起, 应该保持分离的状态。后级电气设备的输出地只能和前级电气设备的输入地相连接。不然信号就可能通过地线而形成反馈, 导致信号的浮动。

4 小结

接地从字面上来看是显得十分简单, 但是对于经受过雷电挫折和电磁干扰的人来说就是很难掌握的一门技术。在实际的电磁兼容设计过程中, 接地是比较困难的一项技术。所以, 一定要做好防雷接地工作, 确保电气设备的正常工作, 做好安全防护。

摘要：电气设备的防雷接地主要是通过接地装置来实现的, 而接地装置又主要是由接地体和接地线组成的。本文分析了电气设备接地的相关要求及其主要类型, 论述了电气设备防雷接地的概念及其意义, 以供参考。

浅谈电子防雷避雷与保护 篇4

1.直击雷。带电云层与大地上某一点之间发生的猛烈放电过程, 我们称之为直击雷。它是一种迅速猛烈的放电, 每次放电大约在几微秒内释放相当大的能量;其放电时的空气温度有时高达两万度, 在极短的时间内放电电流可达到几十到几百千安。因此, 直击雷对建筑物、人、畜、树木等危害巨大, 简直无法保护和躲避, 电子设备也不例外。

2.感应雷。感应雷的产生主要来自两个方面:一个是直击雷发生后地面某一范围内散流电阻大, 以至于出现局部的高电压感应;另一种则是直击雷在放电过程中强大的脉冲电流对周围导线或金属物体发生电磁感应, 而产生高电压或发生放电闪击 (又称二次雷击) , 因此说感应雷是由高电压感应和雷电流产生的电磁感应两种原因造成的。感应雷对各种电子设备的损害极大, 由于它的覆盖范围比较远, 有时甚至可侵害几公里外的电子设备。电子设备的雷击损坏90%以上为感应雷。因此, 对感应雷的防护就是电子防雷的重点。

3.球雷。球雷也就是通常所说的”滚地雷”或“落雷”。这种雷一般直径在10到20公分大小, 直径最大时可达到一米, 颜色为红色或橙红色火球, 常从窗户、门、管道口等进入建筑物内部, 造成破坏, 引起火灾。

二常见易遭雷击的区域

根据对雷灾事故的分析研究和实验证明:雷击区域与地质结构有关。因为雷电在先期放电过程中, 大地中的先导电流主要沿着电阻率较小的路径流通, 所以说下列几种情况遭受雷击的可能性比一般地区要多。

1. 土壤电阻率较大的山区和平原, 特别是山坡与稻田接壤的地段和不同电阻率土壤的交界地段。

2. 湖泊沼泽地, 湿地, 低洼地区, 地下水位高的地区;有金属矿床的地区, 河岸, 地下水出口处。

3. 空旷平野上的孤立突出的建筑物、凉亭、大树、草棚, 高耸的铁塔, 高楼大厦等。

4. 金属结构的建筑物, 内部有大型金属体的厂房, 或内部经常潮湿的房屋。

5. 高低并排的烟囱或排气管道。

对以上易遭雷击区域的了解, 有助于我们在这些区域内安装广电设备或架设传输线路时, 提前进行防雷规划、设计和防护。

三雷电的危害

1. 感应雷危害。

直击雷一次只能袭击一个小范围的目标, 而一次感应雷击却可能使一个较大范围内的多个小局部同时遭受损失;并且感应雷击可以通过电力线、信号线等传输到很远, 造成雷击范围的扩大。当这种感应雷击发生在低压架空线路附近或上空时, 其感应高电位最大可达100 kV以上;在电讯线路上也可高达40 kV到60 kV, 对各种线路电子设备或装置造成损坏。

2. 电磁波危害。

由于巨大雷电流有极大的峰值和陡度, 雷击后会在其周围产生瞬变电磁场, 所有处在该瞬变电磁场中的导体都会感应出较高的电动势, 产生脉冲电磁波辐射;虽然感应雷的波头 (由零至幅直) 一般只有几秒, 波尾也只有几十微秒, 但它包含丰富的高次谐波, 其基波频率大的为几千赫兹 (kHz) , 因此, 它对电子设备, 特别是通讯等设备却具有巨大的破坏力。而且由于雷电流峰值大, 陡度高 (变化率大) , 瞬变时间相短, 感应电压高, 可能还会产生电火花或闪击。

3. 地电位反击。

指雷击大地或接地体时, 引起地电位上升而波及附近的电子设备, 这种危害常通过接地体入侵连接在接地线上的电子设备, 或线路器材与传输设备, 导致设备损坏。

四雷电入侵设备的几种方式与途径

1. 雷电闪击到建筑物时, 雷电能量通过的电位反击, 各种耦合机制 (电流耦合、电感耦合、电容耦合) 及电磁脉冲辐射等方式沿供电线路、通讯线路、网络线路和金属管线进入设备, 造成设备的损坏。以雷击中心1.5 km~3 km为半径的范围内, 雷电电磁脉冲辐射可通过各种线路进入设备;

2. 在输电线路上发生雷击时, 线路上产生或线路通过雷击区段感应的高电压和雷电流, 也会沿着线路传送, 直到设备, 造成设备的损坏。

3. 雷云与雷云之间放电, 同样会产生雷电浪涌;或者云层带电, 使地面上某一建筑物表面或长导线感应带异电荷而产生电涌, 通过各种线路进入设备。

五电子防雷技术的应用发展与保护方式

(一) 电子防雷技术的应用发展

1. 避雷针 (带、线、网) 。

自从富兰克林发明避雷针后, 后续发展的技术包括了各种类型的避雷针、避雷带、避雷线、避雷网、接闪器的推广使用, 但它们仅限于直击雷击的防护。

2. 放电管。

作为电子防雷的早期产品, 放电管在对信号的防雷和小型电子设备的保护中, 曾发挥过一定的作用;但由于放电管产品的通流量等技术的局限性和使用寿命的限制, 以及电子电路的高度集成, 单独的放电管防雷保护, 不能有效地对感应雷击进行防护。

3.“等电位”防雷产品。

上世纪末兴起的等电位防雷产品, 采用的是等电位原理, 采用相关的电子限压型或电压开关型器件、电感器件、耦合器件等组成, 串接和并接在各种被保护的电子设备前, 在雷击时快速反应, 构成瞬间短路, 拉平电位, 使各导体电位相等;并快速泻放雷电流, 从而保护设备免遭雷击。由于沿袭传统的接地防雷的模式进行设计, 产品在使用中还需防雷分流接地的通道。

4.“等电位截流技术”防雷产品。

进入21世纪, 随着防雷技术的进一步发展, 在原有等电位防雷技术的基础上, 一种新的“等电位截流”防雷技术应运而生, 产品选用新型的电子材料制成的元器件, 它采用各导体电位相等连接的原理, 瞬间短路拦截雷电流, 并吸收和限制雷电能量, 类似于水库大坝拦截上游洪水一样。这种技术最大的优点在于: (1) 不需要做“防雷接地线”, 安装简单、方便, 特别适用于室外、野外的传输设备、电子设备、无线电收发设备、电源设备和低压电器的防雷保护。 (2) 弥补了早期的“等电位”防雷技术设计的缺陷, 更耐雷电流的冲击, 防雷效果更佳, 更可靠。 (3) 可以有效地防止地电位对设备的反冲击。

5. 系统防雷工程。

由于通讯、广电、电力、信息、安防、监控、智能管理等各类系统网络的急速发展及大量电子设备的投入使用, 特别是重大的昂贵的电子设备及重要的机房、信息处理中心、监控室等重点部位对直击雷防护和感应雷防护具有双重保护的要求, 这种情况就必须考虑进行综合性系统防雷工程建设, 也就是对直击雷和感应雷击的全方位保护。

浅谈电子防雷避雷与保护 篇5

1 雷电的形式与雷电灾害的分类

■1.1雷电的形式

1.1.1感应雷

电子设备最容易遭受感应雷的破坏。它有两种产生形式,一种是高电压感应,一种是雷电流产生的电磁感应。

1.1.2直击雷

直击雷的危害很难以想象,对于灾害发生很难发现预测。既然这种雷电形式的危害不可避免,很难发现预测,那么我们未雨绸缪,采取电子防雷避雷的方法最大限度地减少损失。

1.1.3球雷

这是一种可怕的雷电形式。它通常以红色火球的形态经门窗等而入,造成火灾的发生,令人猝不及防。

■1.2雷电灾害的种类

1.2.1感应雷灾害

感应雷灾害发生的目标范围较小,但是危害却是巨大的。它经过电力设备的电线传输,传输的范围越大,破坏就越大。这种灾害对电子设备装置的破坏是非常严重的。

1.2.2电磁波危害

这种雷电危害对通讯设备有强烈的破坏性,导致通讯设备失去信号,长时间处于瘫痪状态。当遭受雷击之后,在附近瞬间产生强烈的电磁场,在电磁波辐射影响下,通讯设备极易受到破坏。

2 防止雷电灾害的措施

■2.1电力设备接入保持在不受影响的范围内

雷电对电力设备的损坏是通过线路遭到电击导致设备引起火灾,或雷电的高温引起设备烧灼。通常雷电灾害也是有影响范围的,在接入设备时将接入范围扩大到影响范围之外,一般不受影响是在1.5km-3km为半径的范围之内 [1]。

■2.2及时将手机关机

雷雨天气及时关掉电源是常识,但是有些人不注意将手机关机。有些人认为手机体积小,在雷雨天使用手机不会带来伤害,其实手机等一类具有辐射的电子产品最容易受到雷击,有些人在雷雨天气还在打电话和玩游戏,这是十分危险的。因此在雷雨天气中不要放松警惕,记得及时关机。不要打电话,尤其在高层建筑、大树下接打电话。

3 电子防雷避雷技术

■3.1应用发展

3.1.1避雷针

物理学家富兰克林发现雷电的发生原理之后,发明了避雷针,随后出现了各种类型的避雷针,出现了许多像避雷针类似的避雷带、避雷线等避雷设备 [2]。

3.1.2放电管

放电管是一种早期防雷的产品,具体用于小型电子设备的防雷保护。但是在技术方面还有缺陷,使用寿命时间短,不能应用于防护感应雷灾害。

■3.2电子防雷避雷技术设备

3.2.1中光ZGB2信号系列电子避雷器

感应雷电对电子设置装备的破坏性是非常严重的,中光ZGB2信号系列电子避雷器能够很好地减少感应雷电的破坏性。它能够阻止雷电冲击波,目前这种信号系列电子避雷器共有六大种类,十四个品种。

■3.2.2中光ZGF系列全方位多功能防雷器

这种系列的防雷器突出特点是全方位、多功能。360度无死角,集防雷避雷与消雷功能于一身,另外还有自动报警和雷电记录的功能。其克服了其它避雷设备的缺陷不足,取得了重大突破。

4 结语

电力系统配网设备防雷保护研究 篇6

雷电是一种自然现象, 随意性很大, 是电力系统中的主要灾害之一，其危害也十分严重，它能造成电器设备损坏，电力系统停电，建筑物及；电力设施着火、爆炸；也能造成严重的生产设备事故和人身伤亡事故。在电力系统中。其实据雷电活动规律, 配网防雷还是有一定方式, 一般根据电压等级、负荷性质、系统运行方式、有运行经验、雷电活动强弱、地形地貌的特点土壤电阻率的高低等条件, 通过经济技术比确定。因此，采取有效的防雷措施十分重要。

2 配电变压器的防雷保护

配电变压器的防雷保护接线如图1所示。

2.1．配电变压器3～10KV侧应当用金属氧化物避雷器或阀型逼雷器保护。

个别情况也可用两相阀型避雷器加一相间隙 (同一配电网中, 间隙必须装在同一相导线上) 保护或两相间隙保护, 也可用管型避雷器代替阀型避雷器。为了防止残压损坏变压器绝缘, 保护设备应尽量靠近变压器安装。

为了避免雷电流流过接地电阻及其所产生的压降IR与避雷器的残压叠加作用在变压器绝缘上, 应当将避雷器的接地线和变压器铁壳 (图1中虚线) 连在一起接地, 使作用在变压器高压侧主绝缘上的只有阀型避雷器的残压。但这时接地体和接地引下线上的压降将使变压器铁壳电位大为升高, 可能发生由铁壳向220/380V低压侧逆放电。所以必须将低压侧的中性点也连在变压器的铁壳上。这样"水涨船高", 低压侧电位也被抬高, 铁壳与低压侧之间就不会发生闪络了。这种接法的缺点是高压侧落雷时可能传到低压侧用户中去, 对用户引起危险, 因此应加强用户设备的防雷, 以弥补之。

2.2．由于下述两方面的原因, 变压器高压侧的损坏可能是由低压侧引起的:

当3～10KV侧落雷时, 阀型逼雷器动作, 在接地电阻上产生压降IR, 以5KA和7Ω计, 则IR=35KV。这一压降的绝大部分都加在低压绕组上。经过电磁感应, 在高压绕组上将按变压比出现高电压。例如10/0.38KV变压器的变压比为26, 故10KV绕组两端冲击电压将达26*35=910 (KV) 。由于高压绕组出线端的电位受避雷器固定, 所以这个910KV高电位沿高压绕组分布, 在中性点上达最大值, 可将中性点附近的绝缘击穿;同时匝间电压很大, 也可能将高压绕组的层间或匝间绝缘击穿。

如低压侧线路落雷, 作用在低压侧的冲击波按变压比感应到高压侧。由于低压侧绝缘裕度比高压侧大, 所以有可能在高压侧先引起绝缘击穿。

综上所述, 无论高压侧落雷, 还是低压侧落雷, 高压绕组绝缘都有可能被击穿。所以, 按图1在低压侧装设保护装置, 限制在低压绕组上可能出现的过电压, 从而也就保护了高压绕组。

35/0.4KV配电变压器, 其高、低压侧均应用避雷器作保护。

低压中性点不接地的配电变压器, 应在变压器低压侧中性点与变压器铁壳间加一个击穿保险器 (即小型空气间隙) 。

为了减小避雷器残压损坏变压器绝缘, 无论高压或低压避雷器的接地点到铁壳间的连线越短越好。

3. 柱上开关和负荷开关的防雷保护

3～10KV柱上油开关和负荷开关, 应用避雷器保护, 也可用间隙保护。经常断路运行而又带电的柱上油开关、负荷开关或隔离开关, 应在带电侧装设避雷器或保护间隙, 其接地线应与柱上油开关等的金属外壳连接, 且接地电阻不应超过10Ω。这是因为经常开路运行并且带有电压的柱上油开关或隔离开关, 当任何一侧线路上落雷时, 由于雷电波的反作用而使电压升高1倍, 引起绝缘闪络击穿的事故。

4. 配电线路的防雷保护

4.1.35KV及以下的线路, 因绝缘薄弱, 装避雷线的效果不大;而且大多成网状供电, 这对保证安全供电是有利的, 所以一般不沿全线装设避雷线。只是由于变电站进线保护的需要, 才在进线段装设1～2km的避雷线作进线保护。

对3～10KV的架空配电线路, 它们的绝缘通常只有一个针式绝缘子, 比35KV线路要低得多, 如果装设避雷线反而容易造成反击, 不如不装避雷线。

4.2.35KV及以下的线路的防雷, 是利用钢筋混泥土杆的自然接地作用和中性点非直接接地作用。同时, 自动重合闸的作用也很重要, 重合闸的成功率为50%～80%。

4.3. 对35KV及以下的线路适当加强绝缘对防雷是有好处的, 因此, 在某些不能满足安全供电要求的情况下, 可因地制宜采用高一等级的绝缘子。在机械强度许可的条件下, 利用瓷横担以提高绝缘是一个很好的办法。在个别木材较多的地区, 也可因地制宜采用木横担, 充分利用木材本身的冲击强度来加强绝缘。

4.4. 运行经验证明, 消弧线圈能使单相接地电弧全部熄灭。由于110KV以下的铁塔线路绝缘较弱, 所以单纯采用架设避雷线的方法收效不很明显, 还必须配合采用消弧线圈。

4.5. 在线路的个别绝缘弱点, 以及变电所进线段加装管型避雷器, 当雷击线路时, 管型避雷器间隙被击穿, 使雷电流泄入大地, 工频续流被裁断, 从而避免了线路跳闸事故。

5. 架空线路绝缘子铁脚接地问题

低压架空线路的绝缘子铁脚宜接地, 其接地电阻不已超过30Ω。土壤电阻率在200ΩM以下的铁横担钢筋混泥土杆线路, 由于连续多杆自然接地的作用, 可不另设接地装置。屋内有电力设备接地装置的建筑物, 可在入口处将绝缘子铁脚与该接地装置相连, 就不必另设接地装置。人员密集的公共场所, 如剧院和娱乐场、教室等的接户线, 以及由木杆或木横担引下的接户线, 其绝缘子铁脚应装设专用的接地装置。而钢筋混泥土电杆的自然接地电阻不超过30Ω的除外。年平均雷暴日不超过30的地区、低压线被建筑物等屏蔽的地区以及接户线距低压线路地点不超过50m的地方, 接户线绝缘子铁脚可不接地。

6 电能表的防雷保护

在多雷区或易击地段, 直接与架空线相连的电能表, 宜装金属氧化物避雷器防雷。

结束语

雷雨时, 配网运行管理过程中, 经常遇到雷害, 造成线路开关跳闸, 给用户及配网管理带来不必要的经济损失, 使供电可靠性指标受到影响, 供电优质服务工作比较被动。但是, 雷电活动有一定选择性, 个别地方经常受到雷击, 通常称为雷电活动的易击点, 一般每个地区都有一些易击点, 只要认真分析历史记录, 对照雷电活动规律, 总是可以拿捏的。

参考文献

[1]《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》 (GBJ64一S3) .

[2]雷电波侵害配电变压器的机理及防雷措施《供用电》2004年.

[3]郭捷, 刘春生, 配电变压器雷害事故分析与防雷保护措施探讨.长安电力学院学报, 2005.

电子设备的防雷保护 篇7

1 变电站遭受雷击的主要原因

电力系统在正常运行时，电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下，但是由于雷击过电压的原因，供配电系统中某些部分的电压会大大超过正常状况下的数值，通常情况下变电站雷击有几种情况：一是雷直击于变电站的设备上；二是架空线路的雷电咸应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站；三是通讯线路遭雷击侵入变电站电脑系统。其具体表现形式如下：

(1）直雷击过电压。雷击直接击中电力装置时，形成强大的雷电流和较高电压，将产生有破坏的热效应和机械效应，将设备损坏。（2）感应过电压。当雷击在架空导线上方，由于静电感应，在架空导线上积聚了大量的异线束缚电，在雷云对大地放电时，产生很高的过电压，此过电压会对电力网络造成危害。

因此，架空线路的雷电感应过电压和直击过电压形成的雷电波沿线路（通讯线）侵入变电站，是导致变电站雷害的主要原因，若不采取防护措施，势必造成变电站设备绝缘损坏，并引发事故。

2 变电站防雷的原则

针对变电站的特点，其总的防雷原则有三个方面：

(1）将绝大部分雷电流直接接闪引入地下泄散（外部保护）。（2）阻塞沿电源线或通讯线引入的过电压波（内部保护及过电压保护）。（3）限制被保护设备上浪涌过压幅值（过电压保护）。

具体分析为：

(1）外部防雷和内部防雷。避雷针或避雷带、避雷网引下线和接地系统构成外部防雷系统，主要是为了保护设备、建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止雷电和其他形式的过电压侵入设备中造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的。（2）防雷等电位连接。为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差，就特别需要实行等电位连接，电源线，信号线，金属管道等都要通过过电压保护器进行等电位连接，并最后与主等电位体相连。

3 变电站防雷的具体措施

3.1 变电站进线段的防雷保护

变电站的进线不外乎两种情况：一是架空进线，二是电力电缆进线。

架空进线段的保护，就是指在靠近变电站1～2Km的一段线路上采取加强防雷保护措施。变电站进线段保护的作用，就在于限制流经避雷器的雷电流幅值和侵入波陡度。对于全线无避雷线的线路，在靠近变电站1～2Km的一段进线上必须架设避雷线，保护角为20°左右。对于全线有避雷线的线路，我们把变电站附近2Km长的一段线路列为进线保护段，在这2Km的进线段内，避雷线的保护角应适当减小。由于采取了进线段保护措施，在进线段内落雷的机会非常少。而进线段以外的落雷，在侵入变电站的过程中其幅值和陡度都将受到限制。

电力电缆进线的保护，就是指在电力电缆进线侧和电力电缆出线侧加装相应电压等级的避雷器，一方面保护操作过电压，另一发面保护因雷电造成的过电压。

3.2 变电站母线段的防雷保护

变电站母线是汇集和分配电能的通路设备，他的主要作用是汇集、分配和传送电能。由于母线在运行中，有巨大的电能通过，短路时，承受着很大的发热和电动力效应，因此，必须合理加装与之匹配的避雷器进行防雷保护，以满足安全经济运行的要求。变电站的每组母线上，都应装设相应电压等级的阀式避雷器或金属氧化物避雷器。所有避雷器应以最短的接地线与配电装置的主接地网相连，同时应在其附近装设集中接地装置。并且，所有的被保护设备均应在避雷器的保护范围内，与避雷器之间的距离应满足最大距离的要求。母线避雷器安装如图1所示。

3.3 三绕组变压器的防雷保护

当三绕组变压器的高压侧或中压侧有雷电过电压来袭时，通过绕组间的静电耦合和电磁耦合，其低压侧绕组上也会出现一定的过电压，最不利的情况是低压绕组开路状态这时静电分量可能很大而危及绝缘，考虑到这一分量使低压绕组三相导线电位同时升高所以，只要在任一低压绕组加装一只该电压等级避雷器即可。中压绕组也有开路可能，但其绝缘水平较高，一般不需要加装避雷器来保护。

3.4 变压器中性点保护

变压器中性点绝缘一般有两种情况，一是全绝缘、二是分级绝缘。当中性点为全绝缘时，一般不需要采取专门保护，但在变电站只有一台变压器且只有一路进线情况下仍需在中性点加装一组与绕组首段同样电压等级的避雷器，这是因为在三相同时进波的情况下，中性点最大电压可达绕组首端电压的两倍。

当中性点为分级绝缘时，则必须选用与中性点绝缘等级相当的避雷器加以保护。变压器中性点避雷器接线如图2所示。

结语

总之，变电站的防雷保护，在电力生产和设备安全方面有着举足轻重的作用，只有合理选择设备与之匹配的技术参数，才能使电力设备的安全运行打下良好的基础，电力企业的安全发展才能创造一个良好的长周期的安全局面。

摘要：防雷保护是变电站的重要保护之一, 做好防雷保护具有重大意义。变电站的防雷保护包括进线段的防雷保护、母线段的防雷保护、三绕组变压器的防雷保护和变压器中性点保护。

关键词：变电站,主设备,防雷保护

参考文献

电子设备的防雷保护 篇8

关键词：750kV输电线路,变电设备,防雷保护工作

前言

随着我国经济的快速增长, 人们生活水平有了很明显的提高, 工农业也得到了快速的发展, 由于人们生产生活需求的增加, 对电能的需求量加大, 我国为了满足人们日益增加的需求, 对电力系统进行了不断的改革和完善, 从根本上改变了我国十几亿人民的用电问题, 同时也使电力系统的综合水平得到了明显的提高, 但在此期间, 环境的破坏, 全球气候变暖等诸多原因导致雷电天气增加, 各类雷电所致的损害事件频繁发生, 特别是雷电对高压变电设备的破坏性已成为当前电网事故的主因, 雷击的影响造成电网的大面积停电, 影响工农业生产和人们正常的生活, 影响了社会的稳定性, 因此电力系统的防雷建设势在必行, 有效的形成配电线路及变电设备的防雷保护是防雷建设的基础。

1 雷电的形成原因

近年来, 随着气候的变暖, 雷电天气有所增加, 雷电发生时形成大量的正电荷, 同时因为天气的原因形成强大的电场, 当电场中电荷强度高于大气中的游离电荷时, 就会发生强烈的发生现象, 导致雷电的产生。雷电不仅是一种自然现象, 还是一种常见的自然灾害, 不仅会造成人们财产的损失, 严重的会造成人员的伤亡。因此当雷电发生时, 750k V超高压变电设备具备有导体的作用, 通过直击雷过电压或者感应过电压使其很容易遭受到雷电的袭击。

2 超高电压变电设备的防雷原则

根据750k V超高压变电设备的遭雷击的产生原因和表现形式来分析, 可以将其防雷原则概括为:

1) 安装避雷针或增设避雷管网, 雷电发生时避雷针或避雷管网会装过电压传输到大地, 通过地表使电流消散, 从而形成一个保护系统。

2) 对于设备保护区内的相关电源线路与避雷过压保护装置进行等电位连接, 以阻塞雷电电流沿电源线、数据传输线或信号线引入的过电压波对变压设备的损害。

3) 在变电所内对设备进行变电压保护, 使相关设备在雷电时产生的过电压现象形成有效的保护。

3 对超高压变电设备的防雷保护的具体措施

第一, 变电所的直击雷防护。避雷针、避雷线路管网的建设是有效避免雷击事故发生的外部保护中的最行之有效的措施, 通过将避雷针直接装配到750KV的超高压变电装置的结构架构体系上, 利用避雷针的高电位导向性作用影响, 将雷击电流最大限度的安全导向大地深处进行排泄, 而不致使雷击电流的破坏影响力直接用作用在电气设备上, 避免成为雷电的接收导向器, 从而保护了附近绝缘水平比它低的设备免遭雷击。

第二, 变电所对侵入波的防护。对于750KV超高压变电设备而言, 其本身具有的内部绝缘环境水平较高, 因此, 采用在超高压变电设备的进线上位置上, 装设阀型避雷器的方式, 可有效的防止侵入波防护对于超高压变电设备的破坏。阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻, 目前, FS系列阀型避雷器为火花间隙和非线性电阻, 其主要用来保护小容量的配电装置SFZ系列阀型避雷器, 主要用来保护中等及大容量变电所的电气设备;FCZ1系列磁吹阀型避雷器, 主要用来保护变电所的高压电气设备。

第三, 变电设备的进线防护。如果在靠近超高压变电设备的进行上没有装设必要的避雷线, 一旦在下行雷的放电作用下导致其进线遭受雷击现象, 那么雷电电流在流经避雷器区域时, 不仅其陡度将会超过可控范围值内, 更会使电流幅值可增加至5k A以上, 如此情况下猛增的电流强度将会对变电设备线路造成严重的破坏。因此, 为将流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度进行最大程度上的限制, 降低雷电电流经过进线与变电设备进行串联反应, 在变电设备的进线区域上设置防雷保护势在必行。当线路上出现过电压时, 将有行波沿导线向变电所运动, 其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压, 线路的冲击耐压比变电所设备的冲击耐压要高很多。因此, 采取将避雷线装设在靠近变电所的进线上便成为了对于变电设备进线防雷防护的主要措施。

第四, 变压器的防护。在靠近变压器部位处安装避雷装置, 可有效的防止因雷电波通过线路入侵而对绝缘装置的损坏, 最终导致变压器受损, 干扰变电设备的正常运转。在装设避雷器时, 以越靠近变压器的位置为宜, 通过采用减少连线的长度的方式, 以便于降低雷电电流在通过线路连接线上的电压值。

第五, 变电所的防雷接地。除了需满足超高压变电设备的防雷需求外, 还需要按照变电设备运转的安全和工作接地要求铺设一个统一的系统性的接地网络, 然后在避雷针和避雷器下面增加接地体, 或者在防雷装置下敷设单独的接地体, 以满足对整体超高压变电设备的防雷的要求

4 结束语

变电设备作为电网的重要组成部分, 担负着电能的转化任务, 所以变电设备的安全运行直接着工农业生产和人们的生产、生活的正常进行, 在超高压变电设备上做好防雷保护是十分必要的, 因此要针对750kv超高压变电设备的特点, 采取相应的措施做好超高压设备的防雷工作, 尽量做到防雷的覆盖面形成规模, 防雷点的设置要精确, 这样才能达到超高变电设备的防雷要求, 保证电网的安全运行。

参考文献

[1]许颖.变电所防雷保护几个问题浅见[J].电网技术, 2000年04期.[1]许颖.变电所防雷保护几个问题浅见[J].电网技术, 2000年04期.

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