防雷安全知识培训.ppt

1、防雷安全知识培训,课程内容,第一章 雷电知识简介 第二章 雷电的危害与分析 第三章 雷电防护基本原则 第四章 雷电防护基本措施 第五章 雷电浪涌保护器防护 第六章 雷达站的防雷接地,a,3,第一章 雷电知识简介,雷电的产生 雷电的形状 防雷区的划分 雷电参数简介,雷电的产生,雷电是发生在大气中的一种极其雄伟壮观的自然现象，它往往伴随着降雨产生，偶尔也会晴天打雷，俗称“晴天霹雳”。我国古代最早的雷电记录是周易记述的公元前1068年一次球型雷袭，这也是世界上发现最早的雷击记录。古代的人们由于缺乏科学知识，不能正确解释雷电现象，就把雷电与鬼神联系起来，创造了雷神电母等神话故事。在封建迷信时期，人们将

2、旧历6月24日定为雷神的生日。直至东汉时哲学家王充（公元27-约97年）才第一次提出了“雷是火”的论断。1749年美国科学家富兰克林等经过科学实验，为我们揭开了雷电的神秘面纱，证实了“雷就是电”，奠定了现代防雷技术的基础。,雷电的形成按照比较简单的一句话为： 当大气中的物理微粒（灰尘、水汽等）在复杂的空气运动过程中（比如对流、气旋运动、积云过程等），结合大气电场、温差起电效应等物理效应，会产生电荷积累，当云层电荷积聚到一定程度的时候，电荷要击穿空气在云与云，云与地之间发生放电作用，就是通常所说的闪电。,雷电的产生,雷电的产生,雷电现象是一种很普遍的大气中放电现象，产生于积雨中，积雨云在形成过程

3、中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为500KV/m），开始游离放电，我们称之为先导放电。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时（地面上的建筑物，架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流（一般为几十千安至几百千安），并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成雷电。,雷电的产生,雷电的产生,雷电的产生 （1）形成雷云 （2）云中电荷分布不均匀 雷电的部分统计特性 （1）多

4、数雷电放电发生在云内，少数发生在雷云与大地之间 （2）90左右的雷是负极性,雷电的形状,地闪,云闪,a,11,防雷区的划分,LPZ-防雷区,LPZ 0A,LPZ 0B,有屏蔽的房间 LPZ2,LPZ1,有屏蔽的建筑物,a,12,防雷区的划分,a,13,防雷区的概念,LPZ0A：本区内各物体可能遭受直接雷击,电磁场没有衰减； LPZ0B：本区内各物体不可能遭受直接雷击,电磁场没有衰减； LPZ1：本区内各物体不可能遭受直接雷击，电磁场有可能衰减； 后续防雷区（LPZ2等），电磁场有进一步的减小。,a,14,雷电参数简介雷暴日,表征雷电活动的频率：年平均雷暴日 少雷区:年平均雷暴日不超过25的区域

5、 中雷区:年平均雷暴日在2540的区域 多雷区:年平均雷暴日在4090的区域 强雷区:年平均雷暴日在90以上的区域,雷电参数简介雷电流波形,雷电参数简介雷电流波形,雷电参数简介雷电流波形,a,18,雷电参数简介雷电波频谱分析,雷电流主要分布在低频部分 雷电的能量主要集中在低频部分，约90以上的雷电能量分布在频率为10kHz以下,课程内容,第一章 雷电知识简介 第二章 雷电的危害与分析 第三章 雷电防护基本原则 第四章 雷电防护基本措施 第五章 雷电浪涌保护器防护 第六章 雷达站的防雷接地,a,20,第二章 雷电的危害与分析,雷电过电压的产生 雷电的危害 雷电灾害分析 雷电灾害事例,a,21,雷

6、电过电压的产生,直击雷 感应雷 线路来波 地电位反击,雷电的危害,云内闪、云际闪-对飞行器危害大 云地闪-对建（构）筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大 特点： 雷电放电电压高，闪电电流幅值大，变化快，放电时间短，闪电电流波形陡度大。地球上每天约发生万次云地闪电，平均每秒次。 雷电的危害形式: 强大的电流、炽热的高温、猛烈的冲击波、剧变的电磁场以及强烈的电磁辐射等物理效应，给人类社会带来极大的危害，造成人员伤亡、巨大破坏、起火爆炸、严重损失。,a,23,雷电的危害,电磁污染 电磁干扰 设备损坏 系统崩溃,雷电的危害,电力系统故障,建筑物损坏,火灾、爆炸,雷电的危害,距离,0m,50m,1km,5

7、km,10km,电场 变化,破坏 效果,直击 损坏,感应 损坏,系统 失灵,电磁 干扰,60V/m,6kV/m,30kV/m,60kV/m,系统失灵 电磁干扰,I=40kA,雷电对计算机系统破坏作用的估计,经济损失也是与日俱增，1997年2009年因雷电灾害造成的财产损失总额为1728.4万元， 在雷电灾害发生的集中年份，其中1998、2003年和2006年损失最为突出。,雷电灾害分析,深圳市雷电灾害经济损失年度分布图,雷电灾害分析,深圳市雷电灾害事故造成的不同受损物体的分类统计,深圳市雷电灾害形式图,雷电灾害事例,2006年5月23日下午15：00左右，龙岗区坑梓镇龙田居委会同富裕工业区6栋

8、华莹光学制片厂厂内遭雷击，雷击造成总配电房内发电机并车柜损坏，车间两条生产线被迫停电。此次雷击还击坏1台ADSL专线拨号器、1扇电控门。1台天面热水炉电机。直接经济损失2万多元。（龙岗区）,分配电柜被雷击坏,a,30,雷电灾害事例,电话系统被雷击坏,2006年6月9日龙岗清林径水库遭雷击，1部电视机被击坏，2部直线电话损坏，经济损失1万元左右。（龙岗区）,a,31,雷电灾害事例,2006年6月9日宝安观澜镇观澜村大和工业区五区的威龙包装材料（深圳）有限公司的电话主机板、10多台电脑网路、电视天线、电源、空调、太阳能热水器开关被雷击中损坏。直接经济损失约3万元。 （宝安区）,热水器被雷击坏,a,

9、32,雷电灾害事例,2006年7月2日14：40左右南山区科技园北区郎山路环旭电子（深圳）有限公司，电话交换机系统共有23块板卡被雷击坏，经济损失约10万元左右。（南山区）,电路板被雷击坏,雷电灾害事例,2007年6月12日龙景花园天面一角遭遇雷击,课程内容,第一章 雷电知识简介 第二章 雷电的危害与分析 第三章 雷电防护基本原则 第四章 雷电防护基本措施 第五章 雷电浪涌保护器防护 第六章 雷达站的防雷接地,a,35,雷电防护基本原则,概率防护原则 多级防护原则,概率防护原则,雷电放电本身就有一定的随机性，雷电参数有一定的统计性质 防雷装置不能阻止雷闪的形成（IEC61024第一句） 防雷器

10、件不能完全抑制所有过电压和过电流 对于发生概率很小的高水平浪涌其防护的费用急剧上升,a,37,多级防护原则,课程内容,第一章 雷电知识简介 第二章 雷电的危害与分析 第三章 雷电防护基本原则 第四章 雷电防护基本措施 第五章 雷电浪涌保护器防护 第六章 雷达站的防雷接地,a,39,第四章 雷电防护基本措施,雷电综合防护措施 直击雷防护 感应雷防护 VTS设备防雷,雷电综合防护措施,基于综合防护的七点防雷措施,选取适宜的接闪方式：雷电能量有50%可直接流入大地，还有50%的能量将通过各种感应方式，平均流入外露的各电气通道（如电源线、信号线和金属管道等）。 安全引导雷电入地：作好雷击电流引下工作，

11、避免雷击电流旁向闪击，最大限度的消除雷电流对电子设备的感应作用。 完善的共地措施：首先是由降阻剂、接地棒和铜带的配合使用，达到更低的地电阻。然后利用地极间的瞬态连接技术，达到电源地、防雷地、保护地和信号地之间的电位平衡，形成共地系统，防止雷电通过接地系统对设备的反击。减少感应雷击对弱电设备的感应损坏。,基于综合防护的七点防雷措施,构造“等电位”电位浮岛：在对电子设备的电源、数据、通讯及信号线路进行感应雷防护时，使用直接电气联结或避雷器进行等电位连接，形成水涨船高式的等电位浮岛，雷电侵入时，整个系统的电位同时升降。其目的是防止强大雷电流流经之处的局部高电位与周围设备发生雷电反击（旁侧闪络放电），

12、同时可消除因地电位骤然升高而产生的“地电位反击”事故。 迅速分流雷电流：把通过各种线路引入电子系统的雷击电流，通过精心安装的分流系统，安全迅速的分流入地，降低系统的高电压，高速箝位电压达到安全值。 全面屏蔽：出入室线路作全面屏蔽，以减轻雷电电磁脉冲的浪涌侵害。 定期检测防雷装置：邀请权威检测部门作定期检测。发现问题，及时整改,直击雷防护,1754年前后，富兰克林、罗蒙诺索夫等一批欧美学者用试验证实“雷就是电”，并发明了用金属材料拦截雷闪（接闪）、引下线和接地装置的外部防雷装置（LPS）。 250年的实践证明，LPS是迄今唯一有效和广泛使用的直击雷防护装置。,直击雷防护滚球法,直击雷防护滚球法,

13、直击雷防护滚球法,a,47,感应雷防护,a,48,主要针对浪涌过压的防护,低压电源防护 数据通讯防护 等电位连接 完备的接地系统,感应雷防护,LPZ = 防雷保护区 SEB =配电柜 EBB =等电位连接排,感应雷防护电源防护,感应雷防护等电位连接,感应雷防护,VTS设备防雷三道防线,第一道防线是通过接闪器（比如避雷针、避雷网），引下线和接地装置，将直击雷绝大部分雷电流泄放到大地； 第二道防线通过屏蔽措施，阻止雷电波（流）通过金属导体（线）侵入电子设备闪电的电磁场效应 （对线路系统尤为突出）； 第三道防线是通过等电位连接措施和加装电涌保护器（SPD）来限制过电压和过电流对设备的干扰和冲击，一般

14、安装在电源进线端（如配电箱）。,VTS设备防雷发射塔,发射塔，顾名思义，它是雷达站中最高的，也就是最容易引雷的； 发射塔的防雷作用首当其冲是最重要的，一般来说，发射塔顶上有避雷针作为防雷保护，首要的作用是将直接接闪的直击雷电流泄入大地，以防其他物体遭受雷击。 与发射塔雷达相应的线路均应做好金属屏蔽措施；,避雷针的作用,VTS设备防雷发射塔,VTS设备防雷机房,机房防雷的一个很重要的概念是等电位； 防静电地板、金属吊顶、金属门窗、机柜（箱、壳）、支架、线桥等等金属物体应作好等电位连接处理； 类似集装箱的金属房屋是最好的屏蔽措施，如遇高电位，其整体为均势电位，不产生电位差； 接地电阻的大小为非必要

15、概念，不必苛求极小接地电阻,金属线路（如电源线、信号线，光纤除外）应套金属管（槽）敷设，金属管（槽）应保持全长电气连通，至少双端作接地处理； 良好的屏蔽措施可以使感应电流在金属屏蔽体流动，而不进入弱电设备进行破坏； 良好的等电位措施可以使设备处于一个相同电位水平，不产生电位差，因此不产生击穿电流，进而保护设备； 机房内不应另设一个独立接地体，应与机房自身共用一个接地地网，以达到等电位效果。,VTS设备防雷机房,VTS设备防雷配电电源,雷击产生时，伴随雷电流流入大地瞬间，会产生高频变化磁场，进而感应产生电流； 配电线路应在进线端安装电源浪涌保护器（SPD） SPD的作用是把在电源线路上将要流入设

16、备端的强感应电流引入大地，避免设备遭受大电流而损坏；,课程内容,第一章 雷电知识简介 第二章 雷电的危害与分析 第三章 雷电防护基本原则 第四章 雷电防护基本措施 第五章 雷电浪涌保护器防护 第六章 雷达站的防雷接地,雷电浪涌保护器防护,SPD的基本准则 SPD的工作原理 SPD的选择 SPD的安装,SPD 的基本准则,SPD的分类,电涌保护器目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件，它至少含有一非线性元件。 电源SPD连接到低压配电系统的SPD。 信号SPD连接到电信和信号网络的SPD。 适用电压：直流1500V 交流1000V（rms）（50Hz）,a,62,电源SPD的工作原理,当电网

17、由于雷击出现瞬时脉冲电压时, 防雷器在纳秒内导通，将脉冲电压短路于地泄放，后又恢复为高阻状态，从而不影响用户设备的供电。,设 备,a,63,SPD的选择,按防雷等级选择 : Class I SPD 要求可以防止直击雷 (LPS on installation) Class II SPD 可安装与线路进口或建筑内部分线端 Class III SPD 安装设备侧 选择放电电流 : 对于高暴露性防护选择 70 kA (或更以上) 对于标准安装选择 40 kA 对于设备侧选择10kA 防雷器的选择原则 : 高敏感设备 (限制电压低) 广泛应用 (secondary overshoots) 配合熔断丝或

18、断路器 优先使用防雷熔断丝或延迟断路器,SPD的安装,安装SPD的三项基本原则 安装SPD之后，在无电涌发生时，SPD不应 对电气（电子）系统正常运行产生影响。 安装SPD之后，在有电涌发生的情况下， SPD能承受预期通过的雷电流而不损坏， 并能箝制电涌电压和分走电涌电流。 在电涌电流通过后，SPD应迅速恢复高阻状 态，切断工频续流。,SPD 的安 装,SPD的安装,课程内容,第一章 雷电知识简介 第二章 雷电的危害与分析 第三章 雷电防护基本原则 第四章 雷电防护基本措施 第五章 雷电浪涌保护器防护 第六章 雷达站的防雷接地,雷电站的防雷接地,雷达站的接地系统 低压配电系统简介 站内布线 接地设计,雷达站接地系统,a,70,雷达站等电位连接基本要求,等电位棒,通讯电缆,水管,燃气管,其它金属管道,雷达站天馈系统外部防雷接地,低压配电系统简介,TN系统（分为TN-S、TN-C、TN-C-S三种） TT系统 IT系统,TN-S系统,TN-C系统,TN-C-S系统,TT系统,IT系统,或与地隔离,a,78,站内布线,进站的低压电力电缆 进站信号电缆的正确布放和防雷 光缆的防雷,a,79,进站的低压电力电缆,进入雷达站的低压电力电缆宜埋地引入，宜采用具有金属铠装屏蔽层的电缆（或穿金属管屏蔽）。 屏蔽层两端接地（或金属管两端接