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弱電產品設備防雷的一些知識

2018/4/13 16:04:28??????點擊:
接地保護要求
電子設備在安裝時,應做到杰出接地,不然雷電所產生的電涌能量不能無效地對地泄放而擊毀器件。接地線在瞬間遭遇電涌以電感形勢存在,其典范榜樣值為1μH/m,接地線上的壓降為U1=L×di/dt。對付1.5 m長的接地線L≈1.5μH,雷電在瞬間(如100μs)產生的幾百安培(500 A)電涌脈沖,其di/dt=5×10 A/s,此時接地線上的壓降U1=L×di/dt=1.5×10×5×10=7.5 V,設備將經受500 A×7.5 V=3750 W的電涌能量,該能量將也許損傷或損壞大局部電子設備。是以,對電子設備作穩定的接地保護,能使抵達電子設備外殼的電壓較小,起到恬適保護的作用。但僅作接地保護是遠遠不夠的,還必須加裝電涌保護裝配。因外界侵入的電涌能量將首先通過電子設備再對地泄放,這樣流經電子設備的電涌電流根本不亂,其能量有也許很大,電子設備仍有也許被毀壞;是以接地保護對付電子設備而言只能是一種輔佐性保護。


 體系防電涌辦法


隨著當代電子技術的一向發展,大量周到電子設備的應用及聯網,使安裝在弱電體系中的設備,經受著電源品質不良(如電源諧波鐫汰、開關電磁脈沖)、直擊雷、認為雷、工業利用瞬間過電壓、零電位飄移等電涌和過電壓的侵襲,一再見遭到各類過電壓、過電流的危險。因為一些電子設備任務電壓僅幾伏,傳遞信息電流也很小,對外界的攪擾極端敏感,而雷電的電壓可高達數100萬V,瞬間電流可高達數10萬A,是以,具備極大的破碎摧毀性。接閃器能住手直接雷擊,但不能禁止認為雷擊過電壓、利用過電壓、零電位飄移過電壓以及因這些過電壓在泄放電流時在其周圍所產生的很強的認為電壓,而這些過電壓卻是破碎摧毀大量電子設備的禍首禍首。雷電形成的危險是無孔不入的。特別對打算機網絡體系的危險更大。據研討當磁場強度Bm≥0.07×10-4 T時,無樊籬的打算機緣產生暫時性失效或誤行徑;當Bm≥2.4×10-4 T時,打算機元件會產生永恒性毀壞。而雷電電流周圍顯現的瞬變電磁場強度往常超過2.4×10-4 T。是以,無效地住手雷電對弱電體系設備所產生的危險,是擔保弱電體系設備恬適、波動運轉的重要前提。


 電子設備防電涌要求


 耐壓要求
當瞬間電壓超過電子設備的絕緣耐壓值時,其恬適機能會低落,甚至被毀。于是電子設備的瞬間過電壓應當小于其絕緣耐壓值,失常的任務電壓應小于保護電壓。


推行標明,對一根長為1 m截面積為10~16mm的導線,當通以10 kA(8/20μs)的模仿雷電波時,經測試其電感至關于1μH,兩端電壓約為1200 V。另經測試,一般進入室內的認為雷電流為3 kA左右,當認為雷電流為3 kA左右時,對付市面上販賣的避雷器來說,其殘壓值Ur=1100~1200V。假若有一絕緣耐壓為1800 V的電子設備,避雷器兩端的接地線長度分袂為L1=0.5 m,L2=1 m,則U1≈0.5×1200×3/10=180 V,U2≈1×1200×3/10=360 V,線間壓降UL=U1+U2=540 V,那么設備兩端的殘壓為U=Uab=540+1200=1740 V<1800 V(電涌經過避雷器分流對地泄放后,流經設備的涌流無比小,于是抵達電子設備的電涌能量很小,小于其損傷功率,設備將恬適穩定運轉)。由U=UL+Ur可見,低落線間壓降UL(安裝時盡也許壓縮接地線長度或決定較大截面的導線)顯得十分必要。是以在決定避雷器時不應當僅僅思索避雷器本人的殘壓,還應當思索安裝時產生的體系殘壓對電子設備的影響。


 動靜響應時間的要求
電子設備在方案歷程中,曾經采用了良多保護器件,如快熔器、壓敏電阻、空氣開關、繼電保護器件等,每種保護器件都有特有的動靜響應時間(如空氣開關、繼電保護器件其動靜響應時間約在200 ms左右),而每種電子設備也有其保護響應時間,于是流過電子設備的電涌的瞬態時間應當大于電子設備的動靜響應時間,住手保護器件來不及響應而使電涌通過電子設備。


在電力體系中,對付強電設備的防雷辦法對照完滿,教訓也對照豐厚,可是對付弱電設備(如通信設備、自動化設備、打算機及網絡設備、弱電電源設備等)的防雷卻顯得很柔弱虛弱,每一年各類弱電設備因雷擊而遭遇破碎摧毀的事例屢見不鮮。隨著電力體系當代化、信息化歷程的發展,弱電體系在全體電力體系中已盤踞舉足輕重的職位,是以若何保護弱電體系免遭危害也越來越誘發了各方面的高度珍重,本文就此作一入手下手的探索。


憑證IEC61312標準,弱電設備應設置多級防雷保護辦法,一般為三級設置。因為雷電流次如果由首次雷擊電流和后續雷擊電流所構成,是以,雷電過電壓的保護必須同時思索到若何抑制(或分流)首次雷擊電流和后續雷擊電流。在采用多級保護辦法的同時,還必須思索各級之間的能量共同息爭耦辦法。弱電體系的防雷可采用兩種辦法,即外部防雷和外部防雷。外部防雷可將絕大局部雷電流直接引入公開泄散;外部防雷可壅塞沿電源或信號線所引入的雷電波。這兩道防地,彼此共同,各盡其職,缺一不可。


 外部防雷與接地


外部防雷重要指建筑物的防雷,一般是防護直擊雷,它是防雷技術改進的重要構成局部,其技術辦法可分接閃器(接閃器、避雷帶、避雷網等金屬接閃器)、引下線、接地體和法拉第籠等。


接地電阻應切合相關標準,一般為4Ω。對某些設備制造廠商有稀罕接地要求,將直流地與其他6個接地類型分隔以住手電磁攪擾和零地電位下降。但當有雷電對地泄放時,高電壓將通過直流地還擊設備。是以對付這類征兆宜在防雷地和直流地之間加裝地電位均衡器,住手還擊征兆。


 外部防雷


 告警形勢的決定
現在能供給的告警形勢共有三類,一類是遙信、遙測告警,適用于無人值守的任務場合;另外一類是可視告警,通過機器方案完成告警機能,這類告警形勢應在雷雨其時對舉措措施舉辦搜索或活期搜索,適用于悉數的場合,也是現在應用起碼的告警形勢;還有是聲光告警,此告警形勢需添加一個告警模塊,現在良多專家創議謹慎應用,因為雷擊時,有也許是聲光告警模塊中的電子元器件本人首先被擊壞而得到聲光告警機能,如此時防雷產品也恰恰被擊壞,人們因依賴聲光告警而未察覺,當第二次雷擊時,雷電將會乘虛而入,擊壞后續被保護設備。防雷產品屬恬適保護產品,其布局應越重大越好,是以創議采用可視告警形勢。


 電源防雷體系
電源防雷體系次如果住手雷電波通過電源路線對打算機及相關設備形成危險。為住手高電壓經過防雷器對地泄放后的殘壓或因更大的雷電流在擊毀電涌保護器后繼承損壞后續設備,以及住手線纜遭遇二次認為,遵循無關防雷工程試行草案,應采用分級保護、逐級泄流的原則。一是在大樓電源的總進線處安裝放電電流較大的一級電源防雷器,二是在重要樓層或重要設備電源的進線處加裝二級或三級電源防雷器。為了確保遭遇雷擊時,高電壓首先經過一級電源防雷器,爾后再經過二級電源防雷器,一級電源防雷器和二級電源電涌保護器之間的距離要大于10~15 m,假若兩者間距不夠,可采用帶線圈的防雷箱,這樣能夠住手二級電源電涌保護器首先遭遇雷擊而毀壞。


 信號防雷體系
因為雷電波在路線上能認為出較高的瞬時襲擊能量,是以要求網絡通信設備可能經受較高能量的瞬時襲擊,現在朝大局部設備因為電子元器件的高度集成化而使耐過電壓、耐過電流水平下降,必須在網絡通信接口處加裝必要的防雷保護裝配以確保網絡通信體系的恬適運轉。


對通信體系舉辦防雷保護,拔取適宜保護裝配無比重要,應充實思索防雷產品與通信體系受室。對付信息體系,應分為粗保護和緊密保護。粗保護量級憑證所屬保護區的級別確定,緊密保護要憑證電子設備的敏感度來舉辦確定。
3.電涌保護裝配選型原則


 最大放電電流的決定
憑證建筑物地理地位及年均勻雷暴日,打算Ng(1 km2面積內年均勻雷擊數)值,確定電源電涌保護器的最大放電電流。一般可選用100 kA或65 kA,作為該體系電源的一級防雷;2、三級防雷可選用40kA,終端選用插座型避雷器(如Einmax2具備濾波機能,消除99%電磁攪擾、射頻攪擾,完成終端能域避雷和頻域避雷的相連絡)。


 最大繼續耐壓的決定
咱們知道,在壓敏電阻的兩端施加1 mA的電流時,所測得的電壓為壓敏電阻的壓敏電壓,也是電涌保護器的標稱導通電壓,實踐上,廠家或商家頒發的是適宜220 V或380 V電源的電涌保護器的實踐最大繼續耐壓,該數值小于電涌保護器的壓敏電壓,方案上以為電源浪涌保護器的最大繼續耐壓是一臨界值,超過該值,電涌保護器行徑。我國電力體系為了擔保供電的穩定性、中綴性和思索我國的實踐征兆,準許電網單相接地任務2 h,假若思索電網±15%的擺蕩,則有也許電網單相繼續電壓可達437 V,假若電源防雷產品的最大繼續耐壓只要385 V,當電網上任務電壓按上述形勢擺蕩時,電源浪涌保護器將頻繁啟動,從而添加事務幾率和浪擲電能。是以決定最大繼續耐壓為440 V是適宜的,特別在村落地區。


 殘壓的決定
現在,在國際販賣的防雷產品在額定放電電流下的殘壓Ur是差未幾的,有區別也只是100~200V而已,而電源浪涌保護器安裝后的線間壓降UL=L×di/dt很大,是以只思索電涌保護器本人的殘壓Ur是不夠的,而應思索全體體系的殘壓U=Ur+UL。對打算機等電子設備來說,其絕緣耐壓可高達1800 V以上,通過公允的施工是可能愜心設備保護要求的。


對設備來說,受影響的其實不單單是Ur,而是體系殘壓U=Uab=Ur+U1+U2,個中U1+U2=UL=L×di/dt。


 過流保護要求
電子設備的過流手段一般方案為額定電流的1.5~2倍,以此為標準決定電子元器件。如額定電流為0.22 A的打算機其最大過流手段約為0.45A,當電流大于該值時,電子設備所選用的電子元器件將會燒壞而沒法失常任務,于是應當擔保抵達電子設備的瞬間過電流小于其額定電流的1.5~2倍。


 泄電流的決定
在75%的標稱導通電壓下,所測得的流過電涌保護器的電流,稱為電源浪涌保護器的泄電流I0,憑證國家標準此參數應小于20μA,泄電流I0越大,電源浪涌保護器將堆集更多能量而使電源浪涌保護器發熱的也許性增大,而泄電流又是隨著壓敏電阻的溫度下降而增大的,是以,此時該壓敏電阻就處于惡性循環狀態,這也標理解泄電流隨時間的變化率(添加率)越大,電源浪涌保護器堆集能量將越快,從而使電源浪涌保護器的機能越趨惡化。一般征兆下凡是電源浪涌保護器產生爆炸(自爆)征兆,除電源浪涌保護器的布局方案出弱點外,重要也是因為壓敏電阻的壓敏電壓和泄電流的決定不當,從而使電源浪涌保護器頻繁啟動和泄電流過大的兩重作用下產生毀壞。


外部防雷體系次如果對建筑物內易受過電壓破碎摧毀的設備加裝過壓保護裝配,在設備遭到過電壓侵襲時,保護裝配能快速行徑泄放能量,從而保護設備免受毀壞。外部防雷分為電源防雷和信號防雷。


 布局化方案
電源浪涌保護器的布局化方案是特別很是重要的,假若壓敏電阻是被樹脂密封著,散熱結果較差,會使壓敏電阻因發熱而處于惡性循環狀態,使電源浪涌保護器的全體機能下降。現在,電源防雷產品有兩種布局模式:全體式模塊化方案和插拔式模塊化方案。插拔式布局在插拔時必然因間隙存在而產生放電攪擾,特別在空氣濕度對照大的處所,此征兆將會更嚴重,使電涌保護器的機能下降。而全體式模塊化方案不存在任何間隙,同時因采用導軌式安裝,也可完成熱(帶電)調換。是以決定全體式模塊化方案的電源防雷產品越發適宜。
 一個細心的防雷規劃


弱電設備防雷工具重要有:網絡設備、通信設備、自動化設備、相關的電源等附屬設備及其彼此傳輸的各類信號。


圖為我局通信機房雷電過電壓保護設置透露施展闡發圖,個中S1為DEHNventil 280/4型電源一、2級復合電涌保護器,S2為DEHNguard T385型電源2級電涌保護器,S3為DEHNrail 48FML型電源3級電涌保護器(直流48 V),A為UGK/N(2.5 G)天饋線電涌保護器,B為YG20-A音頻拒卻變壓器,C為ZH型中和變壓器,D為同軸電涌保護器








在布布防雷設備前,對各防雷點應舉辦相關的測試和搜索,重要有:
(1)避雷帶能否中綴穩定,能否與引下線均勻穩定銜接。
(2)確認能否有必要鋪設避雷網,安裝接閃器。
(3)檢測接地電阻能否切合相關標準。


溫州創捷防雷電器有限公司 www.cuaje.com 機房的接地將防雷地、任務交流地、靜電地、樊籬地、絕緣地、恬適保護地采用同一的大樓底層的接地體,機房內沿墻左近空中均布截面積為30×3 mm的銅排環網,該接地銅排環型網架離空中高約300~350 mm且與墻絕緣銜接,室內悉數設備的接地采用單點接處所式接到該環形母排上,該環形母排與底層共用接地體,采用90 mm多股絕緣銅芯線通過大樓管道井內已鋪設的接地扁鋼銜接,作為環形母排的接地線;


機房內專設交流配電箱。該處配電箱供電采用三相四線制供電,嚴峻完成機房內各設備接地接零分隔;安裝電源和信號避雷器,其避雷器接地采用合電涌保護器,S2為DEHNguard T385型電源2級電涌保護器,S3為DEHNrail 48FML型電源3級電涌保護器(直流48 V),A為UGK/N(2.5 G)天饋線電涌保護器,B為YG20-A音頻拒卻變壓器,C為ZH型中和變壓器,D為同軸電涌保護器


在布布防雷設備前,對各防雷點應舉辦相關的測試和搜索,重要有:
(1)避雷帶能否中綴穩定,能否與引下線均勻穩定銜接。
(2)確認能否有必要鋪設避雷網,安裝接閃器。
(3)檢測接地電阻能否切合相關標準。
機房的接地將防雷地、任務交流地、靜電地、樊籬地、絕緣地、恬適保護地采用同一的大樓底層的接地體,機房內沿墻左近空中均布截面積為30×3 mm的銅排環網,該接地銅排環型網架離空中高約300~350 mm且與墻絕緣銜接,室內悉數設備的接地采用單點接處所式接到該環形母排上,該環形母排與底層共用接地體,采用90 mm多股絕緣銅芯線通過大樓管道井內已鋪設的接地扁鋼銜接,作為環形母排的接地線。


機房內專設交流配電箱。該處配電箱供電采用三相四線制供電,嚴峻完成機房內各設備接地接零分隔;安裝電源和信號避雷器,其避雷器接地采用單點接處所式;微波天線的饋線外護套拔取多點作穩定的接地。通過一年多的實踐運轉磨折,被保護設備沒有遭遇過雷擊危害。


5.論斷


隨著通信設備、網絡設備、打算機應用體系等的大范圍應用,雷電以及利用瞬間過電壓形成的危險越來越嚴重。以往的防護體系已不能愜心通信、網絡、打算機等恬適的要求。應從純摯一維防護(接閃器引雷上天-無源防護)轉為三維防護(有源和無源防護),蘊含:防直擊雷,防認為雷電波浸入,防雷電電磁認為,防地電位還擊以及利用瞬間過電壓影響等多方面作體系綜合思索。


當代防雷技術夸張全方位防護、綜合治理、層層布防,綜合應用分流(泄流)、均壓(等電位)、樊籬、接地和保護(箝位)等各項技術,形成一個無缺的防護體系。






關鍵字:浪涌保護器










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