《儀表系統(tǒng)防雷技術(shù)》ppt課件

1、丁炎2020年10月 1、雷電方式、雷電方式 雷電是大氣中的一種放電景象。雷電雷電是大氣中的一種放電景象。雷電主要有兩種方式：主要有兩種方式： 不同帶電云層間的放電作用；不同帶電云層間的放電作用； 云層對地的放電作用。云層對地的放電作用。 易受雷擊的建筑物和構(gòu)筑物是： 原野孤立的或高于20m的建構(gòu)筑物； 金屬屋面、磚木構(gòu)造的建構(gòu)筑物； 河邊、湖邊、土山頂?shù)慕?gòu)筑物； 地下水露頭處，特別潮濕處，地下有導(dǎo)電礦藏處或土壤電阻率較小處的建構(gòu)筑物； 山谷風(fēng)口處的建構(gòu)筑物； 建筑物群中高于25m的建構(gòu)筑物。通常雷擊有以下幾種主要方式： 直擊雷：是指雷電直接擊在建筑物構(gòu)架或動植物上，常因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械

2、效應(yīng)等而呵斥建筑物等損壞以及人員傷亡。 普通防直擊雷的方法是經(jīng)過由避雷安裝即接閃器，如針、帶、網(wǎng)、線等、引下線以及接地安裝構(gòu)成的完好的電氣通路將雷電流泄入大地。然而接閃器、引下線和接地安裝的導(dǎo)通只能維護(hù)建筑物本身免受直擊雷的損壞，雷電仍會經(jīng)過多種方式及途徑破壞建筑物內(nèi)的電子設(shè)備。 感應(yīng)雷：是指雷電在雷云之間或雷云對地放電時(shí)，在附近的戶外傳輸信號線路、埋地電力線或設(shè)備間銜接線上產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害。 雷電波侵入：由于雷電流有極大的峰值和陡度，在雷電流周圍會產(chǎn)生瞬變電磁場，處在該瞬變電磁場中的導(dǎo)領(lǐng)會感應(yīng)出較高的電動勢，而此瞬變電磁場又會在一定的空間范圍內(nèi)

3、產(chǎn)生電磁作用，也可以是脈沖電磁波輻射。而這種空間雷電電磁脈沖波LEMP將在三維空間范圍內(nèi)對一切電子設(shè)備發(fā)生作用。由于雷電流峰值大、陡度高變化率快，且其瞬變時(shí)間極短，因此在這種交變磁場中的導(dǎo)體感應(yīng)出的電壓很高，以致產(chǎn)生電火花。球形雷： 球形雷即球狀閃電是一種橙色或紅色的類似火焰的發(fā)光球體，偶爾也有黃色、藍(lán)色或綠色的。球形雷多在強(qiáng)雷暴天氣空中普通閃電最頻繁的時(shí)候出現(xiàn)。球形雷通常沿程度方向以12ms的速度上下滾動，有時(shí)距地面0.51m，有時(shí)升起23m。它在空中漂游的時(shí)間可由幾秒到幾分鐘。 圖 1 仿真雷電流波形1、雷電放電的浪涌原因雷電放電的浪涌原因來源于大氣的電涌，根本上都是直接雷擊和臨近雷擊及遠(yuǎn)

4、處雷擊呵斥的。 直接雷擊：雷直擊受維護(hù)的建筑物； 臨近雷擊：雷擊在與被維護(hù)系統(tǒng)直接相連的延伸系統(tǒng)或管線管道、數(shù)據(jù)傳輸線或輸電線 遠(yuǎn)處雷擊：云間閃電在傳輸線上產(chǎn)生“反射浪涌行波，而周圍區(qū)域的雷電那么會感應(yīng)出過電壓。 在遠(yuǎn)處雷擊情況下，行波沿線路傳播，或雷擊在被維護(hù)系統(tǒng)的附近，從而產(chǎn)生影響被維護(hù)系統(tǒng)的電磁場。 圖 2 雷電放電的浪涌原因圖中： 直接近間隔 雷擊：擊中外部防雷維護(hù)系統(tǒng)、消費(fèi)用的構(gòu)架工廠、電纜等。1a、沖擊接地電阻Rst上的電壓降1b、閉環(huán)由供電和信息技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成上由雷電流最大上升速率di/dtmax產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。 遠(yuǎn)處雷擊 2a、擊中中壓架空線路 2b、傳導(dǎo)的過電壓，由于云閃或架空

5、線附近的雷擊呵斥的行波 2c、雷電通道產(chǎn)生的場電磁場2、雷電放電浪涌 在低壓供電系統(tǒng)、丈量和控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，有許多要素引起過壓浪涌。 直擊雷 附近的雷擊 遠(yuǎn)處的雷擊 開關(guān)浪涌 直擊雷 假設(shè)雷電直接對有外部防雷安裝的建筑物或者直接打到建筑物頂部的可以經(jīng)過某種途徑傳輸雷電流入地的安裝放電如室外天線，衛(wèi)星接納安裝等，使得地電位抬升，一大部分雷電流經(jīng)過維護(hù)接地線進(jìn)入到建筑物的安裝和銜接的設(shè)備。雷電也能夠直接對電源線低壓架空線或數(shù)據(jù)線放電，大部分高能雷電流被引入到建筑物里。 附近的雷擊 即使建筑物本身沒有遭到雷擊，附近的雷電閃擊也能夠引起建筑物安裝上的過電壓。這個(gè)浪涌過電壓直接或經(jīng)過電感性或電容性

6、耦合到達(dá)電子安裝、設(shè)備的線路上。 部分雷電流能夠經(jīng)過大地傳送到接地的安裝從而引起極大的危害，或者經(jīng)過雷電放電通道分發(fā)出的磁場，在設(shè)備的線路上感應(yīng)出過電壓，建筑物內(nèi)的長導(dǎo)線回路特別容易感應(yīng)出過電壓。容性耦合是經(jīng)過具有高電位差的兩點(diǎn)之間的電場產(chǎn)生的，例如在雷電放電通道和金屬導(dǎo)線之間。 遠(yuǎn)處的雷擊 就是幾百米之外的雷電閃擊，也能夠在低壓導(dǎo)線、數(shù)據(jù)線上感應(yīng)過電壓，也能夠?qū)⒏唠妷簜鲗?dǎo)到建筑物的接地安裝上，從而對電子設(shè)備呵斥極大的危害。甚至云層之間或云層內(nèi)部的放電產(chǎn)生的電磁場也能耦合過電壓到導(dǎo)線中。 開關(guān)浪涌 開關(guān)浪涌來自電路的閉合、斷開的轉(zhuǎn)換操作，來自感性和容性負(fù)載的開關(guān)操作，也來自短路電流的阻斷。特別

7、是，大型用電系統(tǒng)或變壓器的斷開能夠引起對臨近的電子設(shè)備的損壞。開關(guān)浪涌產(chǎn)生的主要原因： a切除空載電力線路或電容器當(dāng)開關(guān)翻開時(shí)，電源電壓瞬時(shí)值的變化使得系統(tǒng)和被切除的線路之間出現(xiàn)高電位差。這種在數(shù)毫秒之內(nèi)就建立起來的電位差能在開關(guān)的觸頭之間引起重燃，就像觸頭再次合上。線路電壓隨即和電源電壓的瞬時(shí)值相等，開關(guān)觸頭之間的電弧熄滅。 該過程可反復(fù)出現(xiàn)屢次。這種線路電壓和一定的電源電壓的瞬時(shí)值相等的過程所產(chǎn)生的操作過電壓具有按幾百千赫茲衰減振蕩的特征。這種操作過電壓的初始幅值與重燃時(shí)辰開關(guān)觸頭之間的電位差有關(guān)，該幅值可以是額定電源電壓的數(shù)倍。 b切除空載變壓器 假設(shè)在電網(wǎng)中切除空載變壓器，那么磁場的能

8、量被加載到其本身電容上。于是電感一電容電路就振蕩起來，直至全部能量都經(jīng)過電路中的電阻轉(zhuǎn)換為熱能，所引起的操作過電壓的幅值可達(dá)額定電源電壓的數(shù)倍。c不接地電網(wǎng)中的接地缺點(diǎn) 假設(shè)不接地電網(wǎng)的外部線路發(fā)生接地缺點(diǎn)，那么整個(gè)系統(tǒng)的對地電位將會因接地相的電壓變化而改動。假設(shè)接地缺點(diǎn)電弧熄滅，其影響類似于切除空載線路或電容器：產(chǎn)生了操作過電壓并伴隨著衰減震蕩。d 除了上述特性的電網(wǎng)操作過電壓以容性耦合的方式影響低電壓系統(tǒng)之外，電流的快速變化也能經(jīng)過感性耦合在低電壓系統(tǒng)中產(chǎn)生電涌。這種電流的忽然變化能夠是投切重負(fù)荷引起的，也能夠是短路、接地缺點(diǎn)或反復(fù)接地缺點(diǎn)引起的。1、現(xiàn)代防雷技術(shù)特點(diǎn) 現(xiàn)代防雷技術(shù)的實(shí)際根

9、底在于：閃電是電流源，防雷的根本途徑就是要提供一條雷電流包括雷電電磁脈沖輻射對地泄放的合理的阻抗途徑，而不能讓其隨機(jī)地選擇放電通道，簡言之就是要控制雷電能量的泄放與轉(zhuǎn)換。德國專家希曼斯基在?過電壓維護(hù)實(shí)際與實(shí)際?中提出了現(xiàn)代防雷維護(hù)的三道防線： 外部維護(hù)：將絕大部分雷電流直接引入大地泄散； 內(nèi)部維護(hù)：阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)線、信號線侵入的雷電波危害設(shè)備； 過電壓維護(hù)：限制被維護(hù)設(shè)備上的雷電過電壓幅值。 這三道防線相互配合，各盡其職，缺一不可。希曼斯基在?過電壓維護(hù)實(shí)際與實(shí)際?中提出雷電的防護(hù)可分為以下兩個(gè)方面：即直擊雷的防護(hù)和感應(yīng)雷的防護(hù)。1 直擊雷的防護(hù) 目前，防直擊雷都采用避雷針、避雷帶、避雷

10、線和避雷網(wǎng)作為接閃器，然后經(jīng)過良好的接地安裝迅速而平安地把雷電流傳導(dǎo)入大地。2 感應(yīng)雷的防護(hù) 感應(yīng)雷的防護(hù)是從整體和系統(tǒng)建立起三維的防護(hù)體系，在被維護(hù)設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)中可采取以下措施： 1 電源防雷配電系統(tǒng)電源防雷應(yīng)采用三級防護(hù)，避雷器采用的是B、C、D三級防雷的方式。 第一級B級 維護(hù)普通安裝在建筑物輸入電源總配電室內(nèi)的進(jìn)線配電柜上或樓內(nèi)單元輸入電源的主配電盤上，主要用于維護(hù)整幢建筑物用電設(shè)備或單位的主要用電設(shè)備。 第二級C級維護(hù)主要安裝在設(shè)備配電柜上。 第三級D級維護(hù)主要安裝在各個(gè)用電設(shè)備的電源端，用于維護(hù)最終的用電設(shè)備。 2信號系統(tǒng)防雷 與電源防雷一樣，信號系統(tǒng)的防雷主要采用信號避雷器防雷

11、。 信號系統(tǒng)的防雷主要采用信號避雷器。 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)用避雷器，如:RS232/485接口避雷器、LAN網(wǎng)卡接口避雷器、 通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要為調(diào)制解調(diào)器、路由器和遠(yuǎn)程中斷控制器等。通常根據(jù)通訊線路的類型、通訊頻帶以及線路電平等選擇通訊避雷器，將通訊避雷器串聯(lián)或并聯(lián)在通訊線路上。 通訊網(wǎng)絡(luò)用避雷器，如： 線對避雷器、專線Modem 如：DDN專線Modem接口避雷器、EI接口避雷器雙絞線型、同軸電纜型和RJ45網(wǎng)線型、等。3等電位銜接等電位銜接是將正常不帶電或不傳輸信息的、未接地或未良好接地的設(shè)備金屬外殼、電纜的金屬外皮、建筑物的金屬構(gòu)架、金屬管線的橋架與接地系統(tǒng)進(jìn)展電氣銜接，防止這些物件上感應(yīng)雷電高電

12、壓或接地安裝上雷電入地高電位的傳送對設(shè)備內(nèi)部絕緣、電纜芯線呵斥還擊。等電位銜接的目的是減小需求防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差，防止雷電還擊。4 金屬屏蔽及反復(fù)接地在做好以上措施的根底上，還應(yīng)采用有效屏蔽、反復(fù)接地等方法，防止架空導(dǎo)線直接進(jìn)入建筑物內(nèi)配電系統(tǒng)和信號系統(tǒng)，盡能夠采用埋地電纜引入方式，并用金屬導(dǎo)管屏蔽。屏蔽金屬管在進(jìn)入建筑物或機(jī)房前反復(fù)接地，最大限制地衰減從各種線纜上引入的雷電高電壓。 2、防雷分區(qū) 防雷區(qū)域劃分根據(jù)IEC61312.1 ?雷電電磁脈沖防護(hù)?，防雷維護(hù)應(yīng)根據(jù)雷電電磁脈沖的嚴(yán)重程度進(jìn)展分區(qū)維護(hù)。 根據(jù)GB 50057-94?建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范?和IEC 61

13、312.1等規(guī)范，從EMC電磁兼容的觀念來看，一個(gè)欲維護(hù)的區(qū)域建筑物由外到內(nèi)可分為以下幾級維護(hù)區(qū)： LPZA區(qū) 本區(qū)內(nèi)的各物體都能夠遭到雷擊和傳導(dǎo)全部雷電流；本區(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度沒有衰減。 LPZB區(qū) 本區(qū)內(nèi)的各物體不能夠遭到大于所選滾球半徑對應(yīng)的雷電流直接雷擊，但本區(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度沒有衰減。LPZ l區(qū) 本區(qū)內(nèi)的各物體不能夠遭到雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的電流比LPZB區(qū)的更小；本區(qū)內(nèi)的電磁場強(qiáng)度能夠衰減，這取決于屏蔽措施。LPZn+ln=1，2，3后續(xù)防雷區(qū)當(dāng)需求進(jìn)一步減小流入的電流和電磁場強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)增設(shè)后續(xù)防雷區(qū)，并按照需求維護(hù)的對象所要求的環(huán)境區(qū)選擇后續(xù)防雷區(qū)的要求條件。 3、多層分級類維護(hù) 多層

14、分級類維護(hù)原那么是指，根據(jù)電氣、微電子設(shè)備的不同功能及不同受維護(hù)程序和所屬維護(hù)層區(qū)，確定防護(hù)要點(diǎn)進(jìn)展分類維護(hù)；根據(jù)雷電和雷電過電壓危害的能夠通道，從電源線到信號線或數(shù)據(jù)通訊線路都應(yīng)進(jìn)展多層分級維護(hù)。 1 外部無源維護(hù) 外部無源維護(hù)O級維護(hù)區(qū)：LPZA區(qū)或LPZB區(qū)防護(hù)多采用外部防雷安裝，主要由避雷針網(wǎng)、線、帶、引下線和接地安裝接地線、地極等構(gòu)成。其維護(hù)原理是：當(dāng)雷云放電接近地面時(shí)，它使地面電場發(fā)生畸變。 在0級維護(hù)區(qū)內(nèi)建筑物的一切外露金屬構(gòu)件管道都應(yīng)與防雷網(wǎng)帶、線進(jìn)展可靠的電氣銜接。2 內(nèi)部防護(hù) 1電源部分防護(hù) 對引入建筑物的電力線路和建筑物內(nèi)的配電系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)展過電壓維護(hù)。按國家規(guī)范應(yīng)分三部分進(jìn)

15、展： 應(yīng)在電力變壓器低壓側(cè)輸出端至建筑物總配電盤間的電纜內(nèi)芯線兩端對地加避雷器，作為一級維護(hù)； 應(yīng)在建筑物總配電盤至各分配電箱間的電纜內(nèi)芯線兩端對地加裝避雷器，作為二級維護(hù)； 應(yīng)在一切重要的、精細(xì)的設(shè)備以及UPS的前端對地加裝避雷器，作為三級維護(hù)。2信號部分維護(hù)對于信息系統(tǒng)，應(yīng)分為粗維護(hù)和精細(xì)維護(hù)兩種。 粗維護(hù) 粗維護(hù)的量級根據(jù)所屬維護(hù)區(qū)的級別確定。 如：電纜穿金屬管、在橋架槽敷設(shè)、屏蔽電纜等。 精細(xì)維護(hù) 精細(xì)維護(hù)要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來進(jìn)展確定。 應(yīng)在一切信息系統(tǒng)進(jìn)入建筑物的電纜內(nèi)芯線端對地加裝避雷器，電纜中的空線應(yīng)接地并做好屏蔽接地，其中應(yīng)留意系統(tǒng)設(shè)備的在線電壓、傳輸速率以及接口類型等，以

16、確保系統(tǒng)正常任務(wù)。3 接地處置 在防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建立中，一定要求有一個(gè)良好的接地系統(tǒng)，因一切防雷設(shè)備都需求經(jīng)過接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地，從而維護(hù)設(shè)備和人身平安。假設(shè)接地系統(tǒng)做得不好，不但會引起設(shè)備缺點(diǎn)、燒壞元器件，嚴(yán)重時(shí)還將危及任務(wù)人員的生命平安。而電子設(shè)備為抗干擾采用的屏蔽技術(shù)、防靜電技術(shù)和濾波技術(shù)等都要求建立一個(gè)良好的接地系統(tǒng)。 普通整個(gè)建筑物的接地系統(tǒng)有： 建筑物地網(wǎng)； 電源地要求地阻小于4； 邏輯地也稱信號地或稱任務(wù)地； 防雷地等。防雷產(chǎn)品種類繁多，大致可分為以下三大類： 接閃器 消雷器 防雷器I接閃器 為免遭直擊雷破壞，建筑物普通都設(shè)有獨(dú)立避雷針、構(gòu)架避雷針或避雷線進(jìn)展維護(hù)。其構(gòu)造

17、均分為接閃器、引下線和接地體三部分，其防雷機(jī)理一樣。為了防止還擊，要求避雷針與被維護(hù)設(shè)備之間的空中間隔 不小于5m，地中間隔 不小于3m。2消雷器 消雷器是國內(nèi)近年來影響非常大的防雷產(chǎn)品。它的防雷機(jī)理是：經(jīng)過改動接閃器的資料和外形來產(chǎn)生電流以中和雷云中的電荷，讓雷云在消雷器的維護(hù)范圍內(nèi)無法建立起接閃所需的場強(qiáng)，以到達(dá)消雷的目的。 3防雷器 防雷器的作用就是在最短的時(shí)間納秒級內(nèi)將被維護(hù)線路接入等電位系統(tǒng)中，使設(shè)備各端口等電位，同時(shí)將電路上因雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量短路泄放到大地，故避雷器的電流泄放才干大小將直接影響其對電路的維護(hù)才干。防雷器也可稱為浪涌維護(hù)器 S P D Surge Protec

18、tion Device的縮寫，其功能是對電涌產(chǎn)生維護(hù)功能的器件。目前用于對避雷器閃放電流測試的波形主要有直擊雷電流脈沖波形l0350s、感應(yīng)浪涌電流波形820s，如圖 3 所示模擬雷電流測試波形。 圖 4 模擬雷電流測試波形注：l0350s波形是直擊雷模擬波形，其視在波前時(shí)間為10s，視在半峰時(shí)間為350s。 820s波形是感應(yīng)雷模擬波形，其視在波前時(shí)間為8s，視在半峰時(shí)間為20s。1防雷器的分類 雷電危害最嚴(yán)重的是直擊雷。當(dāng)直擊雷發(fā)生時(shí)，由于其二次感應(yīng)效應(yīng)，直擊雷可經(jīng)過電阻性及電感性途徑破壞電子設(shè)備。實(shí)踐上，呵斥破壞的真正緣由是客觀存在的電源線、信號線或數(shù)據(jù)線上產(chǎn)生了瞬間在毫秒與微秒級之間沖

19、擊電壓，這個(gè)瞬間沖擊電壓的峰值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通設(shè)備所能接受的700V。 根據(jù)國際上有關(guān)防雷規(guī)范如IEC 1024等，可把一個(gè)建筑物的電源輸入線及數(shù)據(jù)線所能感應(yīng)到的最高電壓和電流分為A、B、C、D、E五個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的最高感應(yīng)電壓和電流又視此建筑物所在位置的不同而分為高、中、低三級雷擊風(fēng)險(xiǎn)度，不同風(fēng)險(xiǎn)度又有不同的感應(yīng)電壓和電流。根據(jù)設(shè)備所處區(qū)域的類別選用不同等級的防雷器是必要的。因此，防雷器也根據(jù)不同區(qū)域和運(yùn)用特點(diǎn)而制造出種類繁多的種類。防雷器分為： 電源系統(tǒng)防雷器； 信號系統(tǒng)防雷器兩類。 用于A區(qū)的交流電源防雷器該區(qū)的特點(diǎn)是：能夠出現(xiàn)直擊雷，雷電電壓較高，當(dāng)然放電電流也較大。防雷器在該區(qū)中的作用

20、是把上萬伏的雷電電壓制制在一定范圍之內(nèi)，以維護(hù)線路上的用電設(shè)備 。 這種防雷器額定放電電流為40kA時(shí)其殘壓小于或等于2.2kV。可用于三相四線制及單相二線制交流電源系統(tǒng)。 用于B、C區(qū)的交流電源防雷器 該區(qū)的特點(diǎn)是：能夠出現(xiàn)感應(yīng)雷，雷電電壓遠(yuǎn)低于A區(qū)，用于該區(qū)的防雷器的額定放電電流普通為20kA，殘壓普通在1.5kV以下。 這種級別的產(chǎn)品適用于三相或單相交流電源系統(tǒng)。 用于D區(qū)的交流電源防雷器 該區(qū)的特點(diǎn)是：能夠出現(xiàn)感應(yīng)雷，雷電電壓低于B、C區(qū)，用于該區(qū)的防雷器的額定放電電流普通為10kA，殘壓普通在1.2kV以下。 用于直流電源的浪涌吸收防雷器 此類防雷器是專門用于12V、24V等直流電源

21、系統(tǒng)的過壓維護(hù)安裝，它可以將維護(hù)電壓等級堅(jiān)持在60V以下。 雙絞線通訊線路防雷器 該類防雷器主要用于雙絞線通訊線路設(shè)備如程控交換設(shè)備、 設(shè)備、電子 以及警報(bào)發(fā)生器等的防雷維護(hù)。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線路防雷器 該類防雷器主要用于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)、信息傳輸線路設(shè)備如DDN專線、HUB、DTU等的防雷維護(hù)。 高頻天線饋線防雷器由于天線饋線是直接暴露在戶外的，在雷雨天氣時(shí)很容易產(chǎn)生雷電感應(yīng)并將感應(yīng)電流引入其發(fā)送、接納設(shè)備中，導(dǎo)致設(shè)備受損。 信號線防雷器 信號浪涌維護(hù)器 浪涌電壓制制器件根本上可以分為兩大類型。第一種類型為撬棒Crow Bar器件，第二種類型為鉗位維護(hù)器。 常用的撬棒器件包括氣體放電管、氣隙型

22、浪涌維護(hù)器以及硅雙向?qū)ΨQ開關(guān)CSSPD等。 常用的鉗位維護(hù)器有二極管型維護(hù)器件和氧化鋅壓敏電阻MOV等。 目前， 信號線防雷器 信號浪涌維護(hù)器多設(shè)計(jì)成兩極維護(hù)電路，因此適宜于安裝到LPZ1LPZ3。兩級電路由氣體放電管、壓敏電阻和箝為位二極管組成，具有流通量大、箝位時(shí)間極短和維護(hù)程度較低的特點(diǎn)。 圖 5 短路方式的多級雷擊防護(hù)器任務(wù)原理表示圖正常情況下，浪涌維護(hù)器不對電路產(chǎn)生影響；當(dāng)浪涌侵入時(shí)，將所銜接部分與地線短路，使線路中浪涌電流迅速釋放入地，從而使線路所銜接的設(shè)備不受浪涌的損害；浪涌中止后，浪涌維護(hù)器SPD恢復(fù)正常。 浪涌維護(hù)器SPD的選型應(yīng)關(guān)注其的任務(wù)電壓和負(fù)載電流與系統(tǒng)回路相匹配，其

23、最大延續(xù)操作電壓應(yīng)略大于回路最大正常任務(wù)電壓，負(fù)載電流應(yīng)大于回路最大正常任務(wù)電流。對于本安回路應(yīng)留意SPD能否有相應(yīng)本安認(rèn)證，其線路電阻應(yīng)足夠小，能保證現(xiàn)場儀表電壓正常任務(wù)。對于通訊回路應(yīng)留意SPD帶寬，確保正常信號經(jīng)過。 氣體放電管 氣體放電管的根本構(gòu)造是，由一對帶電間隙的金屬電極封裝在充以放電介質(zhì)如惰性氣體的玻璃管或陶瓷管構(gòu)成。 常用的氣體放電管沖擊擊穿電壓為一百幾千伏，當(dāng)線路沖擊過電壓到達(dá)氣體放電管沖擊擊穿電壓，管內(nèi)氣體就會電離，產(chǎn)生出自在電子和正離子，這時(shí)氣體就變得能導(dǎo)電了。放電管由原來的開路形狀變?yōu)榻贫搪沸螤?，這樣給浪涌電壓提供了泄放通路，維護(hù)設(shè)備或系統(tǒng)免受雷電過電壓的損壞。 二極

24、管型維護(hù)器 二極管型維護(hù)器主要包括： 開關(guān)二極管、齊納二極管和瞬態(tài)二極管等。 在正常情況下管子呈高阻形狀，當(dāng)外加電壓到達(dá)其門限值時(shí)，電流迅速添加，即二極管導(dǎo)通。 氧化物壓敏電阻 壓敏電阻是一種具有瞬態(tài)電壓制制功能的元件，壓敏電阻可以對集成電路及具他設(shè)備的電路進(jìn)展維護(hù)，防止靜電放電、浪涌及其他瞬態(tài)電流如雷電流等對集成電路呵斥損壞。 當(dāng)電壓瞬間高于任務(wù)極限值時(shí)，壓敏電阻的阻值迅速下降，導(dǎo)通大電流，從而維護(hù)集成電路或電子設(shè)備；當(dāng)電壓低于壓敏電阻的任務(wù)電壓時(shí)，壓敏電阻呈高阻形狀，近乎開路，因此不會影響集成電路或電子設(shè)備的正常任務(wù)。 國際電工委員會編制的規(guī)范IEC 1024.1將建筑物的防雷安裝分為兩大

25、部分： 外部防雷安裝 內(nèi)部防雷安裝 這樣劃分很有必要，建筑物的防雷設(shè)計(jì)必需將外部防雷安裝和內(nèi)部防雷安裝作為整體一致思索。1外部防雷安裝 外部防雷安裝 即傳統(tǒng)的常躲避雷安裝由接閃器、引下線和接地安裝三部分組成。 接閃器：也叫接閃安裝，有避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)三種方式，它位于建筑物的頂部，其作用是引雷或叫截獲閃電，即把雷電流引下。 引下線：上與接閃器銜接，下與接地安裝銜接，它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地安裝。 接地安裝：接地安裝位于地下一定深度之處，它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。2 內(nèi)部防雷安裝 內(nèi)部防雷安裝的作用是減少建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)以及防止還擊、接觸電壓、跨步

26、電壓等二次雷害。 除外部防雷安裝外，一切為到達(dá)此目的而采用的設(shè)備、手段和措施均為內(nèi)部防雷安裝，它包括的主要技術(shù)有等電位銜接技術(shù)、屏蔽技術(shù)、濾波技術(shù)、浪涌吸收技術(shù)、優(yōu)化布線技術(shù)以及綜合接地技術(shù)。 傳統(tǒng)的避雷針的維護(hù)范圍是以“維護(hù)角的概念，如今多采用IEC1024規(guī)范，采用滾球法和避雷網(wǎng)來計(jì)算避雷針或避雷帶、避雷網(wǎng)的維護(hù)范圍。 傳統(tǒng)的避雷針是以“維護(hù)角的概念，如今多采用IEC1024規(guī)范，采用滾球法和避雷網(wǎng)來計(jì)算避雷針或避雷帶、避雷網(wǎng)的維護(hù)范圍。我國規(guī)范GB50057-1994 ?建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范? 不再沿用避雷針的“維護(hù)角的概念。1單支避雷針的維護(hù)范圍 避雷針在地面上的維護(hù)半徑r=1.5h 避

27、雷針在被維護(hù)物高度hx平面上的維護(hù)半徑rx由下式確定： 當(dāng)hxh/2時(shí) rx=h-hxP=haP m當(dāng)hxh/2時(shí) rx=1.5h-2hxP m式中 hx 被維護(hù)物的高度，m ha 避雷針的有效高度，m Ph 高度影響系數(shù)，h30時(shí)為1；30h120時(shí)為5.5/h。 圖 6 單支避雷針的維護(hù)范圍表示圖 圖 7 兩支等高避雷針的維護(hù)范圍表示圖 其中：ho=h-D/7P bx=1.5ho-hx 圖 8 滾球法確定的防雷維護(hù)范圍 其中：h為接閃器距地面的高度；r為滾球半徑；為維護(hù)角 防雷接地電阻值，普通指沖擊接地電阻值。 GB50057-1994?建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范?： 規(guī)定了防雷接地的接地電阻為沖

28、擊接地電阻，規(guī)定的典型值為不大于10。 規(guī)定防雷電感應(yīng)接地安裝應(yīng)和電氣設(shè)備接地安裝共用。 在現(xiàn)代工業(yè)中，自動控制系統(tǒng)對消費(fèi)過程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起到?jīng)Q議性作用，自控設(shè)備的防雷對自控設(shè)計(jì)來說，已漸漸成為必不可少的內(nèi)容。在這里談的雷擊是指由雷擊引起感應(yīng)過壓和瞬時(shí)尖脈沖，沿著導(dǎo)線或?qū)w將能夠高達(dá)10kV的電壓傳到設(shè)備上，令設(shè)備損壞；而不是指設(shè)備受直擊雷的雷擊，直擊雷打在自控設(shè)備本體上，能夠任何防護(hù)都起不到作用。 因此，在自動控制系統(tǒng)中的智能儀器設(shè)備的周圍首先要有電氣的防直擊雷設(shè)備。 從雷擊實(shí)際來看，由于儀器儀表設(shè)備普通大都安裝在設(shè)備或管道上，而它們都是良導(dǎo)體，另一方面，安裝區(qū)都采取了防雷措施，又加上儀器本身

29、體積較小，因此，儀表直接“接閃的能夠性較小。 而銜接現(xiàn)場儀器和控制室儀器的電纜，那么有傳導(dǎo)雷電感應(yīng)電波的能夠。這主要由于電纜敷設(shè)在安裝各個(gè)區(qū)域，銜接間隔 長，當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，接近雷擊點(diǎn)的電纜產(chǎn)生感應(yīng)電壓，并向“地傳導(dǎo)，構(gòu)成瞬間浪涌電壓或電流。另外，由于電纜橋架的架空敷設(shè)，電纜匯線橋架單獨(dú)引入雷電波的能夠性也存在。 根據(jù)雷電的特點(diǎn)，儀器預(yù)防雷擊普通要思索以下幾個(gè)要素。 儀表及系統(tǒng)選型時(shí)要選擇抗干擾才干強(qiáng)，內(nèi)部設(shè)有專門的避雷接地措施； 儀表安裝時(shí)要正確，必需接地良好，同時(shí)要思索儀表所處的位置，需根據(jù)實(shí)踐情況安裝避雷針； 儀器信號電纜的架設(shè)，必需按規(guī)定匯入槽盒，在安裝現(xiàn)場一次元件的信號銜接時(shí)，電纜屏蔽

30、隔離必需按規(guī)定接地； 儀表系統(tǒng)的接地，必需符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求； 重點(diǎn)思索防備感應(yīng)雷擊，感應(yīng)雷擊的防護(hù)主要采用感應(yīng)雷擊防護(hù)器即浪涌維護(hù)器，或?qū)δ軌蚋袘?yīng)到雷擊的導(dǎo)線加以屏蔽。 儀表及系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)，普通應(yīng)對安裝所在區(qū)域的雷害有所了解，如雷擊頻度、雷擊強(qiáng)度及當(dāng)?shù)氐某Ｒ娎讚粜?，同時(shí)還應(yīng)對控制系統(tǒng)的重要性加以思索。目前，還沒有儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)規(guī)范，我們僅對防雷設(shè)計(jì)的類型和儀表控制系統(tǒng)用雷擊防護(hù)器的運(yùn)用加以闡明。 為了更好地防止雷電波侵入儀器，可以從不同的場所將防雷系統(tǒng)分為三種情況： 第一種是控制室儀表及系統(tǒng)的防雷； 第二種是現(xiàn)場儀表的防雷； 第三種是全系統(tǒng)的防雷，即對控制室儀器和現(xiàn)場儀器全部采用防雷維護(hù)。 控制室儀器是控