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雷击引起的上万伏过电压(过电流)及极强的交变电磁场是损坏建筑物内电气电子设备的主要原因,雷电入侵建筑物内的途径有供电线路、通信线路、地电位反击、雷击电磁场四种途径,具体分析如下:
1.供电线路引入雷电
电源干扰进入电气电子设备的途径有电磁耦合、电容耦合、直接进人三种。电源由电力线路引人室内,电力线路可能遭受直击雷和感应雷。直击雷击中高压电力线路,经过变压揣耦合到低压侧,入侵为电子设备供电的电源;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应产生雷电过电压,在电源线上出现的雷电过电压平均可达10000V,对电子信息系统可造成毁火性打击。
防雷厂家提示您:在电源干扰的复杂性中,干扰常以“共模”或“差模”方式存在。“共模”十扰是指电源线与大地,或中性线与大地之间的电位差。“差模”干扰存在于电源相线与中性线之间。对三相电源来讲,还存在于相线与相线之间。在电源干扰复杂性中,干扰还可以从持续周期很短暂的尖峰于扰到全失电之间的变化。电源干扰的类型见表2—1。
电源线路是雷电入侵的主要途径,经常会遭受雷击造成开关跳闸、设备损坏等事故,是防雷保护的重点。供电线路(对lOkV线路,高压MOV的残压很高,弱电设备受此高压都会损坏,变压器有一定的隔离和衰减作用,但还有相当大的剩余雷电会传到后续设备)产生过电压后,该过电压直接传到电子设备,并将设备损坏,一般是将设备的电源部分损坏。根据线路上的过电压的成因及危害可分为七种情况:
(1)架空输电线路遭直接雷击。因线路较长,发生的概率较大,线路上的雷电流相当大,危害当然很大。
(2)在架空输电线路附近发生雷击(主要是空闪)时,雷电电磁场使输电线路上感应到雷电流。有较大的发生概率,但雷电流不太大。
(3)输电线路在电缆沟或埋地敷设时,在发生雷击后雷电流人地时,输电线路上感应到雷电流。相对前面两种情况来讲,发生概率及雷电流都不大。
(4)建筑物内的供电线路受建筑物避雷引下线电磁场感应而产生雷电流,雷电流的大小与发牛概串和建筑物结构及布线有关。垂直方向的线路没有屏蔽而且离避雷引下线(建筑物立柱)较近时,发牛概率及雷电流较大。
(5)建筑物内供电线路受建筑物附近雷击(建筑物附近落雷)电磁场感应而产十雷电流,雷电流的大小与建筑物的屏蔽性、布线、雷击位置、雷击点电流等有关。当建筑屏蔽性较差、线路靠近建筑物外墙、雷击点靠建筑物较近、雷击点电流大时,线路感应雷电流较大。
(6)建筑物内线路相互感应。当较多的线路敷设得很近(如电源线,接地线等相互距离在10cm内)时,若其中的一条线路上有过电压,则其他线路上都会感应到过电压,但雷电流不大。
(7)建筑物内高压设备在操作时产生过电压。该过电压不是雷击引起的,但其危害不低于雷击,主要是加速电子设备老化,从电的性能上来讲,该操作过电压类似于雷击过电压。
2.通信线路引入雷电
通信线路(通信控制线路一般有数据专线、网络线、控制信号线和视频线等)感应雷电后,雷电也直接传到设备,升将设备损坏,一般是将设备的通信端口损坏,与供电路线卜产牛雷电流的情况相似,一般来讲,通信线路J:的雷电流比供电线路J:的雷电流要小,通信线路上引入雷电的情况如下:
(1)室外架空的通信线路遭直接雷击,虽然发生概率较低,但一旦发十,线路上的雷电流会很大。
(2)在室外架空的通信线路的附近发牛雷击(主要是空闪)时,通信线路上将感应到雷电流。若架空线路较长,则有较大的发生概率,当雷云对地面放电时,会在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与通信线路相连的电92设备。
(3)通信线路采用电缆沟或埋地敷设时,在发生雷击后雷电流人地时,线路卜感应到的雷电流不大。当地面突出物遭盲击雷打击时,雷电币会将邻近的土壤击穿,雷电流直接人侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高用人侵信号传输线路。
(4)建筑物内通信线路受建筑物避雷引下线电磁场感应而产生雷电流,若线路没有屏蔽又离避雷引下线较近,则发生的概率大,而且雷电流也足以将通信端口损坏。
(5)建筑物内通信线路受建筑物附近雷击电磁场感应而产生雷电流,雷电流的大小与建筑物的屏蔽性、布线、雷击位置、雷击点电流等有关。当建筑屏蔽性较差,线路靠近建筑物外墙、雷击点靠建筑物较近、雷击点电流大时,线路感应雷电流较大。
(6)建筑物内线路相互感应。若较多的线路敷设得很近(如电源线、通信线、接地线等相互距离在1ccm以内),防雷厂家提示您:若其中的一条线路上有过电压,则其他线路上多会感应到过电压,但雷电流不大。若通过一条多芯电缆来连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线上感应出过电压,击坏低压电子设备。
3‘地电位反击引入雷电
若接地系统小符合要求,则主要危害是产生地电位反击,一般的地电位反击是指同‘‘设备或系统同时连接到几个互相没有直接电气连接的地网,当雷击时,各地网之间可能存在较高的电位差,该电位差通过接地线直接加在同一设备上,就有町9自将设备损坏。
在雷击发生时,强大的雷电流经过引下线和接地体泄人大地,在接地体附近形成放射形的电位分布,当有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产牛高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。此时,若设备有低电位的外接线,则会形成电位差而损坏设备;若设备没有外接线或外接线都呈高阻状态,则没有电位差,属于水涨船高性质,设备不会损坏。
4.雷击电磁场
建筑物防宜击雷接闪器的引下线,在传导强大的雷电流入地时,会在附近空间产生强大的电磁场变化,在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电雁,因此建筑物的外部避雷系统不但不能保护建筑物内电子设备,反而可能会引入雷电。
电子信息系统等设备的集成电路砧片耐压能力很弱,通常在100V以下,因此,必须建立多层次的电子信息系统的防雷系统,层层防护,才能确保电子信息系统的安全。
出自:防雷厂家