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EMC电路设计及雷电浪涌防护

EMC电路设计及雷电浪涌防护
EMC电路设计及雷电浪涌防护

避雷器与浪涌保护器的区别

概念 1.避雷器 过电压限制器。当过电压出现时,必雷器两端子间的电压不超过规定定值,是电气设备免受过电压损坏;过电压作用后,又能使系统迅速恢复正常状态。 2.阀片 具有非线性伏安特性的电阻片,在过电压时呈低电阻。从而限制避雷器上的电压,而在正常工频电压下呈高阻,能限制通过避雷器的电流。 3.避雷器的额定电压 是施加到避雷器端子间最大允许工频电压有效值,按照此电压所设计的避雷器能在所规定的动作负载实验中确定暂过电压下正确地工作他是表明避雷器运行特性的一个重要参数。但它不等于系统额定电压。 4.避雷器的残压 放电电流通过避雷器时,其端子间的最大电压值 5.雷电冲击电流 一种8/20波形的冲击电流。因设备调整的限制,视在伯谦时间的实测值为7~9us,波尾中值时间为18-20us。 6.操作冲击电流 视在波前时间大于30us而小于100us,波尾在半峰值时间紧似为视在波前时间2倍的冲击电流。

7.方波冲击电流 迅速上升最大值,在规定时间内大体保持恒定,然后迅速降到零值的冲击波。 8.陡波冲击电流 具有视在波前时间为1us的冲击电流。 9.冲击电流耐受能力(冲击电流迫流容量) 在规定的波形(方波、雷电和线路放电等)情况下,非线性电阻片耐受通过电流的能力,以电流的幅值和次数表示。 10.动作负载试验 用于确定避雷器在规定的条件下可靠重复动作的能力。 模拟雷电过电压动作的实验称为雷电冲击动作负载试验。 模拟操作过电压动作的实验成为操作冲击动作负载试验。 11.避雷器的保护范围 以避雷器到被保护设备之间倒显得最大允许长度,在该范围内被保护设备上的过电压不超过规定值。 12.避雷器的持续电流 在持续运行电压下流过避雷器的电流,以峰值或有效值表示。13.避雷器的持续运行电压 在运行中允许持久地施加在避雷器端子上的工频电压有效值。14.避雷器工频参考电压 在工频参考电流下测出的避雷器上的工频电压最大峰值除以2 15.避雷器的直流参考电流

电气安全教材-第七章雷电和静电防护

第七章雷电和静电防护 雷电和静电有许多相似之处。例如,雷电和静电都是相对于观察者静止的电荷聚积的结果;雷电放电与 静电放电都有一些相同之处;雷电和静电的主要危害都是引起火灾和爆炸等。但雷电与静电电荷产生和聚积的方式不同、存在的空间不同、放电能量相差甚远,其防护措施也有很多不同之处。本章将分别介绍雷电和静电的特点及防护技术。 第一节雷电安全雷电是一种自然现象,雷击是一种自然灾害。雷击房屋、电力线路、电力设备等设施时,会产生极高的过电压和极大的过电流,在所波及的范围内,可能造成设施或设备的毁坏,可能造成大规模停电,可能造成火灾或爆炸,还可能直接伤及人畜。 一、雷电的种类带电积云是构成雷电的基本条件。当带不同电荷的积云互相接近到一定程度,或带电积云与大地凸出 物接近到一定程度时,发生强烈的放电,发出耀眼的闪光。由于放电时温度高达20000 C,空气受热急剧 膨胀,发出爆炸的轰鸣声。这就是闪电和雷鸣。 1. 直击雷带电积云与地面目标之间的强烈放电称为直击雷。带电积云接近地面时,在地面凸出物顶部感应出异性电荷,当积云与地面凸出物之间的电场强度达到25~30kV/cm 时,即发生由带电积云向大地发展的跳跃式先导放电,持续时间约 5~10ms,平均速度为100~1000km/s,每次跳跃前进约50m,并停顿30~50卩s。当先导放电达到地面凸出物时,即发生从地面凸出物向积云发展的极明亮的主放电,其放电时间仅50~100卩s, 放电速度约为光速的1/5~1/3,即约为60000~100000km/s。主放电向上发展,至云端即告结束。主放电结束后继续有微弱的余光,持续时间约为30~150ms。 大约50%的直击雷有重复放电的性质。平均每次雷击有三四个冲击,最多能出现几十个冲击。第一个冲击的先导放电是跳跃式先导放电,第二个以后的先导放电是箭形先导放电,其放电时间仅为10ms 。一次雷击的全部放电时间一般不超过500ms。 2. 感应雷感应雷也称为雷电感应或感应过电压。它分为静电感应雷和电磁感应雷。 静电感应雷是由于带电积云接近地面,在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的。在带电积云与其他客体放电后,架空线路导线或导电凸出物顶部的电荷失去束缚,以大电流、高电压冲击波的形式,沿线路导线或导电凸出物极快地传播。近20年来人们的研究表明,放电流柱也会产生强烈 的静电感应。 电磁感应雷是由于雷电放电时,巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的。这种迅速变化的磁场能在邻近的导体上感应出很高的电动势。如系开口环状导体,开口处可能由此引起火花放电;如系闭合导体环路,环路内将产生很大的冲击电流。 3. 球雷球雷是雷电放电时形成的发红光、橙光、自光或其他颜色光的火球。球雷出现的概率约为雷电放电次数的2%,其直径多为20cm左右,运动速度约为2m/s或更高一些,存在时间为数秒钟到数分钟。球雷是 一团处在特殊状态下的带电气体。有人认为,球雷是包有异物的水滴在极高的电场强度作用下形成的。在雷雨季节,球雷可能从门、窗、烟囱等通道侵入室内。 此外,直击雷和感应雷都能在架空线路或空中金属管道上产生沿线路或管道的两个方向迅速传播的雷电侵入波。雷电侵入波的传播速度在架空线路中约为300m/卩s,在电缆中约为150m/卩s。 二、雷电参数雷电参数是防雷设计的重要依据之一。雷电参数系指雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、冲击过电压等电气参数。

浪涌保护器的安装

浪涌保护器的有关知识和安装 电涌保护器(SPD)工作原理和结构 电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD.电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有:放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。 一、SPD的分类 1、按工作原理分: 1.开关型:其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗,但一旦响应雷电瞬时过电压时,其阻抗就突变为低值,允许雷电流通过。用作此类装置时器件有:放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。 2.限压型:其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰,但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有:氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。 3.分流型或扼流型 分流型:与被保护的设备并联,对雷电脉冲呈现为低阻抗,而对正常工作频率呈现为高阻抗。 扼流型:与被保护的设备串联,对雷电脉冲呈现为高阻抗,而对正常的工作频率呈现为低阻抗。 用作此类装置的器件有:扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。按用途分: (1)电源保护器:交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。 (2)信号保护器:低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。 二、SPD的基本元器件及其工作原理 1.放电间隙(又称保护间隙): 它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成,其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线(N)相连,另一根金属棒与接地线(PE)相连接,当瞬时过电压袭来时,间隙被击穿,把一部分过电压的电荷引入大地,避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整,结构较简单,其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙,它的灭弧功能较前者为好,它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2.气体放电管: 它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率,在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的,也有三极型的,

安全防范系统雷电浪涌防护技术要求GA-T670-2006

安全防范系统雷电浪涌防护技术要求 GA/T 670-2006 中华人民共和国公安部2006-12-14发布2007-06-01实施 前言 本标准的附录A、附录B为资料性附录。 本标准由全国安全防范报警系统标准化技术委员会(SAC/TC 100)提出并归口。 本标准起草单位:广西地凯科技有限公司、全国安全防范报警系统标准化技术委员会(SAC/TC100)秘书处、广西壮族自治区公安厅技防办。 本标准主要起草人:王东生、刘希清、张凡夫、施巨岭、张跃、马宁。 1 范围 本标准规定了安全防范系统雷电防护的基本要求,着重规定了安全防范系统雷电浪涌防护的具体要求。 本标准适用于安全防范系统雷电防护的设计、实施和检验等。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本,凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB 18802.1—2002 低压配电系统的电涌保护器(SPD) 第1部分:性能要求和试验方法(IEC 61643-1:1998,IDT) GB 50057-1994(2000年版) 建筑物防雷设计规范 GB 50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB 50348-2004 安全防范工程技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 安全防范系统security and protection system:SPS 以维护社会公共安全为目的,运用安全防范产品和其他相关产品,所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查系统等;或由这些系统作为子系统组合或集成的电子系统或网络。 [GB 50348-2004,2.0.2] 3.2 直击雷direct lightning flash 闪击直接击在建筑物、其他物体、大地或防雷装置上,产生电效应、热效应和机械力者。 [GB 50057-1994(2000年版)附录8] 3.3 雷电感应lightning induction 闪电放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花。 [GB 50057-1994(2000年版)附录8] 3.4 雷电浪涌lightning surge 与雷电放电相联系的电磁辐射,所产生的电场和磁场能够耦合到电气(电子)系统中而产生破坏性的冲击电流或电压。 3.5 雷电活动区分类classification of thunder and lightning active zone

油库防雷电和放防静电措施(新编版)

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 油库防雷电和放防静电措施(新 编版)

油库防雷电和放防静电措施(新编版)导语:生产有了安全保障,才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷,生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时,生产活动停下来整治、消除危险因素以后,生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法,决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 静电和防雷保护 在油品储运系统,因雷击、静电产生的电火花都会引起油罐、罐车着火或爆炸,其危险和损失往往也是很大的。因此,熟悉雷击、静电有关知识,认清其产生原因和对储运生产与经营的危害,吸取教训,采取有效措施,切实做好防止雷击、静电工作,以消除火灾和爆炸的各种因素。 1静电 1.1静电的产生原因 两种不同性质的物体相互磨擦,紧密接触或迅速剥离都会产生静电,其是一个物体失去电子带有正电荷,另一个物体得到电子带负电荷。如果该物体与大地绝缘,则电荷无法泄漏,停留在物体的内部或表面而呈相对静止状态,这种电荷就称静电。油品在收发、输转、灌装过程中,油品分子之间和油品与其他物质之间的摩擦,会产生静电,其电压随着摩擦的加剧而增大,如不及时导除,当电压增高到一定程

雷电电磁脉冲干扰与防护要点

科目:电磁干扰与兼容 任课老师:崔志伟 作业:雷电电磁脉冲干扰与防护姓名:朱传帅 学号:1505122194

雷电电磁脉冲干扰与防护 绪论 雷电是由带电的云在空中对地放电导致的一种特殊的自然现象,其具有选择性、随机性、不可预测性以及破坏性。雷电存在的形式除了可以直观感受到的发光、发热、发声的雷电流以外,在雷电流形成的同时由于电磁效应还会产生雷电电磁脉冲。在当今信息化的时代,强大的雷电电磁脉冲是造成电子设备损坏的重要原因,可导致各种微电子设备的运行失效甚至损坏,成为威胁航空航天、国防军事、铁路运输、计算机与通信等领域的一大公害。 电子设备包括信息电子设备和电力电子设备两大类,信息电子设备基本采用微电子控制技术,电力电子设备相对于信息电子设备无信号传输线路外,其控制单元也大多采用微电子控制技术。近20 年来新发现的电子设备雷灾的起因是闪电的电磁脉冲(LEMP)辐射造成的,电子设备越先进、耐压等级越低、能耗越小,灵敏度越高、体积越小,则雷电电磁脉冲的危害范围越大。电子设备抗雷电电磁脉冲的干扰危害已是一个不可回避的问题。 雷电电磁脉冲既是雷电,又是电磁脉冲,但它既有别于直击雷,又有别于普通意义上的电磁脉冲干扰信号。现在对直击雷的防护技术已相当成熟,由于直击雷包含着巨大的能量,通常采用避雷针、避雷网等引雷入地,其实这就是将所接收到的雷电能量直接引向大地而起到分流雷电流的作用,但避雷针引下线由于电感的作用,最多也只能将5 0 % 的雷电流入地,余下的雷电流将通过其他途径或四处扩散后入地。扩散入地的雷电流就以雷电电磁脉冲的形式出现,对雷电电磁脉冲的防护,要从干扰和所具有的巨大能量两个方面来综合考虑。直击雷的强大能量需要入地释放,同理,雷电电磁脉冲的能量也必须旁路泄放入地,在入侵通道上将雷电电磁脉冲引起的过电压、电流加以阻挡,且直接或间接泄放入地,从而达到保护电子。 正文 雷电防护系统( Lightning Protection System(LPS))是指用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置,它由外部雷电防护系统和内部雷电防护系统两部分组成。 注:在特定的情况下,雷电防护系统可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置组成。 目前雷电电磁脉冲防护技术即防雷技术已经发展成熟,国内各大防雷企业都能够实现从设计、产品提供到施工及售后服务的防雷一体化体系解决方案(防雷体系)。在一个完整的防雷体系按照功能的不同分为以下五个部分: 1、直击雷防护(Direct Lightning Protection) 直击雷防护是防止雷闪直接击在建筑物、构筑物、电气网络或电气装置上。直击雷防护技术主要是保护建筑物本身不受雷电损害,以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地的过程中对建筑物内部空间产生影响的防护技术,是防

雷电浪涌防护一级测试波形的选择

雷电浪涌防护一级测试波形的选择——8/20波形和10/350 波形的比较研究 本文以Dion Neri 和Bruce Glushakow 所著的白皮书为基础,该白皮书经IEEE审核后被确定为学术理论性文件。 开始论述之前,我们先关注一下这样一个事实:多年来,美国的浪涌保护器(又称瞬态电压抑制器TVSS)的测试方案都以ANSI/IEEE C62.41(美国国家标准委员会/电气电子工程师协会C62.41标准)为测试规范。而在实际应用中,按照该标准进行设计、生产、测试的浪涌保护器在全球市场上取得了良好的应用效果。 一、历史回顾:10/350 作为一级测试波形的由来 在1995年以前,包括美国在内的大多数国家都采用8/20 波形测试浪涌保护器,“国际电气规范”(IEC)也采用相同的做法。但此后,在IEC 61643标准文件中,却对安装在建筑物进线处的浪涌保护器引入了新的“配电系统1级防护”测试方案。为了适应IEC 61643对冲击脉冲电流(I imp)的要求,测试机构不得不将测试波形改为10/350。而这一变化的所谓“理论基础”是:10/350的波形更接近于直接雷击的波形参数,因此,在对此类进行浪涌保护器(IEC称SPD)的有效性测试时采用10/350波形比8/20波形更合适。 然而,在经过大量可靠的跟踪调查之后,IEEE认为对测试方案做出类似的改动根本不具备充分的理由,因此仍然坚持采用8/20波形。但在现实中,IEC引入的“配电系统1级防护”测试新方案却在浪涌保护器市场上造成了混乱:在某些欧洲生产商的鼓动下,“配电系统1级浪涌保护器” 在设计、生产上按照10/350测试脉冲为参考,采用真空管作为防护元件,并宣称该种保护器成为所谓“主流”。他们依据很简单:“既然直接雷击的波形只能用10/350波形的脉冲进行模仿,所以,ANSI/IEEE所主张的8/20波形的测试规范就不足以起到防护直接雷击的作用。” 二、IEC选择10/350 的技术依据 按照IEC的“新要求”,测试“防护直接雷击的浪涌保护器”时应采用10/350波形冲击脉冲,而测试“防护间接雷击的浪涌保护器”时应采用8/20波形。 从右图可见,100kA的10/350波形脉冲的放电强度是20kA的 8/20 波形脉冲的125倍。125 × 0.4 = 50 照此类推:我们可以得出以下结论: 如果使用压敏电阻MOV作为浪涌抑制元件,设计一个能防护100kA 的10/350 波形的冲击脉冲的保护器,它所具备的放电能力必须相当于防护2500kA的8/20波形冲击脉冲的能力。 以上结论的计算过程发表在IEC的规范文件中,并以此作为理论依据证明:“按10/350波形测试设计的保护器的防护能力比按8/20波形测试的保护器要高20倍以上。” 三、对10/350波形的采用的争议 我们讨论这样的结论是否正确之前,先看看这样一些事实: 1.按8/20设计的浪涌保护器的实际应用状况 多年来,在所有采用ANSI/IEEE标准测试的低压浪涌保护器的市场上,至今没有,也没

雷击和静电防护技术

第四节雷击和静电防护技术 一、防雷措施 1.建筑物防雷的分类 防雷的分类是指建筑物按其重要性、生产性质、遭受雷击的可能性和后果的严重性所进行的分类,划分方法如下。 (1)第一类防雷建筑物, 1)凡制造、使用或储存火炸药及其制品的危险建筑物,因电火花而引起爆炸、爆轰,会造成巨大破坏和人身伤亡者。 2)具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物。 3)具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。 例如,火药制造车间、乙炔站、电石库、汽油提炼车间等。 (2)第二类防雷建筑物 1)国家级重点文物保护的建筑物。 2)国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆,国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。 3)国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。 4)国家特级和甲级大型体育馆。 5)制造、使用或储存火炸药及其制品的危险建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者,。 6)具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,。且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。 7)具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。 8)有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。 9)预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 10)预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。 (3)第三类防雷建筑物 1)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。 2)预计雷击次数大于或等于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 3)预计雷击次数大于或等于0.05次/a且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑

雷电电磁脉冲场

第四章雷电电磁脉冲场 人类研究雷电已有200多年的历史,到目前为止,对直击雷和传导浪涌的防护技术已经发展得较为成熟,相对而言,对雷电电磁脉冲的研究还有待深入。雷电电磁脉冲(LEMP)是伴随雷电放电产生的电流瞬变和强电磁辐射,属于雷电二次效应之一,它是最常见的一种天然强电磁脉冲干扰源。直到20世纪70年代以后,雷电的电磁辐射效应才逐渐引起重视。LEMP的发生频率远大于核电磁脉冲和高功率微波、超宽带等非核电磁脉冲,其峰值场强大,波形上升沿陡,对周围空间的各类敏感电子设备构成严重威胁,国内外相关事故报道不胜枚举。LEMP的危害区域远大于直击雷,它既可以由云地闪电产生,也可以由云内闪电和云间闪电产生,影响区域遍布对流层以下至大地表层,对空中飞行的火箭、飞机、导弹、地面架空运输电线、各种电子设备都有不同程度的危害,因雷电电磁脉冲造成室内电磁设备损坏、失效、误动作等造成的间接损失更是难以估计。随着电子设备的高集成化、智能化、低功耗化、LEMP的危害日益突出。 因此,LEC研究报告指出:“雷电电磁脉冲是信息化时代的公害。”对LEMP的防护是目前雷电防护研究领域的热点和难点,对LEMP进行详细研究,有利于有针对性地做好设备防护工作。 4.1 雷电电磁脉冲分类 根据IEC61312-1标准的定义,LEMP包括非直击雷产生的电磁场和电流瞬变。以此为依据,LEMP可以划分为3种形式:静电脉冲、地电流浪涌和电磁脉冲辐射场。以往防雷工程中强调的LEMP通常是指地电流瞬变和架空输电线的传导浪涌,而现在对电磁脉冲辐射场的危害越来越严重了。 4.1.1 静电脉冲 大气电离层带正电荷,与大地之间形成了大气静电场,通常情况下,平原地区地面附近电场强度约150V/m。雷雨云的下部静电荷较为集中,其电位较高,因此其下方地面局部静电场强远高于平时的大气静电场强,雷雨降临之前,该区域地面场强可达10000V/m~30000V/m。 雷雨云形成的电场,在地面物体表面磁感应出异号电荷,其电荷密度和电位随附近近大气场强而变化。例如地面上10m处的架空线,可感应出100kV~300kV的对地电压。落雷的瞬间,雷雨云电荷被释放,大气静电场急剧减小,地面物体的感应电荷失去束缚,会沿接地通路流向大地,由于电流流经的通道存在电阻,因而出现电压,这种瞬时高电压称为静电脉冲(Electrostatic Pulse),也称天电瞬变(Atmospheric Transients),如图4—1所示。对于接地良好的导体而言,静电脉冲极小,可以忽略。但静电接电阻较大的孤立导体,其放电时间常数大于雷电持续时间,静电脉冲的危害尤为明显。 静电放电脉冲的危害形式,只要表现为以下两种: (1)电压(流)浪涌。输电线路上的静电高压脉冲会沿导线向两边传播,形成高压浪涌,对相连的电气设备造成危害。 (2)高压电击。垂直安放的导体,如果接地电阻较大,会在尖端出现火花放电,能点燃易燃易爆物品;如果人,畜在闪电过后的短暂时间内触摸或接近这类物体(如 木门框上的铁门),可能遭电击身亡。 图4-1 静电脉冲的形成原理 4.1.2 地电流瞬变 地电流瞬变是由落雷点附近区域的地面电荷中和过程形成的。以常见的负地闪为例,如图4-2所示,主要电通道建立后,产生回击电流,即雷雨云中的负电荷会流向大地,

浪涌防护

电子设备的浪涌防护 浪涌 浪涌顾名思义就是瞬间出现超出稳定值的峰值,它包括浪涌电压和浪涌电流。 浪涌电压是指的超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。 浪涌电流是指电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。 在电子设计中,浪涌主要指的是电源(只是主要指电源)刚开通的那一瞬息产生的强力脉冲,由于电路本身的非线性有可能高于电源本身的脉冲;或者由于电源或电路中其它部分受到本身或外来尖脉冲干扰叫做浪涌.它很可能使电路在浪涌的一瞬间烧坏,如PN结电容击穿,电阻烧断等等. 而浪涌保护就是利用非线性元器件对高频(浪涌)的敏感设计的保护电路,简单而常用的是并联大小电容和串联电感. 供电系统浪涌的来源分为外部(雷电原因)和内部(电气设备启停和故障等)。供电系统浪涌的产生 供电系统浪涌的来源分为外部(雷电原因)和内部(电气设备启停和故障等)。 外部原因: 雷击对地闪电可能以两种途径作用在低压供电系统上: (1)直接雷击:雷电放电直接击中电力系统的部件,注入很大的脉冲电流。发生的概率相对较低。 (2)间接雷击:雷电放电击中设备附近的大地,在电力线上感应中等程度的电流和电压。 直接雷击是最严重的事件,尤其是如果雷击击中靠近用户进线口架空输电线。在发生这些事件时,架空输电线电压将上升到几十万伏特,通常引起绝缘闪络。雷电电流在电力线上传输的距离为一公里或更远,在雷击点附近的峰值电流可达 100kA或以上。在用户进线口处低压线路的电流每相可达到5kA到10kA。在雷电活动频繁的区域,电力设施每年可能有好几次遭受雷电直击事件引起严重雷电电流。而对于采用地下电力电缆供电或在雷电活动不频繁的地区,上述事件是很少发生的。 间接雷击和内部浪涌发生的概率较高,绝大部分的用电设备损坏与其有关。所以电源防浪涌的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。 内部原因: 内部浪涌发生的原因同供电系统内部的设备启停和供电网络运行的故障有关:供电系统内部由于大功率设备的启停、线路故障、投切动作和变频设备的运行等原因,都会带来内部浪涌,给用电设备带来不利影响。特别是计算机、通讯等微电子设备带来致命的冲击。即便是没有造成永久的设备损坏,但系统运行的异常和

雷电安全及防护

SS市中心组团新城区首期道路工程B2标 雷 电 安 全 及 防 护 XX市政工程有限公司 SS市中心组团新城区首期道路工程B2标项目部

机械设备是现代化工业中不可缺少的生产设备,它是各行各业解放劳动力。提高生产率的有力工具,也是现代工业的基础,在生产的人机环境系统中,机械与人相比,具有人所不或替代的优点,具体表现在: ①输出功率大,可长期稳定操作,不易疲劳,生产率高; ②自动化程度高; ③准确性和速度比人好; ④灵敏度反应能力高; ⑤耐用性强,可在人不适宜的环境下操作; ⑥可靠性高,不会受外界因素的影响; ⑦运转速度快,可连续运行; ⑧能同时完成多种作业,适应性强; 由于机械设备所需人的操纵,监控和维护,机械设备的运转是处于人机环境之中,从安全的角度出发,要保证人、机、环境的安全,必须协调人机关系,保证人、机的本质安全,遵守人机之间的安全规律,保证系统安全。因此,有必要对机械安全有一个系统全面的了解。木工机械安全及防护 从原木到成品的生产过程中,使用各种木工机械。如再剖带锯机、纵锯圆锯机、横截圆锯机、平刨机、压刨机、铣床、磨床等。由于木工机械在其它机械行业中较通用,如铸造等 1.木工机械的常见事故 (1)手与转动刀具按触或与工件接触的伤害。由于木材强度低,材质软,加工省力,容易切割。木工机械的转速很高,通常为5000~1200r/min,因而,木工机械转动惯量大,难以制动,刀具更加锋利,操作人员易使手受到伤害。 (2)对于手工推送木料的机床,由于木料的缺陷(节疤、空道)加工缺陷(倒丝级)会使切割阻力发生突变;由于木料过短、窄、薄而没有足够的支承部位。操作者姿势不正确,当木料受冲击,震动而弹跳、侧倒或意外开裂时,操作者推动对木料控制,致使推压木料的

计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范

计算机信息系统实体安全技术要求 第一部分:局域计算环境GA 371-2001 2001-12-24发布2002-05-01实施 5.环境安全 5.3 电磁屏蔽与静电防护 5.3.1 机房的静电防护措施应符合GB 50174-1993中的 6.3规定。 5.3.2 计算机信息系统的信号及电源线路,若非铠装电缆或屏蔽电缆都必须穿金属管或槽布设,金属管或金属槽都应妥善接地。 5.3.3 计算机信息系统的设备应有良好的屏蔽与接地。 5.4 雷电防护 5.4.1 建筑物的雷电防护应符合GB 50057 的规定。 5.4.2 计算机信息系统电源线路、信号线路必须穿金属管槽屏蔽并且两端良好接地,所有其他金属管道及金属构架必须等电位连接。 5.4.3 电源进线、信号传输线在进入计算机信息系统设备时,必须安装电涌保护器。 5.4.4 电源系统电涌保护器可以进行多级配置,在进行多级配置时应考虑电涌保护器参数之间的配合。同时还需考虑安装电涌保护器损坏时的过流保护装置,如熔断器、断路器等,电涌保护器应有劣化显示功能。 5.4.5 计算机信息系统供电电源装设电涌保护器的模块数和接线方式,应符合GB 50057-1994的第6章的规定。 5.4.6 计算机信息系统传输的信号频率及电平各异,因此通信接口电路宜采用逐级泄流、滤波、低压箝位等多级防护措施。 5.4.7 在信号线上安装的电涌保护器,其通流容量、插入损耗、驻波、频率、带宽等参数应符合计算机信息系统的匹配要求。 5.4.8 在格栅形大空间机房内的计算机信息系统设备应安装在远离格栅的位置,具体的安全距离按GB 50057-1994 的附录计算。 5.5 接地与等电位连接系统 5.5.1 计算机信息系统各类接地的接地电阻值要求为: a)交流工作接地电阻不大于4Ω。 B)直流接地电阻应按计算机信息系统具体要求确定。 C)安全保护接地电阻不大于4Ω。 D)防雷接地电阻应符合GB 50057规定。 5.5.2 交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地应共用接地系统,其接地电阻按其中最小值确定。 5.5.3 机房应设等电位网,机房内所有设备的交流工作接地、安全保护接地、直流接地等均就近与等电位网连接,并按需要采用星型(S型)或网型(M型)连接方式。 5.5.4 对于计算机信息系统所在的建筑物应采用共用接地系统。

SPD浪涌保护器一级防雷与二级防雷的区别

SPD浪涌保护器一级防雷与二级防雷的区别分级防护 由于雷击的能量是非常巨大的,需要通过分级泄放的方法,将雷击能量逐步泄放到大地。第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放,或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放,对于有可能发生直接雷击的地方,必须进行CLASS—I的防雷。 第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备,对于前级发生较大雷击能量吸收时,仍有一部分对设备或第三级防雷器而言是相当巨大的能量会传导过来,需要第二级防雷器进一步吸收。同时,经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP,当线路足够长感应雷的能量就变得足够大,需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。 第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。 1、第一级保护 目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区,将数万至数十万伏的浪涌电压限制到2500—3000V。入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为第一级保护时应为三相电压开关型电源防雷器,其雷电通流量不应低于60KA。 该级电源防雷器应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防雷器。一般要求该级电源防雷器具备每相100KA以上的最大冲击容量,要求的限制电压小于1500V,称之为CLASS I级电源防雷器。这些电磁防雷器是专为承受雷电和感应雷击的大电流以及吸引高能量浪涌而设计的,可将大量的浪涌电流分流到大地。它们仅提供限制电压(冲击电流流过电源防雷器时,线路上出现的最大电压称为限制电压)为中等级别的保护,因为CLASS I级保护器主要是对大浪涌电流进行吸收,仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设备的。 第一级电源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷电波,达到IEC规定的最高防护标准。其技术参考为: 雷电通流量大于或等于100KA(10/350μs);残压值不大于

浪涌保护器

浪涌保护器(SPD)的基本原理及应用 河北建设集团张海军 摘要:本文主要介绍SPD的基本原理、分类与应用。 关键词:SPD;基本原理:分类;应用 1 引言 电涌保护器(Surge Protective Device,SPD)又称浪涌保护器,是用于带电系统中限制瞬态过电压和导引泄放电涌电流的非线性防护器件,用以保护耐压水平低的电器或电子系统免遭雷击及雷击电磁脉冲或操作过电压的损害。近年来,电子信息系统(如电视、电话、通信、计算机网络等)发展迅猛,电子信息设备大量涌现和普及。这类系统和设备往往比较昂贵和重要,其工作电压、耐压水平很低,极易受到雷电电磁脉冲的危害,为此需采用SPD做过电压保护。 由于各国遵循的标准不一样,产品的规格没有统一,参数的标识也各自有侧重,远不如其他电气产品规范,这就给设计选型带来很大不便。在工程设计中,常见品牌按产地划分主要可分为国产产品、欧洲产品和美洲产品。国产产品参数设置较乱,规格多样,残压较高。规范产品的型号设置有的仿欧洲产品,有的遵循国标定参数,大部分产品都标注In与Imax。由于国产产品对应用场所要求较低,建筑物等级不高,设备耐压值大,所以一些参数要求可适当放松。 欧洲产品一般标注最大放电电流,产品型号也是根据这个参数设定的。例如欧洲某着名品牌XXX65、XXX40,其中数值65、40就

是Imax。但我国标准明确规定要用标称放电电流In来进行选型,这是目前在工程设计中遇到的一个尴尬情况。经查该产品资料,XX65的In值不超过20 kA,XX40的In值不超过15 kA。如果依照GB50343建议值,这两种产品只能用于设备末端三级保护,但在实际设计中,却装在了一、二级上,这明显与国家标准的选型参数不符,且残压较高,普通型号一般超过1 200 V,一旦接线环境不好,很容易突破设备耐压值。一般欧系产品Uc值较小,且投机取巧标注线电压,因此在选型时,较容易出现误导。 2 SPD概述 2.1 SPD的工作原理 电涌保护器适用于220/380V低压电源保护,是一种非线性元件,根据IEC标准规定,电涌保护器是主要抑制传导过来的线路过电压和过电流的装置。电涌保护器起到保护作用,基本要求是必须承受预期通过的雷电电流,并且通过电涌最大钳压,有效熄灭在雷电流通过后产生的工频续流,把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但至少包含一个非线性电压限制元件。常用电涌保护器有MOV(Metal Oxide Varistor)同气体放电管等。电涌包含强大的能量因此不能被阻止。基于这种原因,保护敏感电气设备免受电涌损坏的策略是把电涌从设备分流后流入大地。

第二卷雷电灾害防御题目及答案

第二卷雷电灾害防御 一、单项选择题 1. 多雷区指的是年平均雷暴日大于,不超过的地区。() A、25d;40d B、30d;60d C、40d;90d D、45d;90d 2. 直接雷击的防护区域,但该区域的威胁仍是全部雷电电磁场。该区域指的是区。() A、LPZ0A B、 LPZ0B C、 LPZ01 D、 LPZ02 3. 雷达站、微波站电子信息系统雷电防护等级属于。() A、A级 B、B级 C、C级 D、D级 4. 一类防雷建筑物中,当树木高于建筑物且不在接闪器保护范围之内时,树木与建筑物之间的净距不 应小于 m。() A、2 B、3 C、4 D、5 5. 汽车加油站爆炸与火灾危险区应是区,防雷类别为类。() A、1 ;一 B、1 ;二 C、2 ;二 D、0 ;一类 6. 建筑图样中所标注的尺寸以为单位。() A、毫米 B、厘米 C、分米 D、米 7. 接闪器及其衍生的各种室外避雷系统实际上是一种。() A、防雷系统 B、引雷系统 C、消雷系统 D、避雷针系统 8. 测量接地电阻时,为了保证有零电位区间,应使电流回路的两极有足够大的距离,一般为 m。 () A、20 B、30 C、40 D、50 9. 雷电过电压波是持续时间极端的。() A、方波 B、正弦波 C、谐波 D、脉冲波 10. 一般情况下,当在线路上多级SPD时,电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于 m。() A、5 B、10 C、15 D、20 11. 一般情况下,当在线路上多级SPD时,限压型SPD之间的线路长度不宜小于 m。() A、5 B、10 C、15 D、20 12. 建筑物的接闪器成闭合环形的多根引下线时的分流系数。() A、1 B、0.66 C、0.44 D、1/n 13. 在年检时发现一高层建筑物新增了一些太阳能热水器,对这些热水器。() A、可不做防雷处理 B、应加装避雷器 C、应拆除 D、与其它防雷设施配合,统筹接地和防护 14. 对限压型电涌保护器,其有效电压保护水平值为。() A、电涌保护器的电压保护水平 B、电涌保护器两端引线的感应电压降 C、电涌保护器的电压保护水平与电涌保护器两端引线的感应电压降之和 D、电涌保护器的电压保护水平与电涌保护器两端引线的感应电压降之间的较大者。 15. 对电压开关型电涌保护器,其有效电压保护水平值为。() A、电涌保护器的电压保护水平

弱电系统的防雷防浪涌保护设计

弱电系统的防雷防浪涌 保护设计 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

弱电系统的防雷防浪涌保护设计 引言 雷电放电可能发生在云层之间或云层内部,或云层对地之间;另外许多大容量电气设备的使用带来的内部浪涌,对供电系统(中国低压供电系统标准:AC50Hz220/380V)和用电设备的影响以及防雷和防浪涌的保护,已成为人们关注的焦点。 云层与地之间的雷击放电,由一次或若干次单独的闪电组成,每次闪电都携带若干幅值很高、持续时间很短的电流。一个典型的雷电放电将包括二次或三次的闪电,每次闪电之间大约相隔二十分之一秒的时间。大多数闪电电流在10,000至100,000安培的范围之间降落,其持续时间一般小于100微秒。 供电系统内部由于大容量设备和变频设备等的使用,带来日益严重的内部浪涌问题。我们将其归结为瞬态过电压(TVS)的影响。任何用电设备都存在供电电源电压的允许范围。有时即便是很窄的过电压冲击也会造成设备的电源或全部损坏。瞬态过电压(TVS)破坏作用就是这样。特别是对一些敏感的微电子设备,有时很小的浪涌冲击就可能造成致命的损坏。 供电系统浪涌的影响 供电系统浪涌的来源分为外部(雷电原因)和内部(电气设备启停和故障等): #雷击对地闪电可能以两种途径作用在低压供电系统上: l直接雷击:雷电放电直接击中电力系统的部件,注入很大的脉冲电流。发生的概率相对较低。 2间接雷击:雷电放电击中设备附近的大地,在电力线上感应中等程度的电流和电压。 内部浪涌发生的原因同供电系统内部的设备启停和供电网络运行的故障有关:

供电系统内部由于大功率设备的启停、线路故障、投切动作和变频设备的运行等原因,都会带来内部浪涌,给用电设备带来不利影响。特别是计算机、通讯等微电子设备带来致命的冲击。即便是没有造成永久的设备损坏,但系统运行的异常和停顿都会带来很严重的后果。比如核电站、医疗系统、大型工厂自动化系统、证券交易系统、电信局用交换机、网络枢纽等。 直接雷击是最严重的事件,尤其是如果雷击击中靠近用户进线口架空输电线。在发生这些事件时,架空输电线电压将上升到几十万伏特,通常引起绝缘闪络。雷电电流在电力线上传输的距离为一公里或更远,在雷击点附近的峰值电流可达100kA或以上。在用户进线口处低压线路的电流每相可达到5kA到10kA。在雷电活动频繁的区域,电力设施每年可能有好几次遭受雷电直击事件引起严重雷电电流。而对于采用地下电力电缆供电或在雷电活动不频繁的地区,上述事件是很少发生的。 间接雷击和内部浪涌发生的概率较高,绝大部分的用电设备损坏与其有关。所以电源防浪涌的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。 供电系统的浪涌保护 对于低压供电系统,浪涌引起的瞬态过电压(TVS)保护,最好采用分级保护的方式来完成。从供电系统的入口(比如大厦的总配电房)开始逐步进行浪涌能量的吸收,对瞬态过电压进行分阶段抑制。 [第一道防线]应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防浪涌保护器。一般要求该级电源保护器具备100KA/相以上的最大冲击容量,要求的限制电压应小于1500V。我们称为A级电源防浪涌保护器(10/350us波形)。这些电源防浪涌保护器是专为承受雷电和感应雷击的大电流和高能量浪涌能量吸收而设计的,可将大量的浪涌电流分流到大地。它们仅提供限制电压(冲击电流流过SPD时,线路上出现的最大电压成为

危险化工厂的雷电与静电防护

危险化工厂的雷电与静电防护 摘要:本文结合相关雷电、静电理论及最新相关规范,以及在本地生态化工园进行防雷检测、整改设计施工实际工作中的一些经验与体会,阐述了危险化工厂在存储和运输方面存在很大的雷击感应或静电感应安全隐患,对危险化工厂的雷电与静电防护措施进行了具体说明:①根据“爆炸危险场所划分图”分别设置防直击雷,防雷电感应和防雷电波侵入措施;②采取接地、等电位连接两项措施以防雷电感应;③化工厂生产装置要严格接地;④静电接地系统静电接地电阻值不应大于160Ω。专设的静电接地体的对地电阻值不应大于100Ω,在山区等土壤电阻率较高的地区,其对地电阻值也不应大于1000Ω。 关键词:爆炸危险场所;雷电;静电;等电位连接 引言 阜宁位于江淮平原中部,东经119·27〞至119·28〞,北纬33·26〞至33·59〞,我县属北亚热带向暖温带过渡气候,年平均气温14.73℃,年雷暴日数32天,年平均降水量994.1mm,地下水深1.6m。阜宁生态化工园位于阜宁西郊,2003年下半年阜宁生态化工园基本建成后,国内外知名化工企业纷纷落户生态化工园,随着化工行业不断发展,中小型化工厂日益增多,化工厂潜在的雷击、静电感应危险性在增加,2005年秋季该化工园就发生了一起静电感应引发爆炸的安全事件,化工园的安全工作越来越得到相关部门的重视。近两年来,我们加强了园区的防雷安全检测工作,发现存在不少安全隐患。在实际工作中,我们针对危险化工厂区的建筑物、设备存在的隐患,参照相关技术规范采取了有效的防护措施,以达到防雷、消除静电的目的。引申到常见危险化工厂的雷电与静电防护措施,供借鉴参考。 1 加强危险化工厂雷电与静电防护的必要性 目前,生产化工产品的原料有天那水(品种繁多)、白电油、硝化棉、甲醇、铝粉、乙酸异丁酯、硫磺、丙酮、各种生胶、再生胶、油脂有机药品等,且多为多为甲、乙类液体或固体,属于《常用危险化学品的分类及标志》( GB13690-92)前五类的物品,均属可燃、助燃或易爆物质,这些物质在生产与经营过程中,当建(构)筑物遭受雷击后,会引发大功率雷电放电,形成电火花引起燃烧或爆炸,造成巨大的破坏和人身伤亡。同样化工产品及橡胶制品中的涂胶作业、成型作业及运输途中,都会产生大量的静电荷,其电压可达几万伏,一旦放电,可引燃有机粉尘和化学易燃品,造成火灾和爆炸事故。在电气工程技术中,对化工厂采取必要的防雷、防静电措施不容忽视。 2 危险化工厂区的防雷设施布置 2.1化工企业基本特点 化工原材料大多易燃易爆,火灾、爆炸危险性极大。根据我国的《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)、IEC79-10标准、《石油化工企业设计防火规范》GB 50160—92、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92和《石油化工静电接地设计规范》SH3097-2000等相关规定,中小型化工厂应属于第二类防雷建筑物。我们可按厂区环境特点绘出“爆炸危险场所划分图”,再按划分图分别设置防直击雷,防雷电感应和防雷电波侵入措施,具体有如下布置。 2.2防直击雷措施 ⑴为了保护化工厂内建筑物、设备避免雷击放电形成电火花引起爆炸,需设置接闪器,接闪器由多种设施组合而成,包括独立避雷针与安装在建筑物上的避雷带。避雷针、避雷带保护范围采用“滚球”计算法,其具体计算过程参见《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)附录四。要确保建筑物、设备处于接闪器的保护范围内。 ⑵化工厂排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、安全阀、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内,当有管帽时应按表2.1.1确定;当无管帽时,应为管口上方半径5m的半球体。接闪器与雷闪的接触点应设在上述空间之外。 表2.1.1:有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间隔

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