雷電或大容量電氣設備的操作會在供電系統內外產生電涌,其對供電系統和用電設備的影響已成為人們關注的焦點。低壓供電系統的外部電涌主要來自于雷擊放電,它由一次或若干次單獨的閃電組成,每次閃電都攜帶若干幅值很高、持續時間很短的電流。一個典型的雷電放電過程包括兩次或三次閃電,每次閃電之間大約相隔1/20s的時間。大多數閃電電流在10~100kA之間降落,其持續時間一般小于100μs.供電系統的內部浪涌主要來自于供電系統中大容量設備、變頻設備和非線行用電設備的使用。供電系統的內、外部浪涌會對一些敏感的電子設備造成損壞,即使是很窄的過電壓沖擊也會造成設備的電源部分或整個電子設備損壞。在雷電對設備造成的損害事故中,由電源線引入的雷電波占有相當大的比例,所以對電源線路的安全防護顯得格外重要。雷電防護系統由三部分組成,各部分都有其重要作用,不存在替代性。外部防護,由接閃器、引下線、接地體組成,可將絕大部分雷電能量直接導入地下泄放。過渡防護,由合理的屏蔽、接地、布線組成,可減少或阻塞通過各入侵通道引入的感應。內部防護,由均壓等電位連接、過電壓保護組成,可均衡系統電位,限制過電壓幅值。在此,我僅介紹一下電源防護。

一、電源系統的防雷保護對象

根據國際電工委員會所擬定的IEC1312《閃電電源脈沖的防護》標準,一般電源系統(不包括發電系統)、應在其LPZI雷電保護區。在此區域,不易遭受直擊雷,所感應的雷電電流不大于20KA,電壓不高于6KA。其防雷保護對象有兩個方面:

1、電源輸入、輸出端口的防雷

不同電源系統設備千差萬別,這里以通信電源為例。通信電源一般有交流配電、直流配電、整流模塊、監控模塊等單元。交流配電單元整流模塊的輸入端都應設計防雷網絡來吸收雷電流,抑制雷電引起的尖峰電壓。這樣對整流系統來說,理想的情況是,交流配電單元的防雷網絡吸收掉大部分雷電流,并將浪涌電壓抑制在遠低于6KA的水平,整流模塊內的防雷網絡再吸收掉剩下的雷電流,并將浪涌電壓箝位在模塊內器件能承受的水平。這樣,才能保證電源系統既有效防雷,又能盡量延長防雷器件的壽命。

2、電源通信端口的防雷

當電源系統通過電話線進行遠程通信時,通信電纜就可能引入雷電。雷電進入電源系統通信用的調制解調器或系統的端口時,就可能使其損壞。通信線路的防雷首先要了解線路上的電壓水平,據此來選擇防雷器件。其次,要注意不能影響通信質量,如產生誤碼等

二、電源防雷器的配置

防雷器又稱等電位連接器、過電壓保護器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等,用于電源線防護的防雷器稱為電源防雷器。鑒于目前的雷電致損特點,雷電防護尤其在防雷整改中,基于防雷器防護方案是最簡單、經濟的雷電防護解決方案。防雷器的主要作用是瞬態現象時將其兩端的電位保持一致或限制在一個范圍內,轉移有源導體上多余能量。進入地下泄放,是實現均壓等電位連接的重要組成部分。防雷器的一些主要技術參數:額定工作電壓、額定工作電流,特批串并式電源防雷器的載流量。

1、TN-C系統防雷保護

TN-C系統:俗稱三相四線制,供電系統中相線與零線并行敷設,由于從變壓器中心點引來的N線在該處接地,因此安裝防雷器時可在相線與零線之間安裝防雷模塊,但在有些情況下,由于零線與接地情況不好,接地電阻過大,此時可在配電箱近旁立柱的主鋼筋中引一地線,作為防雷電源地。

2、TN-S系統防雷器的配置

PE線與N線在變壓器低壓側出線端相連并與大地連接,而在后面的供電電路中PE線與N線分開布放,因此在選用和安裝防雷器時需要分別在相線與PE線之間以及N線和PE線之間進行保護。

3、TN-C-S系統防雷器的配置

TN-C-S系統是TN-C和TN-S兩種系統的組合,其中第一部分是TN-C系統,第二部分為TN-S系統,其分界面在N線與PE線的連接處。該系統一般用在建筑物由區域變電所供電的場所,進戶之前采用TN-C系統,進戶處作重復接地,進戶后變成TN-S系統。

根據《低壓配電設計規范》中的有關條文,建筑電氣設計選用TN系統時應作等電位連接,消除自建筑物外沿PEN線或PE線竄入的危險故障電壓,同時減小保護電器動作不可靠帶來的危險,有利于消除外界電磁場引起的干擾,改善裝置的電磁兼容性能。TN-C-S系統的N線和PE線,在變壓器低壓側就合為一條PEN線,這時只需在相線與PEN線之間加裝防雷器。在進入建筑物總配電屏后,PEN線又分為N線和PE線兩條進行獨立布線,PEN線接在建筑物內總等到電位接地母排上并入地。因此進入配電屏以后,N線對PE線就安裝防雷器。

4、TT系統防雷器的配置

N線只在變壓器的中性點接地,它與設備的保護接地是嚴格分開的,因此在選用防雷器時需要在相線與N線之間以及N線與地線之間進行保護。

5、?IT系統防雷保護

IT系統:俗稱三相三線制,IT系統中變壓器中性點不接地或大電阻接地,線路中無工作零線。此種供電系統適于三相對稱負載,常用于工廠供電系統中給電動機供電。其防雷保護需在負載的輸入側做一接地體,作為系統防雷保護地。

對不同的供電系統中SPD的安裝位置,原則上應安裝在各雷電防護區的交界處,其接地端應就近接到等電位連接帶上,但由于各種原因,SPD的安裝位置不會正好設在雷電交界處附近,此時B級SPD應安裝在建筑物內總等電位連接端子處,實行多級保護的末端SPD應靠近被保護設備安裝。

三、分級防護

由于雷擊的能量是非常巨大的,需要通過分級泄放的方法,將雷擊能量逐步泄放到大地。第一級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放,或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放,對于有可能發生直接雷擊的地方,必須進行CLASS—I的防雷。第二級防雷器是針對前級防雷器的殘余電壓以及區內感應雷擊的防護設備,對于前級發生較大雷擊能量吸收時,仍有一部分對設備或第三級防雷器而言是相當巨大的能量會傳導過來,需要第二級防雷器進一步吸收。同時,經過第一級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射LEMP,當線路足夠長感應雷的能量就變得足夠大,需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級防雷器是對LEMP和通過第二級防雷器的殘余雷擊能量進行保護。

1、第一級保護

目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區傳導進入LPZ1區,將數萬至數十萬伏的浪涌電壓限制到2500—3000V。

入戶電力變壓器低壓側安裝的電源防雷器作為第一級保護時應為三相電壓開關型電源防雷器,其雷電通流量不應低于60KA。該級電源防雷器應是連接在用戶供電系統入口進線各相和大地之間的大容量電源防雷器。一般要求該級電源防雷器具備每相100KA以上的最大沖擊容量,要求的限制電壓小于1500V,稱之為CLASSI級電源防雷器。這些電磁防雷器是專為承受雷電和感應雷擊的大電流以及吸引高能量浪涌而設計的,可將大量的浪涌電流分流到大地。它們僅提供限制電壓(沖擊電流流過電源防雷器時,線路上出現的最大電壓稱為限制電壓)為中等級別的保護,因為CLASSI級保護器主要是對大浪涌電流進行吸收,僅靠它們是不能完全保護供電系統內部的敏感用電設備的。

第一級電源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷電波,達到IEC規定的最高防護標準。其技術參考為:雷電通流量大于或等于100KA(10/350μs);殘壓值不大于2.5KV;響應時間小于或等于100ns。

2、第二級防護

目的是進一步將通過第一級防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到1500—2000V,對LPZ1—LPZ2實施等電位連接。

分配電柜線路輸出的電源防雷器作為第二級保護時應為限壓型電源防雷器,其雷電流容量不應低于20KA,應安裝在向重要或敏感用電設備供電的分路配電處。這些電源防雷器對于通過了用戶供電入口處浪涌放電器的剩余浪涌能量進行更完善的吸收,對于瞬態過電壓具有極好的抑制作用。該處使用的電源防雷器要求的最大沖擊容量為每相45kA以上,要求的限制電壓應小于1200V,稱之為CLASSII級電源防雷器。一般用戶供電系統做到第二級保護就可以達到用電設備運行的要求了

第二級電源防雷器采用C類保護器進行相—中、相—地以及中—地的全模式保護,主要技術參數為:雷電通流容量大于或等于40KA(8/20μs);殘壓峰值不大于1000V;響應時間不大于25ns。

3、第三級保護

目的是最終保護設備的手段,將殘余浪涌電壓的值降低到1000V以內,使浪涌的能量有致損壞設備。

在電子信息設備交流電源進線端安裝的電源防雷器作為第三級保護時應為串聯式限壓型電源防雷器,其雷電通流容量不應低于10KA。

最后的防線可在用電設備內部電源部分采用一個內置式的電源防雷器,以達到完全消除微小的瞬態過電壓的目的。該處使用的電源防雷器要求的最大沖擊容量為每相20KA或更低一些,要求的限制電壓應小于1000V。對于一些特別重要或特別敏感的電子設備具備第三級保護是必要的,同時也可以保護用電設備免受系統內部產生的瞬態過電壓影響。

對于微波通信設備、移動機站通信設備及雷達設備等使用的整流電源,宜視其工作電壓的保護需要分別選用工作電壓適配的直流電源防雷器作為末級保護。

4、根據被保護設備的耐壓等級,假如兩級防雷就可以做到限制電壓低于設備的耐壓水平,就只需要做兩級保護,假如設備的耐壓水平較低,可能需要四級甚至更多級的保護。第四級保護其雷電通流容量不應低于5KA。

四、電源防雷器分級防護的一般配置

配置電源防雷器時應注意以下事項

1、若電源進線為架空線,則在電源總配電柜處安裝標稱通流容量在20KA(10/350μs)及以上的開頭型電源防雷器,其放電電壓Usg≥4Uc(Uc為最大工作電壓);也可安裝標稱通流容量在80KA(8/20μs)以上的限壓型電源防雷器,標稱導通電壓Un≥4Uc,響應時間小于或等于100ns,該電源防雷器作為一級防護.

2、若電源進線為埋地引入電纜且長度大于50m,則在電源總配電柜處安裝標稱通流容量在60KA(8/20μs)以上、標稱導通電壓Un≥4Uc、響應時間小于或等于100ns的電源防雷器作為一級防護。

3、在樓層電源的分配電箱上應安裝標稱通流容量在40KA(8/20μs)以上、標稱導通電壓Un≥3Uc、響應時間小于或等到于50ns的電源防雷器作為二級防護。

4、在設備前應安裝標稱通流容量在20KA(8/20μs)以上、標稱導通電壓Un≥2.5Uc、響應時間小于或等到于50ns的電源防雷器作為三級防護。

5、對于重要的電子設備和計算機機房,在不間斷電源后宜安裝標稱通流容量在10KA(8/20μs)以上、標稱導通電壓Un≥2Uc、響應時間小于或等到于50ns的電源防雷器作為精細防護。

6、在二次(直流)電源的設備前宜安裝低壓直流電源防雷器,其標稱容量大于或等于10KA(8/20μs),標稱導通電壓Un≥1.5Uz(Uz為直流工作電壓),響應時間小于或等于50ns。

為防止電源防雷器老化造成短路,電源防雷器安裝線路上應用過電流保護裝置;宜選用有劣化顯示功能的電源防雷器。

五、電源系統SPD的安裝:

1、雷電會在配電線路上感應出雷電過電壓,它既可能是相線對地或中性線對地的感應過電壓,也可能是相線與中性線之間的感應過電壓。在不同的配電系統中SPD的安裝方法是不一樣的:TN系統一般采用相線、中性線分別對地加裝過壓型SPD的方式;TT系統一般采用相線分別對中性線加裝過壓型SPD的方式,中性線對地采用放電間隙SPD。

2、根據GB50343-2004中規定,電源線路浪涌保護器的安裝應符合下列規定:

2.1、電源線路的各級浪涌保護器應分別安裝在被保護設備電源線路的前端,浪涌保護器各接線端應分別與配電箱內線路的同名端相線連接。浪涌保護器的接線端與配電箱的保護接地線(PE)接地端子板連接,配電箱接地端子板應于所處防雷區的等電位接地端子板連接。各級浪涌保護器連接導線應平直,其長度不宜超過0.5米。

2.2、帶有接線端子的電源線路浪涌保護器應采用壓接;帶有接線柱的浪涌保護器宜采用線鼻子與接線柱連接。

3、如果各級電源的SPD單獨安裝,則應首先確定各級SPD的安裝位置,保證各級間的導線長度符合《建筑物電子信息系統防雷技術規范》中的有關要求,滿足各級能量配合的要求,并且注意最后的一級SPD的安裝點與所要保護的設備間的導線距離盡量短,避免在設備前端的線路上產生的感應電壓進入設備。在由直流電源供電的設備機房內,在開關電源直流輸出端要安裝直流浪涌吸收保護器。

六、接地

1、接地的目的和種類:

接地是利用大地作為接地電流回路,在電氣設備與大地之間實現低阻抗的電氣連接,它將設備接地處的電位固定為所允許的值。接地的目的一是為設備的操作人員提供安全保障;二是防止設備損壞和提高設備工作的穩定性。接地電位的大小,除與電流的幅值和波形有關外,還和接地體的幾何尺寸及大地的電磁參數有關。

在電氣設備中,按照接地用途的不同,可分為工作接地、保護接地、屏蔽接地和防過電壓接地。

2、電源防雷器接地時應注意以下事項:

2.1為了使接地電位相等,被保護設備與防雷器必須再用一個接匯集排。

2.2為了減小防雷器泄放的雷電流在接地引線上形成殘壓,防雷器的接地線應盡可能短、粗、直。

2.3為了使被保護設備的地電位與接地匯集排的地電位相等,設備的保護接地線中不能有電流流過,接地連接線可適當加長。

2.4避雷針(帶)引下線和其他干擾電流不能流過設備與防雷器用的接地匯集排,以免造成接地匯集排上各連接點的電位不相等。

3、電源裝置接地的分類

目前在我國應用的各種電源裝置的接地種類繁多,歸納起來可分為以下幾類?

3.1給電源裝置供電電源中性點的工作地:指穩定的供電系統中性點電位的接地;

3.2電源裝置的防雷保護接地:指在雷雨季節為防止雷電過電壓的保護接地;

3.3電源裝置的安全保護地:指為防止接觸電壓及跨步電壓危害人身和設備安全,而設置的微電子裝置金屬外殼的接地;

3.4電源裝置直流系統地?又稱為邏輯地、工作地,它為微電子裝置各個部分、各個環節提供穩定的基準電位(一般是零點位)。這個地可以接大地,也可以僅僅是一個公共點。系統地如果與大地不相連,即系統地處于懸浮工作狀態,稱之為浮空地;

3.5電源裝置的屏蔽地:為抑制各種干擾信號而設置的,屏蔽的種類很多,但都需要可靠的接地。

結束語:

雷電防護將是個系統工程,雷電防護的中心內容是泄放和均衡:

1.泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過大地泄放,并且應符合層次性原則,即盡可能多、盡可能遠地將多余能量在引入通信系統之前泄放入地;層次性就是按照所設立的防雷保護區分層次對雷電能量進行削弱。

2.均衡就是保持系統各部分不產生足以致損的電位差,即系統所在環境及系統本身所有金屬導電體的電位在瞬態現象時保持基本相等,這實質是基于均壓等電位連接的。

電源系統的防護只是雷電防護中的一部分,更科學更詳細的做法還需要我們進一步的研究。

篇2:防雷電安全常識規范

雷電應屬于一種自然現象,但是不加以控制和預防,它同樣算是一種自然災害,可以造成人員傷亡和財產損失的事故。雖然它屬無法抗拒的自然因素,所造成的危害和后果也是非常嚴重的,但是加強預防和控制也是可以避免的。因此在夏季雷雨季節前加強學習雷電相關安全知識,以便做出相應的安全防范措施是非常重要和必要的工作。

一、雷電的產生

空中的塵埃、冰晶等物質在云層中翻滾運動的時候,經過一些復雜過程,使這些物質分別帶上了正電荷與負電荷。地面的凸出物、金屬等會被感應出正電荷,隨著電場的逐步增強,雷云向下形成下行先導,地面的物體形成向上回流,二者相遇即形成對地放電。這就容易造成雷電災害。

二、雷電的主要特點

沖擊電流大、時間短、雷電流變化梯度大、沖擊電壓高:強大的電流產生的交變磁場,其感應電壓可高達上億伏。

三、雷電造成的破壞

當雷電直接擊在建筑物上,強大的雷電流使建(構)筑物水份受熱汽化膨脹,從而產生很大的機械力,導致建筑物燃燒或爆炸。另外,當雷電擊中接閃器,電流沿引下線向大地瀉放時,這時對地電位升高,有可能向臨近的物體跳擊,稱為雷電“反擊”,從而造成火災或人身傷亡。而感應到正在聯機的導線上就會對設備產生強烈的破壞性。當雷電接近架空管線時,高壓沖擊波會沿架空管線侵入室內,造成高電流引入,這樣可能引起設備損壞或人身傷亡事故。如果附近有可燃物,容易釀成火災。

四、雷電發生時如何注意人身安全

1、雷電時,要關閉電視、音響、影碟機、電腦等室內的用電設備,并斷開電源及信號線路。

2、雷電時,不要觸摸水管、鐵絲網、金屬門窗、建筑物外墻,遠離電線等帶電設備或類似金屬裝置。緊閉門窗,防止雷電侵入。

3、雷電時,不要帶金屬物體在露天行走,不要使用金屬雨傘,不要騎馬、騎自行車等。

4、雷電時,在野外要立即尋找躲蔽場所。裝有避雷針的混凝土建筑物是避雷的好場所。

5、雷電時,在野外不要擠在一起,可躲避在較大的山洞里。

6、雷電時,不能停留在高樹林子的邊緣,電線、旗桿的周圍和干草堆、帳篷、鐵軌、長金屬欄桿、龐大金屬物體旁,山頂、制高點等場所。

7、雷電時,不宜在室外游泳。

8、雷電時,如果躲蔽條件不允許,應該立即雙膝下蹲,向前彎曲,雙手抱膝。

9、盡快進入有完好避雷裝置的建筑物內,關閉門窗,切不可停留在樓的頂面上。

10、不倚靠建筑物的外墻、柱,不靠近更不可觸摸金屬水管或金屬門窗和其它帶電設備。

11、在電源和電話.及電視等室外引入的信號紋沒裝避雷器的情況下,盡量不要看電視、打電話,也不要用其它電器,最好拔掉插頭。

12、不要在家洗淋浴,特別是太陽能熱水器裝在屋頂,又處在直擊雷保護范圍之外的更要特別注意。

13、坐在車廂里是安全的,千萬不要在雷電發生時下車,那是十分危險的。

14、不要進沒有防雷措施的孤立棚舍或崗亭躲雨。

15、離開大樹或電線桿三米以上。

16、盡量不要打手機電話。

17、避開一切容易導電的物體,如金屬、炭、潮濕的動物和植物等,也不要穿濕衣服。

18、不要在樹下避雨,特別是空曠環境中的樹木,因其極可能成為雷電放電的通路;不要在高大建筑物(如塔等)旁邊避雨;也不要在倒塌的陰濕的老建筑物(如古廟等)旁避雨;不要在鐵軌上行走;

要遠離建筑物的避雷針及其接地引下線。

19、如果處在野外無處躲避,雷雨交加時要立即蹲下,雙腳并攏,雙臂抱膝,頭部下俯,盡量縮小身體體積和接地面積。手中如果有金屬物品(如金屬桿的雨傘、鐵器皿、鐵鍬等),要迅速放到較遠的地方。

20、在室內,不要靠近暖氣管片和自來水管;不要繼續收看、收聽電視機或收音機(特別是裝有室外天線的),要切斷電源,并要把室外天線與電視機脫離而與地線連接。為安全起見,最好暫停使用電燈和其他電器,移開較大的容易導電的東西,也盡量不要打電話。

21、如果雷電越來越猛烈,要關閉門窗,熄滅爐火,并在屋內中央鋪一張粗毯或放張長木凳,然后放家人站在上面,這較為安全。

22、如發現電氣設備被雷電燒壞時,應趕快將電源切斷,并找電工檢查修理。在無法判斷它是不是停電時,應看做時有電,在通知電工檢查處理的同時,要看好現場,不要讓人或牲畜接近,應保持8米以上的距離。

23、遇到雷擊事故時,應積極開展人工呼吸和胸外心臟按壓等現場急救措施。

篇3:WS中學防雷電等自然災害應急預案

中學(學校)防雷電等自然災害應急預案

1、政教處利用國旗下的講話、班會、黑板報等途徑宣傳有關臺風、暴雨、、雷電、地震、泥石流等自然災害知識,增強師生防災意識,提高在自然災害發生時的自救本領。

2、后勤處組織后勤人員定時和不定時排查校園的房屋、排水管道、電器設施、消防安全設施、樹木、窗戶等安全方面的隱患,查看學校建筑物上的避雷設施是否完好,發現問題及時補救。

3、學校在接到上級指令或天氣監測預報、預警信號,需要停課的,則立即采取措施停課放假。必要時,在未接到上級主管部門停課通知而情況緊急的,由學校應急事件處理小組討論決定并報請上級教育主管部門同意停課放假。

4、雷電、暴風、暴雨天氣,各班班主任、任課教師要有秩序地組織學生安全返家,對離學校較遠學生做好必要的護送工作。

5、學校領導班子成員在接到雷電、暴風、暴雨信息時,隨時待命,做好有關工作。發現災情時,后勤人員在下班前切斷電源,檢查和加固校內懸掛物等。各班正副班主任負責關好教室門窗。年級主任負責巡查整個樓層設施安全情況后方可離開。

6、發生破壞性災害后,立即做好抗災自救工作。同時,做好災后衛生防疫工作,防止傳染疾病在校園滋生、蔓延。