現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù).doc

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1、現(xiàn)代大樓雷電防護(hù)技術(shù)摘要:本文簡述了雷電的形成、特性和活動規(guī)律,試圖結(jié)合防雷技術(shù)規(guī)范介紹現(xiàn)代大樓的防雷措施。文后介紹電源系統(tǒng)的雷電防護(hù)、信號與數(shù)據(jù)線路的保護(hù)。關(guān)鍵詞:直接雷感應(yīng)雷雷電防護(hù)為更有效地防止雷擊災(zāi)害,需耍分析雷電及其雷電電磁脈沖發(fā)生的物理過程,認(rèn)識其成災(zāi)規(guī)律,選用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)器件和裝置,設(shè)計實施合理的雷電防護(hù)系統(tǒng)(LPS--LightningProtectionSystem),必須設(shè)計綜合的雷電防護(hù)體系。一、直接雷擊及其防護(hù)(-)概念:直接雷擊簡稱直擊雷,是指雷云直接對地面上的建筑物或其他物體放電并導(dǎo)致物體損毀的現(xiàn)象。直擊雷瞬間攜帶巨大能量,若不能迅速將具瀉放入大地,將導(dǎo)致

2、其放電通道的物體遭受嚴(yán)重?fù)p害,甚至危及人身安全。1直擊雷引起爆炸和火災(zāi)2直擊雷引起的地電位升高3跨步電壓:雷電流瀉入大地并在土壤中流散開時,由于土壤具有一定的電阻率,雷擊點(diǎn)附近地面上各點(diǎn)間就出現(xiàn)電位降,越靠近雷擊點(diǎn),電流密度越大,單位距離的電位降就越大。如果有人站立或行走在落雷點(diǎn)附近,在兩腳間的這一電位降可使雷電流通過兩腿和軀干,人就會遭到雷擊。這種電位降稱為跨步電壓。(二)直接雷擊的防護(hù)直擊雷的防護(hù)原則主耍是設(shè)法使雷電流迅速瀉放到大地中去。通常采用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)或避雷籠網(wǎng)等避雷裝置進(jìn)行防護(hù)。避雷裝置一般由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。其避雷裝置的保護(hù)范圍的確定:1、

3、避雷裝置所能保護(hù)的范圍會因建筑物的高度不同而受影響,在不超過20米的情況下,所有在其45錐角范

4、韋

5、內(nèi)的物體都會得到保護(hù),而隨著高度的增加,保護(hù)范閑會減少,如圖1所示。在建筑物比較高的情況下,其保護(hù)范閘一般根擁“滾球原理”的方法來確定(參考《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50057-94》),見圖2。20m以上丁圖1:防雷裝置保護(hù)范圍與建筑物高度對應(yīng)關(guān)系圖2:高層建筑采用滾球法確定保護(hù)范閑第一類建筑物滾球半徑30M第二類建筑物滾球半徑45m第三類建筑物滾球半徑60m2、引下線的布置引下線的設(shè)置主耍考慮多根、均布、方便施工以及使用年限與建筑物壽命的適配。多根設(shè)置的作用:分流均壓以及減小側(cè)擊

6、危險均布設(shè)置的作用:雷電磁場相互抵消以及減小感應(yīng)雷擊危險引下線使用壽命應(yīng)與建筑物使用壽命一致或者在適當(dāng)時間進(jìn)行重新敷設(shè)引下線,戸前大多采用建筑物本身柱子鋼筋,滿足使用壽命與節(jié)儉鋼筋材料的要求。3、接地裝置接地裝置是直接雷擊電流消散的載體與最后環(huán)節(jié),一般耍求接地裝置電阻阻值?。?歐姆以下,機(jī)房要求為1歐姆以下)、有一定埋深(70厘米以下)、壽命長(在易銹蝕腐爛的導(dǎo)致壽命縮短的地方及時更換),其周邊土壤的電導(dǎo)率高(不高的應(yīng)及時添加降阻劑)。一般采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(如下圖網(wǎng)示意)以確保電流通路,一般分單點(diǎn)接地系統(tǒng)(聯(lián)合接地系統(tǒng),不同系統(tǒng)公用一個接地系統(tǒng))與獨(dú)立接地系統(tǒng)(按照各自要求各個系統(tǒng)自行

7、設(shè)置自己的接地裝置),考慮實現(xiàn)的現(xiàn)實性、對接地系統(tǒng)的阻值要求、單點(diǎn)接地系統(tǒng)實際所能達(dá)到的效果,冃前國內(nèi)外民用建筑基木上采用單點(diǎn)接地系統(tǒng)。在具體的施工實現(xiàn)方式上,接地體一般采用的連接方式有輻射型接地體、平行接地體、樹狀接地體以及通過降阻接地等。在接地體的組網(wǎng)方式上可以采用S型、M型以及兩者的結(jié)合型。S型星形結(jié)構(gòu)M型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖3、地網(wǎng)以及接地體組網(wǎng)方式二、感應(yīng)雷擊及其防護(hù)(一)、概念:在雷云放電時因雷電流及具所產(chǎn)生的雷電電磁脈沖通過傳導(dǎo)、感應(yīng)和耦合等方式形成的暫態(tài)過電壓及過電圧波對設(shè)備造成危害的現(xiàn)象稱為感應(yīng)雷擊,簡稱感應(yīng)雷。習(xí)慣上將經(jīng)由傳輸線路感應(yīng)耦合(包括靜電感應(yīng)耦合和電磁感應(yīng)耦合)

8、并沿傳輸線引入設(shè)備的雷電過電壓波稱為線路來波。而經(jīng)由空間傳播耦合(主耍是電磁感應(yīng)耦合)至設(shè)備的雷電過電壓稱為感應(yīng)電磁脈沖。因雷電流瀉流時地電位升高在各地網(wǎng)Z間形成電位差而引入設(shè)備(主耍是傳導(dǎo)阻抗耦合)的雷電過電壓波稱為地電位反擊。感應(yīng)雷侵入設(shè)備的途徑很多,可以通過進(jìn)出建筑物的各種傳輸線及各種金屬管道(如電力線、信號線、電纜線、供水管道、供氣管道、供暖管道等)、接地裝置、以及空間傳播等途徑引入。暫態(tài)過電壓和雷電電磁脈沖引入設(shè)備的方式主要有靜電感應(yīng)耦合、傳導(dǎo)阻抗耦合、電磁感應(yīng)耦合等方式。(—)、感應(yīng)雷擊的危害感應(yīng)雷擊主耍造成電子設(shè)備的損壞:設(shè)備受到干擾,數(shù)據(jù)丟失,產(chǎn)生誤動作或暫時癱瘓;

9、元器件和電路板重復(fù)受雷電沖擊,性能降低,壽命縮短;元器件及電路板燒毀;整個系統(tǒng)癱瘓。(三)、感應(yīng)雷防護(hù):總體上采用分門別類進(jìn)行雷電防護(hù)應(yīng)對,即地電位反擊的防護(hù)采用均壓、等電位連接;線路來波的防護(hù)采用分流以及齊種防雷器(電源防雷器、信號防雷器、天饋防雷器);感應(yīng)電磁脈沖的防護(hù)采用屏蔽措施。防雷是一個系統(tǒng)工程,需耍采取綜合防護(hù)措施,對一切進(jìn)雷通道的雷電破壞能量分別采用接閃、分流、均壓、屏蔽、接地等手段,對建筑物及其內(nèi)電子設(shè)備進(jìn)行全方位保護(hù)。1、接閃:雷電的第一道防線是采用

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