防雷工程设计和施工 全套课件

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在GB50057—94中说明:避雷针、避雷 带(线)、避雷网是直接接受雷击的,统称为 接闪器。
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第二节 建筑物防直击雷措施
一、第一类防雷建筑物防直击雷措施 二、第二类防雷建筑物防直击雷措施 三、第三类防雷建筑物防直击雷措施 四、建筑物防雷电侧击措施 五、建筑物防雷电反击 六、防雷建筑物其它的外部防雷措施
建筑物内部雷电保护
接闪器 引下线 地网 外部屏蔽 内部屏蔽 防雷器 等电位连接
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建筑物内部保护(浪涌过压保护)
主要针对感应雷电﹑操作过电压的防护
• 低压电源防护 • 数据通讯防护 • 等电位连接 • 完备的接地系统
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雷电防护系统
钢筋墙作为建筑
的屏蔽和引下线
LPZ 0 到 LPZ 1 到 LPZ 2的界面
状态所需要的时间。 • 绝缘电阻(Insulating resistance) • 规定直流测试电压下放电管具有的阻抗。 • 冲击放电电流(impulse discharge current) • 流经放电管放电间隙的冲击电流峰值。“脉冲放电电流”“浪涌放电电流”。
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气体放电管的主要应用
气体放电管传统上主要是用于对交换机总配线架以及 用户终端设备的过压保护。随着传真机、Modem等使 用数量的增加,GDT已在保护高精密度电子设备中得 到进一步应用。即:与MOV配合使用来防护承受的电 压脉冲尖峰主要部分和防护通过电话网络及控制网络 的瞬态过电压。此外,由于移动通信基站一旦破坏将 影响巨大数量用户,为此建议使用GDT来进行防护。 具有外延电缆和放大器的高精度的CATV、门禁、摄 像监控系统也可以采用GDT来防护感应电压所产生的 危害。
电源系统的多级保护
50
多级保护SPD的选择
保护 分级
LPZO区与LPZ1区交 LPZ1与LPZ2、LPZ2与LPZ3区交界
界处

第一级标称放电电流 第二级标
(KA)
称放电电
流(KA)
第三级标 称放电电 流(KA)
第四级标 称放电电 流(KA)
直流电源标称放电电流 (KA)
A级 B级 C级 D级
10/350us 8/20us
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2、SPD的主要元器件
• 气体放电管 (GDT) • 金属氧化物压敏电阻 (MOV) • 瞬态抑制二极管 (TVS)
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什么是气体放电管(GDT)
• 采用金属化陶瓷管与两个或两个以上电极封结成一个或多个放电 间隙。
• 内部充入惰性气体,并在电极的有效电子发射表面涂有激活电子 粉,低于1mm的极间距离可以保证放电管击穿电压的稳定性。
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电源线路、信号线路、天馈线的防护方法
•电源线路的防护 •信号线路的防护 •天馈线的防护
SPD = 电涌保护器 浪涌保护器 过电压保护器 避雷器 防雷器
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第四章 直击雷防护
• 第一节 一般防护原理
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GB50057-1994防雷装置定义是:接闪器、 引下线、接地装置、过电压保护器及其连接 导体的总合。
第一节:雷电的成因
1、雷击的形成 雷击是指一部分带电的云层与另一部分 带异种电荷的云层,或者是带电的云层 对大地之间迅猛放电的一种自然现象 。
2、雷击的形式 • 直击雷 • 雷电波入侵 (雷电感应) • 雷电电磁脉冲
6
第二节 雷击的危害
雷电灾害是最严重的十种自然灾害之一, 全世界每年因雷电灾害造成的人员伤亡、 财产损失不计其数,特别是进入信息时代 以来,雷电灾害造成的经济损失和社会影 响更为严重,防御雷电灾害已成为全人类 的共同任务!
≥20
≥80
≥15
≥60
≥12.5
≥50
≥12.5
≥50
8/20us ≥40 ≥40 ≥20 ≥10
8/20us ≥20 ≥20
8/20us ≥10
8/20us
≥10
直流配电系统中根据线路 长度和工作电压选用标称 放电电流≥10KA适配的 SPD
LPZ 0
通信和数据 的电源过压保护
建筑物屋顶的外部接闪装置 建筑物用钢筋网屏蔽
接闪装置到钢筋的接点
配电箱
通信线避雷器
LPZ 2 LPZ 1
金属结构作为建筑物屏蔽 屏蔽室里的钢筋
230/400 V, 50 Hz 避器器
数据线 避雷器
EBB
基础接地装置
等电位连接
接地 系统
地下的钢筋用作 建筑物屏蔽和接地系统
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第三节 防雷技术的发展
一、我国防雷理论在世界上处于领先地位。我们提倡雷电灾害
综合防治、采取综合治理措施,提出综合防雷理论,将雷击 损害降低到最低限度,达到防雷减灾,保护建筑物、电子、 微电子设备之目的。 二、国内外防雷产品主要分为两大类: 1、防直击雷产品;避雷针系列产品; 2、防雷电感应产品;电源、天馈、信号线系列电涌保护器 (SPD); 3、原理:国内外产品基本原理相同。 三、国内防雷市场上主要销售的产品有: 1、国外:美国、德国、英国、法国等主要国家的产品; 2、国内:中光、雷安、爱劳、DK等公司生产的避雷针、SPD 系列产品。
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第二章 雷电的防护原则
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第一节 雷电引入的途径
● 天线遭受直接雷击或接收感应雷击; ● 电源供电线路在远端遭受直接或感应雷击,沿供电线路进入设备; ● 有线通信线路在远端遭受直接或感应雷击,沿通信线路进入设备; ● 网络数据线路在远端遭受直接或感应雷击,沿网络线路进入设备; ● 雷击发生在1000米范围内时(包括临近建筑物避雷针接闪或云中放电)
2c 在野外,雷电击中通信 线缆
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邻近建筑物之间危险的浪涌雷击
几 100 kA
几 10 kV
几 100 kV
几 10 kV 230V OV
通信 线缆
几 kA

几 10 kA
几 kA

几 10 kA
几 kA

230 V~ 几 kA
Water / Gas 几 kA
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第二节 雷电防护原则
• 电子信息系统雷电的防护必须坚持预防为主、安全第一的指 导方针。
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建筑物的防雷分类
• 一、第一类防雷建筑物:重要的易燃易爆建筑物 • 1、凡制造、使用或储存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质 • 的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。 • 2、具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。 • 3、具有1区爆炸危险环境的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨 • 大破坏和人身伤亡者。 • 如炸药库、大型油气站、大型油库、炼油厂等。 • 二、第二类防雷建筑物: • 1、国家级建筑物:如重点文物保护的建筑物、会堂、办公楼、国宾馆、档案馆、
• 特点:漏流小、有续流问题。
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主要参数
• 过保持电压(holdover voltage) • 规定的电路条件下,放电管经过一次冲击放电后,可望清除并且恢复高阻抗绝缘
状态放电管两端子上的最大直流电压。 • 续流(follow current) • 在放电管电流流过期间及后续时间内,由供电电源出来的经过放电管的电流。 • 续流遮断时间(current turn-off time) • 规定的电路条件下,放电管经过冲击放电后,从低阻导通状态恢复到高阻抗绝缘
产生电磁辐射 a.建筑物内的电源回路感应雷击电磁脉冲辐射,进入设备; b.建筑物内的通信线路感应雷击电磁脉冲辐射,进入设备; c.建筑物内的网络线路感应雷击电磁脉冲辐射,进入设备; ● 建筑物、附近的避雷针遭受雷击或雷电直接击中附近树或地面时,由地
线引入设备;
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感应雷击示意图
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雷电引入途径示意图
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放电原理
• 工作原理:一般来说,当浪涌电压超过系统绝 缘耐电强度时,GDT被击穿放电,从而在瞬间 限制浪涌电压的侵入.GDT放电后迅速由辉光 放电进入弧光放电,由于弧光电压很低 (几 十伏),从而限制了浪涌电压的上升。
• 工作过程:将GDT简单理解为一个低电容开关。 常态时阻抗为兆欧级,击穿放电后迅速跌落至 1欧姆以下,浪涌消失后自动恢复到高阻抗状 态。
• 防雷设计应坚持全面规划、综合治理、技术先进、经济合理、 的原则进行设计,坚持定期检测、随机维护的原则进行维护。
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第三章 雷电的防护措施
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第一节 防雷分区概念
LEMP
LPZ 0 B
接闪系统
LPZ 0 A
LPZ 0 B
M
LPZ 1
室内次层屏蔽
ü
LEMP
“滚球半径" 20 m
空调装置
LPZ 2 设备再次层屏蔽 LPZ 3
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金属氧化物压敏电阻 (MOV)
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金属氧化物压敏电阻 (MOV)的特点
• 主要特点是响应时间较快、放电电流大, 容易老化、漏流大。
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瞬态抑制二极管TVS
• 瞬态抑制二极管主要有两大效应,其中 包括“雪崩”效应和“其纳”效应。
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瞬态抑制二极管TVS的特点
• 响应时间快,但放电电流小。
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国际电工委员会IEC标准中对防雷装置 (LPZ)定义是:用于对某一空间进行雷电效 应防护的整套装置。
外部防雷装置由接闪器、引下线和接地 装置组成;内部防雷装置是除外部防雷装置 外的所有能减少需防雷空间内雷电流电磁效 应的措施。
所谓建筑物外部防雷就是防直击雷、雷 电侧击、雷电反击等内容。
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防雷保护是一个系统工程,其第一道防 线便是受雷(或称接闪)、引流(或称引下)、接 地(散流系统),也就是外部防雷装置。
展(博)览馆、计算中心、通讯枢纽、大型火车站、大型城市的重要给水泵房等。 1、省级重点文物保护的建筑物、档案馆。 • 三、第三类防雷建筑物: • 1、省级重点文物保护的建筑物、档案馆。 • 2、具有21区、22区、23区火灾危险环境的建筑物。 • 3、0.012≤N≤0.06次的省部级及人员密集的建筑物(如省委、车间、电影院、体育 馆、商场、展(博)览馆、学校、医院等)。
• 根据年平均雷暴日数将雷暴发生的地区划分为:少雷区、 中雷区、多雷区、强雷区。
年雷暴日平均值: 15天以下的地区定为:少雷区。 15天以上40天以下的地区定为:中雷区。 40天以上90天以下的地区定为:多雷区。 90天以上的地区定为:强雷区。
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第三节 雷电防护的主要措施
雷电保护系统
建筑物外部雷电保护
• 电子信息系统的防雷应认真调查地理、地质、土壤、气象、 环境条件、雷电活动规律、雷击事故受损原因、系统设备的 重要性、发生雷灾后果的严重程度以及被保护物的特点等的 基础上分别采取相应的防护措施。
• 应根据设备所在地区雷暴等级、设备放置在不同的雷电防护 区、系统对雷电电磁脉冲的抗扰度等因素采取不同的综合防 治措施。
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2019年对超过8722多件案例损坏原因的分析
不小心/误操作 22,67%
水灾 6,22%
火灾 4,88%
盗窃 7,01%
其它 26,76%
风暴 0,78%
过电压 31,68% (雷击及操作过电压)
8
配电柜被损坏
9
建筑物被烧毁
10
电路板及元器件损坏
11
广东惠阳市元祥制品厂遭雷击现场图
12
üü üü
LEMP
Intermediate floor 局部汇流排
摄像机 ü 灯光 ü 插座 ü
LPZ 0 B
电源系统
加强筋 基础接地极
SEMP
ü
ü
LPZ 1
防雷等电位连接 雷电流SPD
ü
局部等电位 过压保护器
Hale Waihona Puke BaiduSPD
电源系统 信息网络系统
LPZ 防雷保护区
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第二节 雷暴等级的划分
• 计算机信息系统雷暴等级的划分
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第五章 供电线路的防护
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供电系统的接地形式
• TN系统(包括TN-S、TN-C、TN-C-S)、 • TT系统、IT系统 共三种 • 第一个字母表示电源系统接地状况: • T表示直接接地, I表示不接地; • 第二个字母表示电气装置外壳接地状况: • T表示与电源系统接地点无关,直接接地; • N表示与电源系统接地点连接。 • 二个字母后面的字母: • S表示中性线(N)和保护地线(PE)分别接地; • C表示中性线和保护地线共同接地(PEN)。
直击雷或邻近雷击: 1 击在外部防雷系统,如保护框架(工业装置上.)电缆上等。
1a 浪涌电流在接地电阻Rst上引起电压降。 1b 闭合环路感应产生过电压
1 L1 L2 L3 PEN
2a
20 kV
2c 1b
1a
Rst 信息系统
电源系统
2b
2a 远处雷击: 击在远处架空输送线 缆上
2b 雷云之间的放电通过 架空线缆引起感应雷 电波及过电压。
接收天线
SPD 避雷器 浪涌电压 直接雷击或感应雷击,电磁辐射
电源供电回路 通信线路
电源防雷
SPD
通信信 号防雷
SPD
通信信号防雷
SPD Switch/Hub
Receiver
网络数 据防雷
SPD
FIREWALL
FIREWALL
MODEM/DTU/MUX
Server
PABX
综合接地网
数据网络线路
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雷暴引起感应雷击及过电压
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