雷电防护及等电位接地的探讨与应用_1

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果雷电防护及等电位接地的探讨与应用摘要：目前，防雷接地工程五花八门，计算机及电子设备受雷击损坏逐年增多。本文依据IEC有关防雷标准和国家有关防雷标准，结合笔者多年来在防雷理论及防雷工程研究、实践经验，论述雷电防护等电位接地系统中迫切需要解决的有关问题。关键词：等电位接地接地汇集环雷电先导阻抗变换１、线路过电压、过电流损坏设备的原因分析及防护方法雷击避雷针、避雷带、电源线、信号线产生感应过电压的现象是经常发

2、生的。1.图１中的电子设备Ａ和Ｂ是两台互相传输数据的设备，假设电源线上传输进来５kA雷电电流波，按图２所示的等效电路，设备是否会被损坏？图１独立接地系统的设备电位差图假设：电源避雷器Ｐ性能优良，其响应时间和导通后的残压不会损坏电子设备Ａ，雷电流IP=5kA全部流经避雷器P进入接地点Ｇ1入地；接地电阻R1＝1Ω、R2＝1Ω、R3＝1Ω，且互为独立接地。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先

3、进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果雷电流IP流过接地电阻Ｒ1时，接地点Ｇ1的地电位将抬升为ＵG1＝＝5kV.该电位ＵG1此时会加到电源的输入端ａ1，而设备Ａ的接地点Ｇ2为零电位，则电源输入端与入地点Ｇ2之间的电位差Ｖa1G2＝5kV.电子设备开关电源能耐受的最高电压为800～1500V，若5kV的电压波加到ａ1─G2两端，则设备Ａ的电源端将被过电压损坏。为了避免设备Ａ的电源端免受雷击损坏，应将接地点G1与G2相连接。图２用避雷器防雷的等电位接地图从项看，Ｇ2电位变为5kV，此时，信号传输线另一端设备Ｂ的接地点Ｇ

4、3为零电位，而信号接口ａ2与接地点Ｇ2之间的电位差VG2a2变成了5kV，从而使信号接口ａ2损坏。要保护信号接口ａ2，应在信号接口ａ2和接地点Ｇ2之间安装残压小的信号避雷器ＰA，且接地点必须与Ｇ2相连。由项可以看出，设备信号接口被雷击损坏，该雷电不一定是由信号传输线产生的感应过电压所致。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果由项可

5、以发现，虽然设备Ａ的信号接口ａ2并未损坏，但5kV的电压已加到ａ2与G3端，那么信号接口ｂ2会损坏吗？理论计算与实验结果表明：ａ2至ｂ2的信号传输线，如果线径≤1mm，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。为使设备Ｂ得完好保护，应同设备Ａ一样按和项的要求去做。假设雷电从信号线上产生，其分析方法，防护手段同至　２、直击雷损坏设备的原因分析和防护方法.1图３是建筑物受直击雷后室内设备受损坏的

6、示意图，图中Ａ、Ｂ、Ｃ是处在不同楼层的电子设备；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.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、课题份量

7、和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果ＧB、ＧC与防雷地不相连接，就会发生设备工作地线与建筑物楼板到处打火的现象，因为100kV的电位差可击穿的空气距离达300～500mm。.如果ＲG与ＲS相距较远，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

8、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。.当项和项的事故发生后，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