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一、现阶段的防雷知识

1.雷电的危害

众所周知,雷电具有极大的破坏性,其电压高达数百万伏,瞬间电流可高达数十万安培。雷击所造成的破坏性后果体现于下列三种层次:①设备损坏,人员伤亡;②设备或元器件寿命降低;③传输或储存的信号、数据(模拟或数字)受到干扰或丢失,甚至使电子设备产生误动作而暂时瘫痪或整个系统停顿。目前,世界上各种建筑、设施大多数仍在使用传统的避雷针防雷。用避雷针防止直接雷击实践证明是经济和有效的。但是,随着现代电子技术的不断发展,大量精密电子设备的使用和联网,避雷针对这些电子设备的保护却显得无能为力。避雷针不能阻止感应雷击过电压、操作过电压以及雷电波入侵过电压,而这类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。

现代防雷技术系统的防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面:

    1.外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等,其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭,将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等,泄放入大地。

    2.内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。通过在需要保护设备的前端安装合适的防雷器,使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外,将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地,确保后接设备的安全。

避雷带、引下线(建筑物钢筋)和接地等构成的外部防雷系统,主要是为了保护建筑物本体免受雷击引起的火灾事故及人身安全事故,而内部防雷系统则是防止感应雷和其他形式的过电压侵入设备造成损坏,这是外部防雷系统无法保证的。

2.雷害的途径分析

雷电对电气设备的影响,主要由以下四个方面造成:①直击雷;②传导雷; ③感应雷;④开关过电压。

直击雷:雷电直接击中建筑物,雷电的不到50%的能量将会从引下线等外部避雷设施泄放到大地,其中接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分流,其中5%左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流,其余的雷击能量通建筑物的其他金属管道、缆线分流。这里的能量分配比例会随着建筑物内的布线状况和管线结构而变化。直击雷波形为10/350us

                        

  

传导雷(雷电波侵入):在更大的范围内(几公里甚至几十公里),雷电击中电力或信息通讯线路,然后沿着传输线路侵入设备。其中地电位反击也是传导雷中的一种:雷电击中附近建筑物或附近其他物体、地面,导致地电压升高,并在周围形成巨大的跨步电压。雷电可能通过接地系统或建筑物间的线路入侵雷电延建筑物内部设备形成地电位反击。


感应雷(雷电波感应):在周围1000公尺左右范围内(有资料为500公尺或 1500公尺,距离应随着雷击大小和屏蔽措施而变化)发生雷击时,LEMP在上述有效范围内,在所有的导体上产生足够强度的感应浪涌。因此分布于建筑物内外的各种电力、信息线路将会感应雷电而对设备造成危害。

    随着现代高科技的发展,精密仪器,通讯设备,数据网络的应用越来越广泛,因而感应雷造成的雷击事故也越来越多,除直接造成了巨大的经济损失外,因重要设备损坏使系统网络陷入瘫痪后造成间接的损失更是惊人。

 

             

3.现阶段电源防雷的设计

  1.外来的导体布置

外来导体包括:金属水管、通讯电缆线及电力电缆铠装外皮或电缆金属管等。

所有的水管和电缆应埋地进入机房,水管和电缆铠装外皮和保护金属管应在进入机房时接地,电缆应选用铠装电缆或穿金属管埋地进入机房电缆相线和中线应通过电涌保护器接地。

   2.外电源线的电涌保护器的布置和选择:

   电涌保护器的布置原理

如下图所示:


a)该布置是依据GB 50057-2010IEC 61312的标准布置。

LPZ0LPZ1区交界:U2 =U1-I2R2

可以看出:U2<U1  I2<I1 

这样就可以通过多级钳位使残压逐步降低,以有效地抑制外来雷电波入侵和雷电电磁脉冲的危害。

b)通过电涌保护器的雷电流逐级减少,还为安装电涌保护器提供了方便如图所示,我们在安装电涌保护器时总会使用导线进行连接,而导线电感在雷电波的频率下不能忽略,于是有:

Uc=UL1+Us+UL2   Uc=Is(ZL1+ZL2)+Us

这样的残压将会附加上一个额外的Is(ZL1+ZL2)如果只有一级电涌保护器,雷电流的大部将从这一级电涌保护器泄放入地则Is非常大,这样要保证U额外Is(ZL1+ZL2),否则则ZL1+ZL2要非常地小,也即导线要非常短,在安装时往往很难做至,安装条件就会非常苛刻。多级布置使这个部题得至解决。

c)分区多级布置使电涌保护器由于自身放电的电磁脉冲的干扰减弱,我们知道当在导体中有高频信号流过,就会向空间发射电磁波及发射功率。可频率、电流和电压有关当电流和电压降低时其发射功率也就减弱,这样不会因为电涌保护器的放电而影响微电子设备的正常运行。

                             

二、消雷接地产品的优势及特点

现阶段的电源防雷的设计,所有都是通过人工制做“防雷地线”和对“接地电阻”的“阻值”要求。由于三个变量(V  I  R)至今定不了合理的“标准”,取值估算法进行设计的,但是有些地区特别是南方重雷区,防雷效果不尽如意,这亦是防雷工程的实情。

“消雷”:是针对防雷,有史以来解决不了,雷击不断发生的现实。以及“防雷立足于打雷”。但始终无法解决,“防雷地线”的“产品化”,定不下“接地电阻”的“合理阻值”。 

“目标”是根据防雷具体存在的问题,来制定的“前期目标”,有如下两点: 

1、“变打雷为不打雷”。要研发一个“消雷器”来实现“目的”。达到对保护区,实现“区域性的局部消雷”,为“既定的目标”。

2、要取消“防雷地线”和“接地电阻”的要求,用“消雷器”来取代。实现用“产品化”的防雷地线来代替人工防雷地线。“改革防雷”来过渡到“消雷变革”。

通过改革能“实现”: 

1、应用“产品化的消雷器”,来代替“防雷地线”,达到了取消防雷地

线和接地电阻的要求,减少了雷击事故的发生。 

2、应用“可双向输入变能组合式消雷针”,来改造“避雷针”。解决了

“避雷针”在引雷过程中,产生的“次生灾害”。这是在南部战区的一个雷

达站,得到了证实的事实。 

3、应用消雷器,来解决电网中的铁塔,在雷击的放电过程中,产生的跨步电压,是解决防雷的一大难题,是可行的措施。 

消雷创新的“ 核心技术” 是:研发一个能够全部自动化输入,天与地之间电和磁能量,来进行变能的“消雷器”。这一切的设想,都是完全能实现的。

全自动变能组合消雷器,是由三个部分组成。如下图:

1、中间组合:“消雷器”是自主研发的“核心技术”。 

2、地下:地下网络,人工配置的输入网络。 

3、天上:天上网络,人工配置的输入网络。 


全自动变能组合消雷器是多种实用技术组合,电磁全自动变能组合消雷器的简称。

多种实用技术组合是:1、一种可双向输入的变极变能“超级电容”; 

2、低阻抗平板电容器自动变极开关; 

3、金属与非金属粉末混合式的非线性可变介质,“组合内阻”。 

无源的消雷器,在前期的试验中,研发有三种应用组合。 

1)核心技术与地组合

“目的”是消去地面以下的,电和磁的能量。 

2)核心技术与天和地之间的双向组合

“目的”是消去天和地之间的,双向电和磁的能量。 

3)以上两种组合的复式组合 

“ 目的”是应用复式组合,布置一个或多个消雷的矩阵。来实现被保护区内设备,内外层层的屏蔽式隔离保护

三、消雷系列产品性能及型号介绍

1.消雷接地装置

※产品简介

本消雷接地装置将“一种双向变极变能介质”、防雷电路模块,组合安装在电源箱内,就近安装在原配电柜配电箱内,不依靠传统接地就能满足消雷防雷,起到保护仪器设备安全可靠使用的需求。本消雷接地装置是创新设计,完成吸能、变能、释能三种功能,起到消雷防雷的作用。

    消雷接地装置输入形式分为单相220V或三相380V,接入方式分为并联,可根据用户需求,配置电源回路和设计接入容量,外形尺寸为(宽×高×深)320×260×130mm,尺寸根据不同配置变化;

        消雷接地装置作为单位终端供电的配套设施,对设备、仪器及其它用电器材,具有消雷防雷的安全保护作用,可广泛应用于商业广场、工厂、企业、学校、科研院所、部队、铁路等部门。

  产品型号


※基本型参数表:



 

※设计举例:


※产品实物照片



 


 

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