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[摘要]随着我国国民经济的迅速发展,各种高层建筑物越来越多,雷电灾害也时有发生。为把雷电灾害减少到最低程度,我们必须增强防雷减灾意识。本文着重介绍防雷技术存在的问题及其技术措施。
[关键词]防雷技术 防雷问题 技术措施 工程措施
[中图分类号] P457.9 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-4-375-2
防雷是一个系统工程。一个完整的防雷系统包括外部防雷和内部防雷,即防直击雷、防雷电感应、防雷电波侵入和防雷击电磁脉冲。防护措施主要是接闪、传导、分流、接地、屏蔽、等电位连接、合理布线等。下面就防雷中出现的一些问题及其技术措施进行探讨。
1防雷技术存在的问题
1.1加装防雷设备存在的问题
随着防雷技术的发展, 防雷设备也在不断地改进和发展,已逐渐成为电子设备防雷工程的重要组成部分。但是,目前在防雷工作中存在一个误区,凡是涉及到防雷,就认为是加装防雷设备,而很少考虑接地、屏蔽、等电位连接等措施。毋庸置疑, 防雷设备在电子设备防雷中起着重要作用,但是,现代防雷的技术原则强调全方位防护、综合治理、层层设防,系统性地采取接闪、传导、分流、接地、屏蔽、等电位连接等技术措施。同时,雷电侵入的途径是多方位的,在整个空间范围都可以侵袭电子设备,所以单单靠防雷设备进行保护是不够的。
1.2防雷电位连接存在的问题
如前所述,防雷是一个综合性、系统性工程,不是单单靠设置避雷针、加装防雷设备就可以满足的。防雷接地、屏蔽、等电位连接等措施也是一个完整的防雷系统的组成部分。但在采取这些措施时存在较多问题,主要表现在:
(1)接地网设置混乱。企业一个区域的接地网常常有两个甚至三个,究其原因,一是在设施的多次改造中,接地网重复建设,且未统一联结成一个整体;二是一些设备制造厂家常常以产品精密为由,要求其设备的接地是独立的;三是工程技术人员没有”共地”的意识,人为把信息系统接地与防雷接地等分开。从防雷保护角度,无论是电气地、信息地(仪表地)和防雷接地都该共用一个接地网,如果不是这样,系统遭受雷击时,不同地之间的电位差将高达几千甚至上万伏,会发生放电,造成设备损坏。
(2)屏蔽意识淡薄。简言之“屏蔽”就是把雷电引起的脉冲电磁场屏蔽在被保护物体之外,该措施也是重要的防雷技术措施之一。屏蔽指施虽然比较简单,但因雷电流频率范围比较宽,特别是低频段能量比率比较大,因此利用简单的屏蔽技术就可以阻断或分流大部分能量。例如变压器若采用隔离蔽措施,可以使来自电网侧的雷电波干扰衰减100dB以上。屏蔽的主要对象有建筑物、传输线、电子设备等,如屏蔽得当,大大减缓电子设备本身的风险和投入。
1.3避雷针存在的问题
避雷针作为最经济有效的防直击雷手段,广泛使用于各种场所。但在实际应用中,在对避雷针的选择和设置上还存在一些不合理的认识。偏信设计者和生产厂家的宣传和推销,选用非常规的避雷装置。最具代表性的非常规防雷装置有:消雷器、能扩大保护半径的预放电避雷针、能限制雷电流的优化避雷针。实际上,这些非常规防雷装置或者是理论依据不正确,或者是实践验证未通过,或者是效果远没有广告介绍的好。避雷针的选择原则,简单地讲,就是经济适用。非常规避雷装置的价格很高,举个简单的例子,一座消雷器塔的价格为十几甚至几十万元,而同样高度的避雷针也就是几千或几万元,相差十倍以上。而现在按防雷界的普遍共识,常规避雷针仍然是最经济且可靠适用的防直击雷装置,那些非常规避雷装置的实际应用效果并没有比常规避雷针有明显的提高。
1.4防雷工程施工常见问题
通过实际检测测验和经验,施工过程防直击雷和防感应雷措施中常出现以下问题:一是避雷带、引下线、接地体、均压环搭接的连接长度不够,焊接不饱满,焊接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉和气孔,没有敲掉焊渣等缺陷。二是地钢筋网的连接点的错焊、漏焊;作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层,因构造柱(墙)内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况发生。三是用结构钢材代替避雷针(网)及其引下线时,焊接破坏镀锌层不刷防锈漆;或螺栓连接的连接片未经处理,片与片接触不严密等。四是引下点间距偏大,引下线跨越变形缝处未加设补偿器,穿墙体时未加保护管。接地体安装埋设深度不够或引出线未作防腐处理。五是屋面金属物,如管道、梯子、旗杆和设备外壳等,未与屋顶防雷系统相连,或等电位联结跨接地线线径不足。六是电气设备接地(接零)的分支线未与接地干线连接,实行串联连接。多层住宅采用TN-S系统时,进线在总电表箱处没有重复接地,没有按要求在配电间作MEB。七是低压配电接地形式、电涌保护器(SPD)的设置及安装工艺状况、管线布设和屏蔽措施等与防雷设计要求不符。
2防雷措施
2.1防雷技术措施
(1)传导。对于云地闪的直击危害,必须采用这一措施,即把闪电吸引到接闪器上,而后把闪电信导人地,把它的能量耗散到地下,从而保护了地上的建筑物。有的消雷器忽视传导,其结果常导致其爆炸或毁坏。这恰恰说明,直击雷的能量及其破坏作用不容轻视,把它传导到地下,让大地吸收耗消它的能量。是防止其危害的有效方法。避雷针的这个“传导”作用的价值是重要的。
(2)搭接。从物理上说,则称它为“均衡连接”或“等电位连接”。它是与这措施1紧密配合的极为重要的防雷害的措施。因为闪电被传导入地的过程中,沿着传导闪电流的路径上会形成非常高的瞬时电压,它会对周围的建筑、设备或人产生旁侧闪络,造成雷灾,因为后者与大地等电位。为此用够粗的导线把闪电可能流通的部位与周围的构筑物各部分、建筑物各部分、设备的某些部分等连接起来,保证处处等电位,闪电通过时,大家的电位同时升高,“水涨船高”,就不会产生旁倜闪络放电了。
(3)接地。它与1和2是互相配合,防止直击雷害的完整一套,良好的接地才能有效施泄放闪电的能量入地,降低引下线上的电压。接地也是为其它防雷措施D与S服务的,接地不好,都不可能完善,所以它是整个防雷系统工程中最基础的一环,特别重要,也是最费钱、费工的一环。 (4)分流。这是现代防雷技术中迅猛发展的重点,是防护各种电气、电子设备的关键措施,近年频繁出现的新的雷灾几乎都是需要采用这种措施的。所谓分流就是在一切从室外来的导线与接地体或接地线之间并联一种避雷器。不仅在入户处要并联避雷器,而且在一些电子仪器的入机壳处也需装避雷器,当赢击雷或感应雷在室外线路上产生的过电压波循这些导线进入室内时,避雷器的电阻突然降至很低值,近于短路状态阀电电流就由此处分流入地了,这类似于堵截了雷电的入侵通道。当然只在入户处装避雷器是不培的,仍会有少部分闪电电流进入室内设备.对于一些耐高电压的设备、元件是不会被损坏的,可是不耐高压的微电子设备则会遭殃,所以对于这类设备迁需要在各种进入设备的导线的入机壳处,甚至在内部线路处设计安装避雷器,进行多级分流。
(5)屏蔽。躲避是积极性的。这就是在基建选址、确定建设规划时,一些需要防雷的建筑应避开多雷区或一个地区易落雷的特殊地点,免得日后在防雷工作中陷于困境,增大建设费用。例如美国的肯尼迪航天中心、日本的种子岛航天中心、我国的西昌火箭发射中心都是座落在严重的多雷区,因为当年选址时只考虑了其它方面,而对雷电的威协的严重性尚无认识,直到航天筮射频繁因雷灾而损失惨重之后才认识到,可是此时“术已成舟”观在我国在微波站频频遭雷击而中断微波通信之后,也开始扶y到微波通信千线的选线、微波站的选址都应事先调查好落雷情况,投法避开多雷区和易落雷地点,主动采用躲避的战略。
2.2防雷工程项目施工质量控制的主要措施
加强对防雷工程关键部位和工序的质量控制,针对施工中易出现质量通病的几个环节,制定现场检测预控措施,做到预防为主,动态跟踪,保证防雷工程的施工质量。严格审查设计图纸 一是不仅要熟悉电气图,对建筑设计中的结构、设备的布置也要有初步认识,领会设计中有关说明,对有些特殊的建筑工程项目系统,如弱电系统中的智能化工程、信息通讯、计算机、监控等,因为这些地点和设置在设计平面图纸中一般都没有明确标注,是以规范要求为施工标准进行预留预埋的,要注意对照强制性标准、施工验收规范进行施工。如发现不符合现行施工规范要求或做法不妥,选用的防雷接地材料不当时,应及时与设计单位洽商确定,形成设计文件,以便依照执行及备案。二是一个建设项目,相关专业设计图纸较多,审核防雷图纸时,要对照建筑图、结构图、基础图。各项目衔接复杂,极易导致施工错误。若施工单位经验不足,易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。对于施工中容易忽视和特别重要的问题应起草书面意见,以提醒施工单位执行。
3结束语
防雷工作是一项事关人命生命财产安全的重要工作,推进防雷工作的规范化及制度化管理是我国防雷工作的必然趋势。我国应该积极探索规范化、合理化、科学化的防雷业务流程,提高防雷技术水平和服务水平,以保证防雷工作的顺利进行。
参考文献
[1]魏小新. 智能建筑的防雷、接地、抗干扰[J]. 智能建筑与城市信息, 2003,(07) .
[关键词]防雷技术 防雷问题 技术措施 工程措施
[中图分类号] P457.9 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-4-375-2
防雷是一个系统工程。一个完整的防雷系统包括外部防雷和内部防雷,即防直击雷、防雷电感应、防雷电波侵入和防雷击电磁脉冲。防护措施主要是接闪、传导、分流、接地、屏蔽、等电位连接、合理布线等。下面就防雷中出现的一些问题及其技术措施进行探讨。
1防雷技术存在的问题
1.1加装防雷设备存在的问题
随着防雷技术的发展, 防雷设备也在不断地改进和发展,已逐渐成为电子设备防雷工程的重要组成部分。但是,目前在防雷工作中存在一个误区,凡是涉及到防雷,就认为是加装防雷设备,而很少考虑接地、屏蔽、等电位连接等措施。毋庸置疑, 防雷设备在电子设备防雷中起着重要作用,但是,现代防雷的技术原则强调全方位防护、综合治理、层层设防,系统性地采取接闪、传导、分流、接地、屏蔽、等电位连接等技术措施。同时,雷电侵入的途径是多方位的,在整个空间范围都可以侵袭电子设备,所以单单靠防雷设备进行保护是不够的。
1.2防雷电位连接存在的问题
如前所述,防雷是一个综合性、系统性工程,不是单单靠设置避雷针、加装防雷设备就可以满足的。防雷接地、屏蔽、等电位连接等措施也是一个完整的防雷系统的组成部分。但在采取这些措施时存在较多问题,主要表现在:
(1)接地网设置混乱。企业一个区域的接地网常常有两个甚至三个,究其原因,一是在设施的多次改造中,接地网重复建设,且未统一联结成一个整体;二是一些设备制造厂家常常以产品精密为由,要求其设备的接地是独立的;三是工程技术人员没有”共地”的意识,人为把信息系统接地与防雷接地等分开。从防雷保护角度,无论是电气地、信息地(仪表地)和防雷接地都该共用一个接地网,如果不是这样,系统遭受雷击时,不同地之间的电位差将高达几千甚至上万伏,会发生放电,造成设备损坏。
(2)屏蔽意识淡薄。简言之“屏蔽”就是把雷电引起的脉冲电磁场屏蔽在被保护物体之外,该措施也是重要的防雷技术措施之一。屏蔽指施虽然比较简单,但因雷电流频率范围比较宽,特别是低频段能量比率比较大,因此利用简单的屏蔽技术就可以阻断或分流大部分能量。例如变压器若采用隔离蔽措施,可以使来自电网侧的雷电波干扰衰减100dB以上。屏蔽的主要对象有建筑物、传输线、电子设备等,如屏蔽得当,大大减缓电子设备本身的风险和投入。
1.3避雷针存在的问题
避雷针作为最经济有效的防直击雷手段,广泛使用于各种场所。但在实际应用中,在对避雷针的选择和设置上还存在一些不合理的认识。偏信设计者和生产厂家的宣传和推销,选用非常规的避雷装置。最具代表性的非常规防雷装置有:消雷器、能扩大保护半径的预放电避雷针、能限制雷电流的优化避雷针。实际上,这些非常规防雷装置或者是理论依据不正确,或者是实践验证未通过,或者是效果远没有广告介绍的好。避雷针的选择原则,简单地讲,就是经济适用。非常规避雷装置的价格很高,举个简单的例子,一座消雷器塔的价格为十几甚至几十万元,而同样高度的避雷针也就是几千或几万元,相差十倍以上。而现在按防雷界的普遍共识,常规避雷针仍然是最经济且可靠适用的防直击雷装置,那些非常规避雷装置的实际应用效果并没有比常规避雷针有明显的提高。
1.4防雷工程施工常见问题
通过实际检测测验和经验,施工过程防直击雷和防感应雷措施中常出现以下问题:一是避雷带、引下线、接地体、均压环搭接的连接长度不够,焊接不饱满,焊接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉和气孔,没有敲掉焊渣等缺陷。二是地钢筋网的连接点的错焊、漏焊;作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层,因构造柱(墙)内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况发生。三是用结构钢材代替避雷针(网)及其引下线时,焊接破坏镀锌层不刷防锈漆;或螺栓连接的连接片未经处理,片与片接触不严密等。四是引下点间距偏大,引下线跨越变形缝处未加设补偿器,穿墙体时未加保护管。接地体安装埋设深度不够或引出线未作防腐处理。五是屋面金属物,如管道、梯子、旗杆和设备外壳等,未与屋顶防雷系统相连,或等电位联结跨接地线线径不足。六是电气设备接地(接零)的分支线未与接地干线连接,实行串联连接。多层住宅采用TN-S系统时,进线在总电表箱处没有重复接地,没有按要求在配电间作MEB。七是低压配电接地形式、电涌保护器(SPD)的设置及安装工艺状况、管线布设和屏蔽措施等与防雷设计要求不符。
2防雷措施
2.1防雷技术措施
(1)传导。对于云地闪的直击危害,必须采用这一措施,即把闪电吸引到接闪器上,而后把闪电信导人地,把它的能量耗散到地下,从而保护了地上的建筑物。有的消雷器忽视传导,其结果常导致其爆炸或毁坏。这恰恰说明,直击雷的能量及其破坏作用不容轻视,把它传导到地下,让大地吸收耗消它的能量。是防止其危害的有效方法。避雷针的这个“传导”作用的价值是重要的。
(2)搭接。从物理上说,则称它为“均衡连接”或“等电位连接”。它是与这措施1紧密配合的极为重要的防雷害的措施。因为闪电被传导入地的过程中,沿着传导闪电流的路径上会形成非常高的瞬时电压,它会对周围的建筑、设备或人产生旁侧闪络,造成雷灾,因为后者与大地等电位。为此用够粗的导线把闪电可能流通的部位与周围的构筑物各部分、建筑物各部分、设备的某些部分等连接起来,保证处处等电位,闪电通过时,大家的电位同时升高,“水涨船高”,就不会产生旁倜闪络放电了。
(3)接地。它与1和2是互相配合,防止直击雷害的完整一套,良好的接地才能有效施泄放闪电的能量入地,降低引下线上的电压。接地也是为其它防雷措施D与S服务的,接地不好,都不可能完善,所以它是整个防雷系统工程中最基础的一环,特别重要,也是最费钱、费工的一环。 (4)分流。这是现代防雷技术中迅猛发展的重点,是防护各种电气、电子设备的关键措施,近年频繁出现的新的雷灾几乎都是需要采用这种措施的。所谓分流就是在一切从室外来的导线与接地体或接地线之间并联一种避雷器。不仅在入户处要并联避雷器,而且在一些电子仪器的入机壳处也需装避雷器,当赢击雷或感应雷在室外线路上产生的过电压波循这些导线进入室内时,避雷器的电阻突然降至很低值,近于短路状态阀电电流就由此处分流入地了,这类似于堵截了雷电的入侵通道。当然只在入户处装避雷器是不培的,仍会有少部分闪电电流进入室内设备.对于一些耐高电压的设备、元件是不会被损坏的,可是不耐高压的微电子设备则会遭殃,所以对于这类设备迁需要在各种进入设备的导线的入机壳处,甚至在内部线路处设计安装避雷器,进行多级分流。
(5)屏蔽。躲避是积极性的。这就是在基建选址、确定建设规划时,一些需要防雷的建筑应避开多雷区或一个地区易落雷的特殊地点,免得日后在防雷工作中陷于困境,增大建设费用。例如美国的肯尼迪航天中心、日本的种子岛航天中心、我国的西昌火箭发射中心都是座落在严重的多雷区,因为当年选址时只考虑了其它方面,而对雷电的威协的严重性尚无认识,直到航天筮射频繁因雷灾而损失惨重之后才认识到,可是此时“术已成舟”观在我国在微波站频频遭雷击而中断微波通信之后,也开始扶y到微波通信千线的选线、微波站的选址都应事先调查好落雷情况,投法避开多雷区和易落雷地点,主动采用躲避的战略。
2.2防雷工程项目施工质量控制的主要措施
加强对防雷工程关键部位和工序的质量控制,针对施工中易出现质量通病的几个环节,制定现场检测预控措施,做到预防为主,动态跟踪,保证防雷工程的施工质量。严格审查设计图纸 一是不仅要熟悉电气图,对建筑设计中的结构、设备的布置也要有初步认识,领会设计中有关说明,对有些特殊的建筑工程项目系统,如弱电系统中的智能化工程、信息通讯、计算机、监控等,因为这些地点和设置在设计平面图纸中一般都没有明确标注,是以规范要求为施工标准进行预留预埋的,要注意对照强制性标准、施工验收规范进行施工。如发现不符合现行施工规范要求或做法不妥,选用的防雷接地材料不当时,应及时与设计单位洽商确定,形成设计文件,以便依照执行及备案。二是一个建设项目,相关专业设计图纸较多,审核防雷图纸时,要对照建筑图、结构图、基础图。各项目衔接复杂,极易导致施工错误。若施工单位经验不足,易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。对于施工中容易忽视和特别重要的问题应起草书面意见,以提醒施工单位执行。
3结束语
防雷工作是一项事关人命生命财产安全的重要工作,推进防雷工作的规范化及制度化管理是我国防雷工作的必然趋势。我国应该积极探索规范化、合理化、科学化的防雷业务流程,提高防雷技术水平和服务水平,以保证防雷工作的顺利进行。
参考文献
[1]魏小新. 智能建筑的防雷、接地、抗干扰[J]. 智能建筑与城市信息, 2003,(07) .