雷閃靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的防護

雷閃靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的防護雷閃靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的防護 2014/08/06 現(xiàn)代建筑電氣雜志2014年第六期1雷云感應(yīng)靜電的防護(1)建筑物內(nèi)的金屬物(如設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜外皮、鋼屋架、鋼門窗等較大構(gòu)件)和突出屋面的金屬物均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。(2)屋面周圍金屬物每隔約20m應(yīng)采用引下線接地。(3)現(xiàn)場澆制或預(yù)制件組成的鋼筋混凝土屋面，其鋼筋宜綁扎或焊接成電氣閉合回路，并應(yīng)每隔約20m采用引下線接地。2雷閃電磁感應(yīng)的防護建筑物內(nèi)部的電氣和電子系統(tǒng)，會受衰減后殘余磁場侵入影響的危害。應(yīng)按GB/T2171442008雷電防護的規(guī)定，對侵入的衰減后殘余磁場采取有效的防護，根據(jù)磁場屏蔽、電源系統(tǒng)采取不同的防護措施。21電源系統(tǒng)(1)金屬管道等連接點用金屬線跨接。根據(jù)GB500572010建筑物防雷設(shè)計規(guī)范第422條的規(guī)定:為防止電磁感應(yīng)，平行敷設(shè)的金屬管道、構(gòu)架、電纜外皮等，其凈距100mm時，間隔距離30m，連接處的過渡電阻003時，連接處應(yīng)用金屬線跨接。(2)采用電涌保護器(SurgeProtectiveDevice，SPD)防護電磁感應(yīng)。根據(jù)GB/T2171442008，只有主配電盤，在LPS+LPZ1屏蔽的雷電電磁脈沖防護系統(tǒng)(LightningElectro-magneticPulseProtectionMeasuresSystem，LPMS)，當(dāng)傳導(dǎo)浪涌(U2U0)和(I2I0)和輻射磁場(H2H0)時，采用LPZ1空間屏蔽和LPZ1入口安裝電源SPD防護的LPMS能使設(shè)備得到防護。22無屏蔽情況電源系統(tǒng)當(dāng)建筑物進線浪涌電壓較低時，在靠近進線處安裝一個SPD便可防護3。但在某些特殊情況下，例如安裝非常敏感的設(shè)備(電子設(shè)備、計算機)或需要保護的設(shè)備離安裝在入口處的SPD太遠，在建筑物內(nèi)由于雷電放電和內(nèi)部干擾源而產(chǎn)生電磁場時，有必要在靠近設(shè)備處或設(shè)備內(nèi)部安裝附加的SPD。GB503432012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范規(guī)定使用電源SPD需要滿足多級能量配合，才能起到有效的防護作用。耐沖擊電壓類別及電涌保護器分級(TN-S)示意圖如圖1所示。23天饋系統(tǒng)(1)凡帶有室外架空天線的電子設(shè)備都應(yīng)采取防雷保護措施。架空天線必須置于接閃器的保護范圍LPZ0B區(qū)域內(nèi)。(2)天饋線路上選用的SPD最大傳輸功率應(yīng)不小于平均功率15倍。其他參數(shù)應(yīng)根據(jù)被保護設(shè)備的工作頻率、插入損耗、駐波、帶寬、阻抗特性、接口選用適配的天饋線路SPD。(3)天饋傳輸系統(tǒng)中宜在收/發(fā)通信設(shè)備的射頻出、入端口處安裝天饋線路SPD進行保護。使用多副天線的天饋傳輸系統(tǒng)，每副天線應(yīng)設(shè)置一個SPD。(4)使用波導(dǎo)管作為天饋傳輸系統(tǒng)時，波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)的金屬波導(dǎo)的段與段之間連接的法蘭盤，在其對角的連接螺栓處應(yīng)用截面積為4mm2的鍍銀銅導(dǎo)線將兩個連接法蘭盤予以連通。(5)天饋線路SPD的接地端應(yīng)接到室外饋線入口處的外壁、波導(dǎo)支撐架及天線反射器應(yīng)做電氣連通，波導(dǎo)管彎頭處及接地線上。入口處就近接地，并與地網(wǎng)引出的接地線連通。同軸電纜的金屬外護層，應(yīng)在其上部、下部及經(jīng)走線架進入機房。(6)天饋線路SPD其標稱導(dǎo)通電壓Un15U(U為最大連續(xù)工作脈沖峰電壓)，標稱放電電流In5kA(8/20s波形)，響應(yīng)時間10ns的電涌保護器作為天饋線路防護。(7)天饋線路SPD插入損耗對甚高頻系統(tǒng)(30300MHz)應(yīng)不大于03dB，對高頻系統(tǒng)(0310GHz)應(yīng)不大于02dB。SPD的響應(yīng)時間一般應(yīng)低于10ns。天饋線上選用的SPD最大傳輸功率應(yīng)為平均功率的1520倍。其他參數(shù)，如工作頻率、駐波、插入損耗、特性阻抗、接口等均應(yīng)符合系統(tǒng)的要求。天饋線路SPD性能參數(shù)如表1所示。24電壓駐波比影響通信質(zhì)量電壓駐波比示意圖如圖2所示。由圖2可見，理想狀態(tài)電壓駐波比為1，一般情況下電壓駐波比為115135。這是因為傳輸電纜接頭不匹配，根本原因是電纜接頭J/K阻抗不可能恰好都等于50。電纜接頭J/K阻抗不等，信號反射而產(chǎn)生電壓駐波。當(dāng)電壓駐波比大時，通信系統(tǒng)幅頻特性變壞，如果幅頻特性波動1dB時，通信質(zhì)量正常;如果幅頻特性波動3dB時，視頻圖像被干擾，數(shù)字信號誤碼率變壞，由原來的107變壞到104時無法正常通信。現(xiàn)場解決辦法以衛(wèi)星通信系統(tǒng)為例。根據(jù)衛(wèi)星通信設(shè)備技術(shù)說明書中天線饋線連接處的電壓駐波比指標，現(xiàn)場施工安裝天饋SPD時，選取天饋SPD電壓駐波比指標與設(shè)備天線饋線連接處的電壓駐波比指標相等。在衛(wèi)星通信天線饋源接口處，由于微波頻段極高，天饋SPD研制、生產(chǎn)難度大，安裝困難。將天饋線SPD安裝在室外單元中頻輸出接口處。在中頻70MHz接口安裝天饋線SPD時，滿足反射損耗等技術(shù)指標要求，對通信系統(tǒng)防雷電感應(yīng)效果良好。衛(wèi)星站天饋線SPD安裝示意圖如圖3所示，饋線長度超過30m宜兩端安裝。25信號傳輸線全模保護信號線路SPD應(yīng)根據(jù)被保護設(shè)備的工作電壓、接口類型、特性阻抗、插入損耗、功率、信號傳輸速率、頻帶寬度及傳輸介質(zhì)參數(shù)選用插入損耗小、限制電壓不超過設(shè)備端口耐壓的SPD。其防護安裝示意圖如圖4所示。3結(jié)語雷電危害的二次作用即雷電流產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。相比直擊雷危害，靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)危害發(fā)生的概率要大得多。因為建筑物的近旁遭受直擊雷危害時，被保護的對象并未遭受到直擊雷危害，但遭受雷電流產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的危害。在進行雷電感應(yīng)防護設(shè)計與施工時，應(yīng)引起設(shè)計人員的重視。進行雷電防護，需采取多種措施實現(xiàn)綜合防護。綜合防雷技術(shù)是對一個需要進行雷電防護的建筑物電子信息系統(tǒng)，從外部和內(nèi)部對建筑物采用擊雷防護技術(shù)、等電位聯(lián)結(jié)技術(shù)、屏蔽技術(shù)，以及完善合理的綜合布線技術(shù)、共用接地技術(shù)和SPD安裝技術(shù)進行雷電防護。作者：王蔚單位：貴州省貴陽市氣象局 上一個文章： 建筑電氣規(guī)范思考下一個文章： 商業(yè)綜合體負荷密度指標分析