基于弱电设备防雷接地技术的思考与研究

基于弱电设备防雷接地技术的思考与研究

【摘要】目前防雷接地保护已成为我们电气工作者非常关注的领域，特别是在弱电设备中，它的好坏将极大影响设备的安全运行，但现在有很多人不太了解弱电设备防雷接地技术及施工。本文主要就弱电设备防雷接地技术进行了深入的分析研究。随着弱电设备与现实生活的联系越来越密切,做好弱电系统的雷电防护措施显得十分重要。

标签弱电设备；保护措施；接地；探讨；

前言

雷电是一种常见的大气放电现象。在夏天，当地面含水蒸汽的空气受热不断地上升到高空，形成积雨云，在上升的过程，由于气流的摩擦以及地球磁场的影响，云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷，形成雷雨云，而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应，也会带上与云底相反极性的电荷。当云层里的电荷越积越多，达到一定强度时，就会把空气击穿，打开一条狭窄的通道强行放电，发出耀眼的强光，这就是闪电，而闪电通道道上的高温会使空气急剧膨胀，从而产生冲击波，这种强烈的冲击波活动形成了雷声。由于雷电释放的能量相当大，它所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电磁辐射等物理效应给人们带来了多种危害。每年雷雨季节,自动化系统、通信系统等常常遭受雷击损坏,感应雷击造成的事故占整个雷击事故的90% ,造成较大的直接和间接经济损失。因此,弱电系统基本成为现实生活防雷的重点。下面对建筑物的弱电系统防雷技术进行分析。

一、弱电系统防雷分析

建筑物的弱电系统主要有两类: 一类是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流与直流之分,如24V 直流控制电源,或应急照明灯备用电源。另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源,如电话、电视、计算机的信息。建筑弱电系统是以建筑环境和系统集成为平台,通过综合布线系统作为传输网络媒介,由各种弱电技术与建筑环境的各种设施有机结合和综合运用形成各个子系统,从而构成了符合智能建筑功能等方面要求的建筑环境。建筑物弱电系统的雷电防护主要是为了预防雷电波沿着弱电线路或金属管道侵入室内或弱电系统,危及系统设备和人身安全。弱电系统的雷电防护属于内部防雷,包括有线电视系统、电话系统、计算机网络系统、监控系统、电梯系统以及消防报警系统等的雷电防护。建筑物弱电系统的防雷技术基本思路是看建筑物是否采取了符合国家相关防雷技术标准规定的技术措施,在雷电过电压到达终端设备之前,逐级地减少它至无害的水平。不同的弱电系统采取的防护措施也不尽相同,因此防雷措施的内容也有相应的区别。

1、有线电视系统的防雷。有线电视系统中的线路主要是传输信号线和电源线。传输部分的线路在城市郊区、乡村敷设时,尽量要求采用直埋敷设方式。当条件不允许时,可采用通信管道或架空方式。从防雷角度看,直埋敷设方式防雷效果最佳,架空线最容易遭受雷击,并且破坏性大,波及范围广,为避免设备损坏,架空进线传输时应做好接地处理,在放大器输入端、输出端均应安装适配的干线放大器SPD;室外的SPD 接地应采用截面积不小于16mm2的多股铜线接地;同时可连接至信号电缆吊线的钢绞上,若吊线钢绞分段敷设时,在分段处将前、后段连接起来,接头处应做防腐处理,并且吊线钢绞两端均应接地。传输线埋地敷设并不能

阻止雷击的发生,大量的事实显示,雷击造成埋地线缆故障,大约占总故障的30% 左右,即使距离雷击比较远的地方,也仍然会有部分雷电流流入电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设,保持钢管的电气连通,对防护电磁干扰和电磁感应非常有效,这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。电缆全程穿金属管有困难时,可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入,但埋地长度不得小于15m,在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。在野外,为了预防埋地电缆遭受雷击,在经过大树地方,根据当地的年雷暴日情况,应增加排流线或在电缆上方敷设埋地扁钢。

2、PSTN 专线系统的防雷。由建筑物外引入的线路是最易将过电压引入室内击坏通信设备的,因此在与这些进线相连接的设备处,均需安装适配的信号线路浪涌保护器。浪涌保护器的接地端应与配线架接地端相连,配线架的接地线应采用截面积不小于16mm2的多股铜线,从配线架接至机房的局部等电位接地端子板上。配线架及设备金属外壳应做好等电位连接并接地。

3、计算机网络系统的防雷。进、出建筑物的传输线路上设置浪涌保护器。计算机设备的输入/ 输出端口处,应安装适配的计算机信号浪涌保护器。机房内信号浪涌保护器的接地端,宜采用截面积不小于115mm2的多股绝缘铜导线,单点连接至机房局部等电位接地端子板上;计算机机房的安全保护地、信号工作地、屏蔽接地、防静电接地和浪涌保护器接地等均应连接到局部等电位接地端子板上。

4、监控系统的防雷。系统的各种线路,在建筑物直击雷非防护区或直击雷防护区与第一防护区交界处应装设线路适配的浪涌保护器。系统中央控制室内,应设等电位连接网络。室内所有设备金属机架(壳)、金属线槽、保护接地和浪涌保护器的接地端等应做等电位连接并接地。系统的接地宜采用共用接地,其接地干线应采用截面不小于16mm2的铜芯绝缘导线,并应穿管敷设至就近的等电位接地端子板。

5、电梯系统的防雷。电梯机房的电源进线端必须加装浪涌保护器, 同时电梯的设备金属罩壳应有良好的接地, 对单台接地线截面积不得小于215mm2,电梯机房内所有设备与建筑物顶层内钢结构等电位联接, 电梯导轨、轿厢以及底坑电气设备应做等电位连接并接地。

6、火灾自动报警及消防联动控制系统的防雷。火灾报警控制系统的报警主机、联动控制盘、火警广播、对讲通信等系统的信号传输线缆宜在进出建筑物直击雷非防护区或直击雷防护区与第一防护区交界处装设适配的信号浪涌保护器。消防控制室与本地区或城市“119”报警指挥中心之间联网的进出线路端口应装设适配的信号浪涌保护器。消防控制室内,应设置等电位连接网络,室内所有的机架(壳)、配线线槽、设备保护接地、安全保护接地、浪涌保护器接地端应就近接至等电位接地端子板。火灾自动报警及联动控制系统的接地宜采用共用接地。接地干线应采用截面积不小于16mm2的铜芯绝缘线,并宜穿管敷设接至本层(或就近) 的等电位接地端子板。

7、电源防雷。根据机房建设的要求，配电系统电源防雷应采用三级防护，由于避雷器生产厂家的设计思想各不相同，相应其避雷器的性能特点也不尽一致。第一级保护产品一般安装在建筑物输入电源总配电室配电柜上，或楼内单位输入电源的主配电盘上。主要用于保护整幢建筑物用电设备或单位的主要用电设备。第二级保护主要安装在机房配电柜上，保护机房内UPS机房空调、照明等用电设备。第三级保护主要安装于各个计算机设备的电源配线端，用于保护最终