雷电弱电设备的成因及防护措施的原理分析
发表日期:12月13 2019 文章编辑:原创 浏览次数:813次
深圳宝安金安广场(以下称金安广场)曾遭遇受一次严重的雷电袭击,其监控中心机房设备及部分闭路电视的摄像机均因雷电而遭致损坏,该广场虽有防雷网、避雷针等设施,但对弱电设备几条无采取任何防护措施,这便是造成这次事故的原因。今天【钧和电子•浪涌保护器】就此问题对可能遭受雷电袭击造成弱电监控设备损坏的几种可能性进行研究与分析,我们一起来看看吧。
1、若雷电直接击中弱电外部设备上,因电效应、热效应和机械力效应等直接可导致损坏弱电的外部设备。
2、雷电在对地放电时会在附近的电源线路、信号线路、埋地管道、接地系统地线上产生静电和电磁感应电压,当感应电压高达一定程度并串到弱电回路中同样也会损坏弱电的设备。
【钧和电子•浪涌保护器】认为安装在金安广场室外监控摄制机遭受直击雷袭击的可能性很大,但这种威胁也可能通过电源或信号线危害到室内弱电设备。
针对这些情况的主要的防范措施是:
增设室外监控摄制机的避雷针并加装好其可靠有效的接地装置。
1、在弱电设备的电源、信号端加装类似限压、泄流的避雷装置以减少其危害。
2、金安广场楼台顶虽有避雷针、避雷带、接闪器在接雷后通过接地网的引下线把雷电引入大地,虽然保护了楼房,但这一同时也产生了很大的瞬变的电磁场,该瞬变的电磁场产生的电磁脉冲波辐射对附近的弱电设备也是会产生的致命性的破坏。
3、针对雷电危害的第三种情况,防雷的措施主要是采用相应的屏蔽、隔离及限压手段等,以减少其危害程度。
(1)由于雷击大地或接地体,使得无雷击时处于低电位的接地装置的地电位上升,就可能波及附近的电子设备,形成电位差使各设备损坏。当雷电发生时,建筑物接闪装置在接闪雷电时,引下线立即产生高电位,会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络,这时特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求并使其电位升高时,就会对各弱电设备构成严重的危害。
(2)减少这种危险最简单的办法是采用均压环,将处于地电位的导体用等电位连接起来,一直到接地装置,也就是将室内的金属设施、电气装置和电子设备等都进行等电位连接,将各个内层保护区的界面处局部等电位连接,并最后与等电位连接母线排相连。
这样做法达到要求后,即使是在闪电电流通过时,室内的所有设施立即形成一个“等电位岛”,可保证导电部件之间不会产生有害的电位差,不发生旁侧闪络放电。
(3)大家知道,雷电流是一种频率极高的高频脉冲电涌,通常其频率大于是1MHZ,持续是时间不超过100us,也就是说防雷等电位是高频等电位连接,它显然不同于防电击工频50HZ等电位联结线,不可忽视其连接线对其产生的电抗,此时电抗的作用远远大于其电阻,其原因是由于交变电流不同于直流电流,前者在导体中流动时,其分布是不均匀,其在导体表面电流密度较大,越靠近导体中心,电流密度越小,这便是通常所讲的交变电的集肤效应(又称趋肤 效应)。
此效应随频率和截面的增大而更加明显,由于此集肤效应的影响电流基本上在导体或导线表面流动,所以要求防雷等电位连接线应具有足够的截面积和表面积。例如当采用铜带做连接线时,要求其宽厚比大于或等于5,此外还要求连接线的走线尽量短直,各导体间应考虑做多次做相互连接,应尽量利用建筑物内大量的金属构件或金属管道作连线的并联通路,在选择连接线时要考虑的此问题。
【钧和电子•浪涌保护器】表示采取上述措施后,就可以有效地降低防雷等电位连接系统的高频阻抗,基本上达到目的。总之,完善的等电位连接可以减少雷电电流入地时造成的地电位升高所产生的反击产生的可能性,对各弱电设备的防雷是极其有效的措施。
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