智能建筑雷电电磁脉冲防护
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雷击与电磁脉冲防护技术电子与电气工程是一门关于电力系统、电子设备和电磁场的学科,涵盖了广泛的领域,其中包括雷击与电磁脉冲防护技术。
雷击和电磁脉冲是电气工程中常见的问题,对电力系统和电子设备都可能造成严重的损坏。
因此,开发有效的防护技术对于保障电力系统和电子设备的正常运行至关重要。
雷击是指大气中形成的电荷差异引起的放电现象。
当云与地面或云与云之间的电荷差异达到一定程度时,就会形成雷电放电。
雷电放电会产生巨大的电流和电压,对电力设备和电子设备造成巨大的冲击。
为了防止雷击对电力系统和电子设备的损害,我们需要采取一系列的防护措施。
首先,我们可以在电力系统的设备和建筑物上安装避雷针和避雷网。
避雷针可以通过尖锐的尖端将雷电引向地面,避免其对设备和建筑物的直接冲击。
避雷网则可以将雷电分散到地面上,减小雷电对设备和建筑物的影响。
这些避雷设施可以有效地降低雷击风险,保护电力系统和电子设备的安全运行。
其次,我们还可以采取电磁屏蔽技术来防护电子设备。
电磁脉冲是由强电流和电压突变引起的短暂电磁波,可以对电子设备产生干扰甚至损坏。
为了防止电磁脉冲对电子设备的影响,我们可以在设备周围设置金属屏蔽,将电磁波引导到地下或远离设备。
此外,还可以使用特殊的材料和设计来减小电磁脉冲对设备的影响。
这些电磁屏蔽技术可以有效地保护电子设备免受电磁脉冲的损害。
除了以上的防护措施,我们还可以通过合理的电力系统设计来降低雷击和电磁脉冲的影响。
例如,可以采用合适的接地系统来分散雷击和电磁脉冲的能量,减小其对设备的冲击。
此外,还可以在电力系统中增加过电压保护装置,及时将过电压引向地面,保护设备的安全运行。
综上所述,雷击与电磁脉冲防护技术在电子与电气工程中具有重要的地位。
通过安装避雷设施、采用电磁屏蔽技术和合理的电力系统设计,我们可以有效地保护电力系统和电子设备免受雷击和电磁脉冲的损害。
随着科技的进步和工程技术的不断发展,我们相信雷击与电磁脉冲防护技术将会不断完善,为电力系统和电子设备的安全运行提供更可靠的保障。
智能建筑雷电防护设计【摘要】随着我国经济的快速发展,我国建筑行业也在快速发展,现代高层建筑作为信息时代的必然产物,建筑物的多功能化程度随科学技术的发展而逐步提高,建筑的雷电防护问题是一项将高压强电与低压弱电相结合的多学科汇集、又十分复杂的系统工程,因而对高层建筑的雷电保护也相应的更加复杂多变。
主要介绍了雷电基础知识,智能建筑的防雷设计理念,提出了高层楼宇雷电防护设计的措施。
【关键词】配电系统;等电位连接;雷电保护雷电的破坏包括:直击雷破坏;闪电感应;闪电静电感应;闪电电磁感应;闪电电涌侵入的破坏。
针对雷电的危害,我们认为防雷必须是全面的。
主要包括以下六方面:控制雷击点(采用大保护范围的避雷针);安全引导雷电流入地网;完善的低阻地网;消除地面回路;电源的浪涌冲击防护;信号及数据线的瞬变保护。
1.雷电防护设计1.1雷电防护设计方法1.1.1外部防雷措施建筑物本身的防雷,按照国家标准[1]gb50057-2010(建筑物防雷设计规范)的要求,该业务技术大楼为第几类防雷建筑物,防护10/350μs直击雷首次雷电流为150ka。
所以,必须建设防雷设施,设计由避雷网(带)、避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与屋面板钢筋等应构成一个整体,形成了一个稀疏的法拉第笼。
天线的防雷,主要通过可靠接地、安装直击雷防护装置。
1.1.2内部防雷(1)接地系统:建筑物内电子设备的信号接地、逻辑接地、功率接地、屏蔽接地和保护接地一般合用一个接地系统,与主筋相连,采用埋地铠装电缆,金属管接地。
电缆屏蔽层必须接地。
为了避免产生干扰电流,信号电缆和1mhz及以下的低频电缆应按一点接地。
对于1mhz以上的电缆,为了保证屏蔽层为地电位,应采用多点接地方式。
接地电阻值的确定,首先要考虑的是防雷防静电接地对接地冲击电阻的要求,同时要考虑大楼内各种设备的稳定运行,避免接入接地系统的设备受外界干扰,防止对电气参数敏感的设备出现性能上的不稳定,综合各种因素决定接地电阻值≤1欧姆。
高层智能建筑防雷工程设计中存在的主要问题与对策雷电是一种强大的电脉冲波,主要包括四种形式,分别是:直击雷、云闪、电磁脉冲、球形雷。
云闪对于人类影响最小,电磁脉冲对电子设备影响较大,而直击雷和球形雷造成的危害最大。
雷电灾害会严重损坏电讯、电力设备,造成巨大的人员伤亡和建筑物损坏。
而在高层智能建筑中已经遍布了通讯设备和计算机网络设备。
对高层智能建筑如何采取有效的防雷措施,正在被社会普遍关注。
1 高层智能建筑防雷的特点高层智能建筑一般来说都是指地处建筑群边缘或者旷野、高度在20m以上的建筑工程或者城市中50m以上的建筑工程。
随着我国科学技术和社会经济的迅猛发展,高层智能建筑越来越多,每天都有很多的高层智能建筑正在拔地而起。
高层智能建筑具有人员密集、信息设备多、建筑高度高、器件密集度高、很容易被雷击的特点。
尤其是目前高层智能建筑大面积地采用、配备以信息系统为核心的电子设备,而这些设备耐电磁脉冲干扰和耐高电压能力较差,故更容易被雷击。
特别是那些高度超过100m的高层智能建筑,它的高度与可能遭受的雷击次数成正比。
一旦出现雷击损坏,会带来巨大的经济损失和严重的社会影响。
对于高层智能建筑的防雷工作而言,要做到全方位雷电防护,包括地电位反击、雷电波侵入、直击雷防护等。
有效地加强高层智能建筑防雷工程设计,避免或者减少雷电损失极为必要。
2 高层智能建筑防雷设计中存在的问题2.1 对高层智能建筑的雷击风险评估不足雷击风险评估包括设备情况、建筑物使用情况、建筑物所处的气象、土壤、地理等,不可以单纯地基于建筑物使用性质来确定高层智能建筑的防雷类别。
例如重要的高层智能建筑,若按照使用性质和建筑高度来划分,属于一级防雷水平;而如果按照其内部电子设备来看,雷击风险评估属于A级。
A级和一级的防雷水平和防雷措施都差异较大。
安全可靠永远是防雷第一标准,基于“经济合理、技术先进、安全可靠”的防雷工程设计原则,对于这种高层智能建筑,按A级标准来考虑建筑内部防雷措施,按一级标准来考虑建筑外部防雷措施。
智能建筑工程防雷接地技术措施摘要:目前在智能建筑工程实施过程中,一些建设方与施工方通常忽视智能建筑防雷接地系统建设的重要性,给工程遗留下安全隐患;智能建筑在国内外不断兴建,智能化系统应用越来越广泛,高速发展的电子化时代对计算机及微电子设备的可靠性、安全性、质量等提出了更高的要求。
根据雷电电磁脉冲防护理论结合实际工程实践经验,本文对智能建筑雷击的形成及入侵途径和防雷接地技术措施进行了探讨。
关键词:智能建筑防雷接地技术措施中图分类号: tu856 文献标识码: a 文章编号:随着通信技术、计算机技术、信息技术的飞速发展,今天已是电子化时代,日益繁忙庞杂的事物通过高速电脑、自动化设备及通信的发展变得井然有序,而这些敏感电子设备的工作电压却在不断降低,这些高精度的微电子计算机设备内置大量的cmos半导体集成模块,导致过压、过流保护能力极其脆弱。
(美国通用研究公司提供磁场脉冲超过0.07高斯,就可引起计算失效;磁场脉冲超过2.4高斯就可以引起集成电路永久性损坏。
)且电子设备的数量和规模不断扩大,因而它们受到过电压特别是雷电袭击而受到损坏的可能性就大大增加,这是由于以雷击中心1.5km-2.0km范围内都可能产生危险过电压,损坏线路上的设备;其后果可能使整个系统的运行中断,并造成难以估计的经济损失,雷电和浪涌电压成了电子化时代的一大公害。
雷击的形成及入侵途径雷电对建筑物及电子设备的破坏主要有两种形式:直击雷和雷电感应及其雷电波的入侵。
a、直击雷是雷电直接击在建筑物上,产生电效应、热效应和机械力而导致建筑物损坏。
建筑物受到直接雷击后,强大的雷击电流沿着接地引下线,经接地体入地后地电位会瞬间升高,产生高电位,引起地电位反击,损坏设备或造成人员伤亡。
b、雷电感应是雷电放电时,在附近导体上产生静电感应和电磁感应,它能使金属部件之间产生火花。
雷电感应可以来自对地雷击,也可以来自云间放电,其中对地雷击由于距雷击点较近,产生的感应浪涌电压较大,作用半径也大,一般500米范围的电子信息设备均是其破坏对象;云中放电的感应浪涌电压虽然较小,但发生概率较高。
浅谈雷电电磁脉冲防护[摘要]:随着电子设奋的广泛使用。
雷电磁脉冲的危害也日益严重,雷电电磁脉冲的防护已成为现今雷电防护中最受关注的问题,本文就雷电电磁脉冲防护作一汽析。
并介绍具体实施的做法。
[关键词]:建筑物外部屏蔽合理布线信息系统设备的屏蔽线缆屏蔽电涌保护器21世纪,人类进入信息社会,以微电子技术和计算机网络为依托的信息技术极广泛地渗入政府各个部门、各行业和所有居民家中,与之不可分离的雷灾迅猛发展。
雷电造成自然灾害的范围随社会经济的发展而日益扩大,特别是雷电脉冲对各行各业广泛使用的微电子设备的破坏,使其影响到社会生活的各个方面。
我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。
因此,建筑物雷电磁脉冲防护设计显得尤为重要。
设计的合理与否,对人身安全及电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。
国际电工委员会编制的标准(IEC1024-1)将建筑物的防雷装置分为两大部分:外部防雷装置和内部防雷装置。
外部防雷装置(即传统的常规避雷装置)由接闪器、引下线和、接地装置三部分组成。
接闪器(也叫接闪装置)有三种形式:避雷针、避雷带和避雷网,它位于建筑物的顶部,其作用是引雷或叫截获闪电,即把雷电流引下。
引下线的作用是将接闪器与接地装置连接在一起,把接闪器截获的雷电流引至接地装置,使雷电流构成通路,接地装置位于地下一定深度,它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。
但外部防雷装置再完善,没有配套的内部防雷装置,仍无法获得好的防雷效果。
接闪装置接闪后,建筑物引下线附近的设备会受到雷电流的感应,这称作雷电电磁脉冲(LEMP)干扰。
雷电电磁脉冲的感应范围很大,对建筑物、人身和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害。
现代电子技术日益向高精度、高灵敏度、高频率和高可靠性方向发展。
这些电子设备非常灵敏,但耐压很低,一般电子设各都承受不了正负5伏的电压波动。
因此必须采取必要的防护措施防止雷电电磁脉冲的干扰,以便在先进的建筑物内实现良好的电磁兼容性。
现代智能建筑的防雷接地技术探讨摘要:文章针对雷电对现代智能建筑的危害、建筑物雷电防护区的划分,分析智能建筑各类防雷接地技术的特点与作用,选择适合于现代智能建筑的保护接地系统与接地方法,确保现代智能建筑的安全运行。
关键词:智能建筑雷电防雷接地随着信息技术的发展,特别是互联网技术的日新月异,以及经济快速的发展,智能建筑已经普及到人们的生活当中,智能建筑中线缆密布、系统设备众多,微电子装备复杂,且防护能力单薄,属于耐电压等级低,防干扰要求高的弱电设备,因此在智能建筑建设的过程中不仅要重视智能建筑的性能指标和设备的先进性,更要注意做好建筑物的防雷接地。
防雷与接地对于智能建筑中的弱电设备的安全运行和数据的可靠传输有着重要的影响,并且是抑制电磁干扰、提高电子设备电磁兼容性的重要手段之一。
如果建筑物的防雷接地没有处理好,不管是雷电的直击、串击、反击,轻则会造成设备不能有效传输数据,降低智能建筑设备的可靠性:重则会损坏设备的部件,甚至导致设备瘫痪并危及人员的安全。
为了保证系统、设备安全、正常地运行,必须采取专门的接地措施加以防护。
1 雷电对现代智能建筑的危害研究智能建筑物的雷电保护,必须对雷电进行了解,分析雷电是通过哪些方式、途径、渠道危害智能建筑物,雷电是自然界中雷云之间或是雷云与大地之间的一种放电现象。
其特点是电压很高、电流很大、能量释放时间短,具有很大的危害性。
雷击主要分为直击雷击和感应雷击。
1.1 直击雷击指闪电直接击在建筑物、其他物体、大地或防雷装置上,产生热效应,电效应和机械力者。
其主要危害如下(1)强大的雷电流通过导体时产生热效应,能使放电通道的温度高达数万度,雷击点的发热能量巨大,可使金属熔化,甚至引起火灾。
(2)雷电流作用于非导体上时,由于雷电的热效应,使被击物体内部出现强大的机械压力,致使被击物体受到严重破坏造成爆炸,机械效应对非金属油罐存在极大威胁。
(3)雷云对大地放电时,雷电流通过具有电阻或电感的物体时,因雷电流的变化率大(几十微秒时间内变化几万或几十万安培),能产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压,足以使智能建筑电力系统的设施烧毁、导致可燃易爆物品的爆炸和火灾,引起严重的触电事故。
雷击电磁脉冲是指雷电直接击在建筑物防雷装置和建筑物附近所引起的效应。
它是一种干扰源,绝大多数是通过连接导体的干扰,如雷电流或部分雷电流、被雷击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰。
这种干扰是一种能量脉冲,它既可以以过电压形式出现,也可以以过电流或电磁辐射形式出现。
因此,雷击电磁脉冲不完全是过电压问题,而是一种能量冲击,因此又将其称为“电涌”(Surge)或“浪涌”,它对供配电系统中电气设备的绝缘威胁不大,但对用电设备中的信息系统设备的正常工作影响甚大。
随着建筑智能化趋势的迅猛发展,大量先进的电子信息设备正日益广泛地应用于各类建筑物内。
由于电子设备中集成电路器件对雷电暂态过电压的耐受能力很低,对雷电电磁干扰极为敏感,它们在遭受雷击电磁脉冲效应的侵害后,很容易发生工作失灵或永久性损坏,从而严重威胁到信息系统的安全可靠运行。
因此,切实做好智能建筑信息系统雷击电磁脉冲的防护工作,就显得尤为迫切。
我国《建筑物防雷设计规范》(GB50057—94)(2000年版)中第六章已全新增补了该部分内容。
一、雷击电磁脉冲侵害信息系统的主要途径及危害从实际雷害事故的调查情况来看,雷直接击中信息网络的可能性不大,危害信息系统安全可靠运行的主要原因是雷击电磁脉冲效应。
这种雷击电磁脉冲效应所产生的暂态高电位和电磁脉冲能够以传导、耦合感应和辐射等方式沿多种途径侵人室内信息系统。
就具体情况而官,雷击电磁脉冲侵害信息系统的主要途径有以下几种:1)直接击中信息系统所在建筑物防雷装置,引起防雷装置各部位(引下线及接地体)暂态电位的急剧升高,导致对电子信息设备的反击。
2)雷击电磁脉冲在输电线路上产生感应过电压,并沿电源线侵人信息系统。
3)雷击电磁脉冲在信号线路上产生感应过电压,并沿信号线侵入信息系统。
4)雷击电磁脉冲从空中直接辐射至电子信息设备。
实验及理论研究都表明,无屏蔽架空线上的感应电压可达10-20kV,即使在相距3km 处发生对地雷击,在一般的通信线上也可能产生出高于lkV的感应过电压。
雷电电磁脉冲的防护措施有哪些
雷电电磁脉冲防护是电磁脉冲安全防护的一部分,是针对高能电磁脉冲中由自然界雷电所引起的高能电磁脉冲的防护,是通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。
雷电电磁脉冲有哪些危害
(1)天空中雷电波的电磁辐射对建筑物内电力线路和电子设备的电磁干扰。
(2)建筑物的防雷装置接闪时,强大的瞬间雷电流对建筑物内电力线路和电子设备的干扰。
(3)由外部各种强、弱电架空线路或电缆线路传来的电磁波对建筑物内电子设备的干扰。
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:***学号:**********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。