雷电防护及等电位接地的探讨与应用论文

《雷电防护及等电位接地的探讨与应用论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、雷电防护及等电位接地的探讨与应用论文.freelm，长度大于100m，则线阻加上导线的分布电感所形成的电抗分压，使得加到ｂ2与Ｇ3的电压Ｖb2G3小于100V，但如果传输线小于100m，则有可能使Ｖb2G3＞100V而使设备B受到雷击损坏。1.2.8为使设备Ｂ得完好保护，应同设备Ａ一样按1.2.3和1.2.5项的要求去做。假设雷电从信号线上产生，其分析方法，防护手段同1.2.1至1.2.8.２、直击雷损坏设备的原因分析和防护方法2.1图３是建筑物受直击雷后室内设备受损坏的示意图，图中Ａ、Ｂ、Ｃ是处在不同楼层的电子设备；

2、ＳA、ＳB、ＳC为各设备之间互相通信的信号线；Ｓ是与建筑物外的设备通信信号线；Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3为不同楼层建筑物内部钢筋引下线；Ｌ、ＬA、ＬB、ＬC为设备供电线路；ＲS为设备工作接地，ＲG为建筑物防雷接地，ＧA、ＧB、ＧC为设备工作接地在主杆线上的接地点；ＰL、ＰS分别为电源避雷器和信号避雷器。图3建筑物内设备受雷击分析示意图2.2假设雷电直接打在建筑物楼顶避雷带上，入地雷电流Ｉ＝100kA，ＲG＝1Ω、ＲS＝1Ω。此时，Ｇ1、Ｇ2、Ｇ3所处的各楼层的电位都将抬升100kV，如果ＧA、ＧB、ＧC与防雷地不相连接，就会发生

3、设备工作地线与建筑物楼板到处打火的现象（反击），因为100kV的电位差可击穿的空气距离达300～500mm（由当时的空气绝缘程度而定）。2.3如果ＲG与ＲS相距较远（如20m以上），设备工作接地线与楼板、墙壁绝缘较好，地电位的抬升不足以击穿设备工作地线。但雷击时，工作人员刚好与设备机壳相接触，人身体上的某一部位又与地板或墙壁相接触，雷电将会流过人体进入设备工作接地，人身安全必将受到伤害（作者本人亲眼看到此类事故的发生）。2.4当2.2项和2.3项的事故发生后，高电位进入设备击穿设备的电源端或信号端口，雷电从电源线或信号

4、线流出，构成了雷电流回路，使设备受到损坏，造成雷电电流波的低电位引入现象。2.4.1为了避免2.2项和2.3项事故的发生，ＲG与ＲS必须是同一个接地体，即设备工作地和防雷地必须联合接地；联合接地后，人身安全了。2.4.2联合接地后，设备就安全了吗？不，雷击时，设备机壳通过工作地线流入接地体，由于地线的分布电感及线电阻产生的线电压降很大（分布电感产生的线电压将在下一节讨论），很难保证设备Ａ与Ｂ与Ｃ之间的地电位是相等的，当电位差大于100V以上就有可能使ＳC、ＳB、ＳA和Ｓ的接口通过信号连接线将雷电流（或过电压）引入而损坏

5、接口；当雷电产生的电位差大于800～1500V，电源输入端口ＬC、ＬB、ＬA也将损坏（不论是否安装避雷器ＰL、ＰS，此结果作者曾做过多次试验）。2.4.5要解决直击雷造成反击损坏设备的现象，就得尽量减少各点之间的电位差。具体方法是：各楼层的设备工作地ＧA、ＧB、ＧC应与该楼层的建筑物主钢筋相连（至少两点相连），并在机房内组成环形汇集环，如图４所示。接在汇集环上的设备１与设备２如果互相连网，在雷击时，因其地电位差极小，从而避免了雷击反击损坏。2.4.6禁止在机房内用细小的铜线将设备串联接地，因为导线的分布电感和线阻，将使

6、各接地点之间电位差增大。2.4.7如机房内的环形接地体无法与大楼内的主钢筋相连，则用两条铜线同时引下，铜线的截面积为每平方毫米导线最长为0.5m且截面积不宜小于35mm2.环形接地体与设备的电源插座相连或与设备相连，其连线截面积为每平方毫米导线长度最长为10cm.图4机房内的环形接地汇集环2.5进入和引出大楼的各种线路均加装避雷器。且应与设备的工作接地相连。2.6由于直击雷入地的电流强度极大，因此在雷电流入地的过程中，将产生极强的电磁波，该电磁波会近距离感应在大楼内各种设备的线路上，产生感应过电压，从而使设备损坏。2.

7、6.1防止直击雷的感应过电压，传统的办法是将各线路进行屏蔽处理或在每一个线路的设备输入、输出端安装各种避雷器。2.6.2可采用限流避雷针，限制入地的雷电流强度（将在下一节讨论）。３、电抗、干扰及避雷器选型3.1上一节已提到由于接地导线的分布电感及线电阻在雷电流流过时会造成接地导线上电压分布不均的现象，从而导致连接于该接地线上相互连网的设备因地电位不等而损坏。3.1.1以习惯采用的2.5mm2的铜线为例进行计算：2.5mm2的铜线1m长其分布电感为ΔL＝1.01×10-6Ｈ，线电阻ΔR＝0.02Ω，按10/350μS的电

8、流波I＝1kA流过该导线产生的电压：V1m＝dI/dt×ΔL＋ΔR.I＝103/（10×10-6）×1.01×10-6＋0.02×103＝121（V）实验室测量值为：106V由此可见，如果几十米的2.5mm2的接地导线将产生的电位差可达几千伏以上。3.1.2在防雷工程中认真计算接地线上因电抗形成的电位差是非常重要的。建议在实验室检