高层住宅楼低压电源防雷

高层住宅楼低压电源防雷高层住宅楼低压电源防雷 众所熟知 雷电能产生直击雷害和感应雷害 感应雷害又 有静电感应与电磁感应之分 统计数字表明 雷电电压通过金 属线引导到其他地方和室内造成的 高电位引入 危害 占雷害 的绝大部分 设计工作者对该危害需给予足够重视 高电位引入的高电压源有三种 第一种是直击雷 直击金 属导线上 高压雷电以波的形式沿导线向两端传播进入室内 第二种是来自感应雷的高压脉冲 即由于雷云之间放电或雷云 对地放电所形成的静电感应及电磁感应 通过场耦合到各种电 线中 产生几仟伏乃至几十仟伏以上的感应高电位 也以波的 形式传入户内 第三种是直击雷在建筑物和建筑物附近入地 或建筑物防雷装置采用共同接地 其接地极上泄放雷电流 都 会在接地极上因电阻耦合发生数拾仟伏乃至上百仟伏的高电位 该电位通过电力系统的 pe 线或弱电系统的地线 也以波的形式 传入室内设备外壳 此刻设备芯线呈低电位 形成过电压危害 这类情况往往被忽视 直击雷击中室外线路 击中点的电位相当高 可能达数百 万数仟万伏 但是冲击波每经过一根电杆 杆上瓷瓶将对地闪 络放电 降落为磁瓶的闪络电压 30 40 仟伏 设波阻抗为 300 600 欧 则终端入地电流约 80a 左右 若雷击点距建筑物 入户处很近也会到 10ka 以上 至于感应雷引起的高压源 实际 电压及电流决不会超过直击雷高压源的数值 共用接地装置上 雷电流电阻耦合的高电位是多少呢 设接地装置上泄放 20ka 雷 电流 接地电阻 4 欧 也有 80 仟伏之高 无论强弱电设备均无 法承受 注一 这一点在 gb50057 94 防雷规范条文说明第 3 2 3 条已有论述 降低接地电阻也无能为力 所以 电子计算 机机房设计规范 gb50174 93 第 6 4 3 条不规定共用接地电 阻小于 1 欧姆的要求 而改为服从于交流 直流 安全 防雷 共同接地中最小值要求 防止雷电波入侵危害的措施通常有下 列方法 1 室外线路全线埋地敷设 2 采用电缆段进线方式 供电 3 进出建筑物的架空线路 进出户处加装放电间隙和避 雷器等 4 建筑物防直击雷同各种电气系统共用接地装置时总 进户装置处加避雷器 第一种方法 防止高电位引入效果最佳 只要将电缆金属 外皮 钢管等在进出建筑物处同电气设备的接地极相连就可以 了 这种方式几乎不存在高电位引入的威胁 应该注意的是 建筑物防直击雷接地极同电气接地极共同泄放建筑物直击雷电 流时 会出现接地极上雷电流经电阻耦合的高电位引入情况 这就需要在进户处总配电装置上装设一组避雷器 将高电位钳 制在安全值即可解决 第二种方法 当进出建筑物采用铠装电缆段或无铠装电缆 段穿钢管 距进户处 15 米之外转换为架空线路时 不仅在电缆 进出户处要将装电缆外皮及保护钢管与电气设备接地极联接 在转换处应装设低压配电线路适用的避雷器 还要将避雷器 电缆金属外皮 绝缘子铁脚 金具连在一起接地 冲击接地电 阻不大于 30 欧 建筑物防直击雷接地极若同电气接地极共用 同样要在总配电装置上加装避雷器 以防止电阻耦合的高电位 引入 电缆外导体对内导体有静电屏蔽作用 电缆的外导体同 内导体形成电容很容易将芯线上高频性质的感应电荷泄放入地 可一定程度限制较低的感应雷电波侵入 采用电缆段进出线限 制高位电引入是利用 电磁封锁 原理 将侵入的高电压限制在 允许范围内 当雷电波 uo 到达电缆首端 避雷器 p 击穿 电缆内外导 体等电位连通 雷电流 i1 经 r1 入地 另一部分 i2 经电缆外 导体流通 雷电波属高频性质 集肤效应致使 i2 仅在外导体流 通 外导体上雷电流在内导体上的感应反电势抑制了电缆芯线 的雷电流通过 若外导体电阻 rd 为 10 毫欧级数值 i2 为万安 级数值 由 i2 rd 可知能把高电位引入 u2 限制在百分比之几以 内 采用电缆段进出线方法限制高电位侵入 一定要注意电缆 外皮防雷目的的接地不要同电气设备接地分别接地 这时 u2 12 r2 因 r2 大于 rd u2 将大于图一的 u2 第三种方法 对低压架空进出线者 应在进出线处装设避 雷器并与瓷瓶铁脚 金具连在一起接到电气设备的接地的装置 上 当多回路进出线时 可仅在母线或总配电箱处装设一组避 雷器或其他方式的过电压保护器 但瓷瓶铁脚 金具等接到接 地装置上 这种架空进线引入的高电位最高 进出线处瓷瓶铁 脚 金具接地仅可把高电位钳制在 400kv 水平 仅对保护人身 安全是可靠的 必须再装避雷器进一步把高电位继续钳制在电 气设备可承受的限制内 是两级曳放雷电波能量 对保护耐压 较低的家电产品而言 有必要在分配电箱处设第二级避雷器 逐级泄放雷电能量 逐步降低所钳制的过电压限值 gb50057 94 防雷规范条文说明第 3 1 1 条讲 信息系统装置附 近的供电是否设过电压保护器 应由信息线路设计者 设备制 造厂解决 所以 强电设计人员目前执行 gb50057 94 仅解 决了电源进线部分的过电压保护 已泄放掉大部分雷电波能量 但是为在末级配电箱装二级细保护功能的避雷器打下了基础 例如 用户要对电脑电源实施过电压保护 只要在电脑电源处 装一组电脑专用电源避雷器就可以了 正因为目前只做到住宅 楼进线处粗保护 所以当选用避雷器件时 要选用冲击残压不 大于 1 3kv 响应时间短 通流容量当 8 20us 时大于 30ka 的 产品 有利于覆盖大多数家用电器电源安全保护范围 可一定 程度地减少家用电遭雷电波侵入危害而造成的损失 结束语 从 gb50057 94 防雷规范条文说明第 3 2 4 条来 看 着重倾向于低压电气装置不因高电位引入而损坏绝缘 当 前建筑物防雷普遍推广