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煙囪安裝避雷針-煙囪防雷技術(shù)綜述

發(fā)布日期:2020-12-03    人氣:555    欄目:新聞中心

煙囪安裝避雷針-煙囪防雷技術(shù)綜述

雷電具有極大的破壞性,其電壓高達(dá)數(shù)百萬伏,瞬間電流可高達(dá)數(shù)十萬安培。雷擊所造成的破壞性后果體現(xiàn)于下列三種層次:①設(shè)備損壞,人員傷亡;②設(shè)備或元器件壽命降低;③傳輸或儲存的信號、數(shù)據(jù)(模擬或數(shù)字)受到干擾或丟失,甚至使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動作而暫時癱瘓或整個系統(tǒng)停頓。目前,世界上各種建筑、設(shè)施大多數(shù)仍在使用傳統(tǒng)的避雷針防雷。用避雷針防止直接雷擊實(shí)踐證明是經(jīng)濟(jì)和有效的。但是,隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展,大量精密電子設(shè)備的使用和聯(lián)網(wǎng),避雷針對這些電子設(shè)備的保護(hù)卻顯得無能為力。煙囪安裝避雷針不能阻止感應(yīng)雷擊過電壓、操作過電壓以及雷電波入侵過電壓,而這類過電壓卻是破壞大量電子設(shè)備的罪魁禍?zhǔn)住C磕旮鞣N通訊控制系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)因雷擊而受破壞的事例屢見不鮮,其中安防監(jiān)控系統(tǒng)因受到雷擊引起設(shè)備損壞,自動化監(jiān)控失靈的事件也常有發(fā)生。安防監(jiān)控子系統(tǒng)中部分前端攝像機(jī)設(shè)計(jì)為室外安裝方式,對于雷雨多發(fā)地區(qū)必須設(shè)計(jì)安裝防雷電系統(tǒng)。

CATV系統(tǒng)防雷技術(shù)綜述:

雷是一種大氣中的放電現(xiàn)象,常常使有線電視設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞,在CATV系統(tǒng)中,防雷設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作,而在實(shí)際工程當(dāng)中,防雷并沒有引起技術(shù)人員的足夠重視,一旦遭到雷擊,沒有良好防雷措施的系統(tǒng)就會遭到嚴(yán)重破壞,甚至癱瘓。對于干線較長的大系統(tǒng),防雷設(shè)計(jì)更是刻不容緩的大事,本文從雷擊的產(chǎn)生機(jī)理以及雷電的分布規(guī)律闡述雷電,以期讀者對雷擊有一個整體的認(rèn)識,進(jìn)而闡述防雷的措施以及CATV器材的抗雷擊性能。

  雷擊主要有兩種:“直擊雷”和“感應(yīng)雷”。直擊雷只有雷擊率的 10%左右,危害范圍一般較小,可使用避雷針、避雷線和避雷網(wǎng)來防避,危害大得多的“感應(yīng)雷”占雷擊率近90%,危害范圍甚廣,CATV系統(tǒng)的電子設(shè)備受雷擊損壞,主要是感應(yīng)雷造成的。直擊雷是帶電云層和大地之間放電造成的,在形成雷云的過程中某些云積累起正電荷的靂云接近到一定程度時,發(fā)生訊猛的放電。出現(xiàn)耀眼的閃光。當(dāng)雷云很低,周圍又沒有異性電荷的雷云時,就會在地面或者建筑物上感應(yīng)出異性電荷,形成帶電云層向地面或者建筑物放電;放電電流可達(dá)到幾十甚至幾百千安,放電時間為50-100μ S,這種放電就是直擊雷,直擊雷對建筑物和人、畜安全危害甚大。安裝于避雷針后, CATV系統(tǒng)的電子設(shè)備即使在其保護(hù)范圍之內(nèi),仍然可能遭雷擊而受損,大多數(shù)都是燒保險(xiǎn)絲,電源變壓器,整流元件,三端穩(wěn)壓器,嚴(yán)重的還可能損壞集成電路等元件,這說明雷擊不是從天線引入的,而是從電源線引入的,可見避雷針雖保護(hù)了建筑物,卻保護(hù)不了置于其內(nèi)的CATV電子設(shè)備,這是感應(yīng)雷造成的。

  感應(yīng)雷電靜電感應(yīng)和雷電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)兩種原因所引起的,當(dāng)帶電的云層(雷云)靠近輸電線路時,會在它們上面感應(yīng)出異性電荷,這些異性電荷被雷云電荷束縛著。當(dāng)雷云對附近的目標(biāo)或接閃器(煙囪安裝避雷針是最早、最常用的接閃器)放電時,其電荷迅速中和,而輸電線路上束縛的電荷便為自由電荷,形成局部感應(yīng)高電位。這種感應(yīng)高電位發(fā)生在低壓架空線路時亦可達(dá)100KV;在電信線路上可達(dá)40-60KV。而且它可以沿著線路傳入電子設(shè)備,造成損害。雷擊后巨大的雷電流在周圍空間產(chǎn)生交變磁場,由于電磁感應(yīng)使附近設(shè)備感應(yīng)出高電壓,從而使設(shè)備損壞。

  我國雷電的分布規(guī)律是:通常熱而潮濕的地區(qū)比冷而干燥的地區(qū)雷電多,同時雷電的頻數(shù)是隨著地理緯度的減小而增加,即越接近赤道頻數(shù)越高,具體說來有華南>西南>長江流域>華北>東北>西北,除此之外,雷電的頻數(shù)隨地域而變,即:山區(qū)>平原>沙漠,陸地>湖海,每年雷電的高峰都在7、8月份,活動的時間大都在14-22時之間。一個地區(qū)有無雷電是由氣象條件所決定的,但具體的落雷點(diǎn)則受當(dāng)?shù)貤l件的影響較大。①地形的影響,通常山的東坡、南坡落雷的幾率多于山的西北坡,山中平地的落雷幾率大于峽谷,湖海邊落雷的幾率很小,但湖海如有山岳則靠水的一面山坡落雷幾率較多;風(fēng)口或順風(fēng)的河谷容易落雷。②地面物的影響,空曠地中的孤立建筑物和建筑物群中高聳的建筑物易受雷擊,金屬結(jié)構(gòu)的屋頂、塔架易受雷擊,屋旁大樹、接收天線、山區(qū)輸電線等易受雷擊,這是因?yàn)檫@些地面物極利于雷云與大地建立良好的放電通道。③地質(zhì)的影響,土壤、電阻率相對值小而電荷相對積聚快的地方容易落雷,有大片土壤電阻較大時,局部土壤電阻率小的地方易落雷;土壤電阻率小的山坡或土山易落雷;土里有導(dǎo)電礦藏的地區(qū)易落雷;地下水位高或有礦泉的地區(qū)易落雷。

對于系統(tǒng)的防雷最有利的措施是系統(tǒng)有良好的接地,良好接地不僅能及早的泄掉感應(yīng)雷產(chǎn)生的電壓,同時也可泄掉由于設(shè)備漏電而產(chǎn)生的對地電壓,達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身安全的目的,具體的系統(tǒng)防雷也是從接地開始的。與此同時,在需要的地方按裝避雷外、避雷器,但是選用器材的抗雷擊性能也不忽視,在選用器材時,考查器材的抗雷擊性能也是重要的一環(huán)。目前,我國大量生產(chǎn)和使用避雷器,有以電工碳化硅閥片為基本元件的各種閥式避雷器;有以氧化鋅閥片為基本元件的氧化鋅避雷器,氧化鋅避雷器較之閥式避雷器具有動作迅速、通流容量大、殘壓低、無續(xù)流、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、壽命長、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)。下面重點(diǎn)講述氧化鋅避雷器,氧化鋅壓敏避雷器對感應(yīng)雷及雷電波入侵的防止是有效的。其工作原理是其伏安特性的非線性。正常電壓時,避雷器呈高阻狀態(tài),只有很小的泄漏電流(μA數(shù)量級),功率損耗很小,當(dāng)線路中出現(xiàn)過壓時,避雷器呈低阻狀態(tài)(時間效應(yīng)為10-9數(shù)量級)過電壓以放電電流的形式通過避雷器流入大地,過電壓被抑制下來,浪涌電壓過后,線路電壓恢復(fù)正常時,避雷器又呈高阻絕緣狀態(tài),因此避雷器必須有良好的接地裝置與之配合。

  雷電過電壓的電流是一種很快上升到峰值,然后較慢下降的脈沖,其時間量值為10-6S數(shù)量級,國家的通用標(biāo)準(zhǔn)是8/20μS,即用8μS的時間上升到峰值,然后用20μS的時間下降到半峰值,而氧化鋅避雷器的響應(yīng)時間為10-9數(shù)量級,因而響應(yīng)時間是來得及的,其次是幅值問題,有線電視的供電電源經(jīng)過電力系統(tǒng)的多級避雷,因而雷電脈沖電流大于 5 KA的概率不會大干15%,只要選擇通流容量為 5 KA的避雷器,其殘壓也是設(shè)備能夠承受的,加上合乎要求的接地就會達(dá)到避雷的效果。

 

1.無線的防雷接地。有線電視的接收天線和豎桿一般架設(shè)在建筑物的頂端,應(yīng)把所有的接收天線,包括衛(wèi)星接收無線的接地焊在一起,接天線的豎桿(架)上應(yīng)裝設(shè)避雷針,避雷針的高度應(yīng)能滿足對天線設(shè)施的保護(hù),煙囪安裝避雷針獨(dú)立的避雷鐘時,由于單根避雷針的保護(hù)范圍呈帳篷狀,邊界線呈雙曲線,所以避雷外高于天線頂端的長度應(yīng)大于天線的最大尺寸,避雷針與天線之間的最小水平間距應(yīng)大于3M,建筑物已有防雷接地系統(tǒng)時避雷針和天線豎桿的接地應(yīng)與建筑物的防雷接地系統(tǒng)共地連接;建筑物無專門的防雷接地可利用時,應(yīng)設(shè)置專門的接地裝置,從接閃器至接地裝置采用兩根引下線,從不同的方位以最短的距離沿建筑物引下,其接地電阻應(yīng)小于4歐姆,無論是新制作的接地統(tǒng)還是原建筑的接地線,接地電阻都應(yīng)小于4歐姆,除天線應(yīng)有良好的避雷的接地外,還應(yīng)采取如下措施:①無線輸出端應(yīng)安裝專用CATV保安器;②天線輸出電纜按接地要求接地;③使用裝有氣體放電管及快速反應(yīng)保護(hù)二級管的天線放大器或頻道放大器。

2.前端設(shè)備的防雷接地。如果在前端附近發(fā)生雷擊,則會在機(jī)房內(nèi)的金屬機(jī)箱和外殼上感應(yīng)出高電壓,危及設(shè)備及人身安全。前端設(shè)備的電源漏電也會危及人員的安全,因此,對機(jī)房內(nèi)的所有設(shè)備,輸入、輸出電纜的屏蔽層,金屬管道等都需要接地,不能與層頂天線的接地接在一起,設(shè)備接地與房屋避雷針接地及工頻交流供電系統(tǒng)的接地應(yīng)在總接地處連接在一起。系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備接地裝置和埋地金屬管道應(yīng)與防雷接地裝置相連,不相連時兩者的距離應(yīng)大于3米,機(jī)房內(nèi)接地母線表面應(yīng)完整,并無明顯錘痕以及殘余焊劑渣;銅帶母線應(yīng)光滑無毛刺。絕緣線的老化層不應(yīng)有老化龜裂現(xiàn)象。一些前端設(shè)備如調(diào)制器,接收機(jī)等沒有過壓保護(hù),而只有過流保護(hù),一旦有雷擊物往會出現(xiàn)電源燒壞而保險(xiǎn)不斷的情況,針對此種情況應(yīng)在總電源處加裝避雷器,以更好的保護(hù)前端設(shè)備。

3.干線和分配系統(tǒng)的防雷接地。①敷設(shè)于空曠地區(qū)的地下電纜,當(dāng)所在地區(qū)年雷暴天數(shù)大于20天及土壤電阻率大于100歐姆時,電纜的屏蔽層或金屬護(hù)套應(yīng)每隔2KM左右接地一次。②架空電纜的屏蔽層及金屬護(hù)套、鋼紋吊線每隔250M左右接地一次,在電纜分線箱處的架空電纜金屬護(hù)套,屏蔽層及鋼絞線應(yīng)與電纜分線精會用接地裝置。埋設(shè)于空曠地區(qū)地下電纜,其屏蔽層和護(hù)套,應(yīng)每隔2KM左右接地一次,以防止感應(yīng)電的影響。③電纜進(jìn)入建筑物時,在靠近建筑物的地方,應(yīng)將電纜的外導(dǎo)電屏蔽層接地,架空電纜直接引入時,在入戶處應(yīng)增設(shè)避雷器,并將電纜外導(dǎo)體接到電氣設(shè)備的接地裝置上,電纜直接埋地引入時,應(yīng)在入戶端將電纜金屬外皮與接地裝置相連。④不要直接在兩建筑物屋頂之間敷設(shè)電纜,可將電纜沿墻降至防雷保護(hù)區(qū)以內(nèi),并不得防礙車輛的運(yùn)行,吊線應(yīng)作接地處理。⑤系統(tǒng)中設(shè)備的輸入輸出端應(yīng)有氣體放電保護(hù)管,220V供電的放大器的電源端應(yīng)有過壓保護(hù)裝置,目前市面上的放大器魚龍混雜,為了降低成本,甚至省去了防過壓措施,如輸入輸出瑞元?dú)怏w過壓放電管,220V供電的放大器電源端只有過流保護(hù),而無過壓保護(hù),在選用干線器材時,應(yīng)把防過壓保護(hù)作為一個重要的前提條件來考慮。⑤CATV系統(tǒng)中的同軸電纜屏蔽網(wǎng)和架空支撐電纜用的鍍鋅鐵線都有良好的接地。

4.CATV系統(tǒng)中的同軸電纜屏蔽網(wǎng)和架空支承電纜用的鍍鋅鐵線都有良好的接地,受感應(yīng)雷的機(jī)會較小,雷電最容易從電源線進(jìn)入電子設(shè)備,把供電線進(jìn)戶瓷瓶鐵腳接地,對保護(hù)電力設(shè)備和人身安全可以起到一定的作用,但由于CATV等電子設(shè)備的耐受過電壓的能力比電力設(shè)備差得多,因此除必須在進(jìn)戶線上安裝低壓避雷器外,可把光屏蔽的電線、電纜等在埋地金屬管中,使雷電波通入地中。電源線在進(jìn)入電子設(shè)備前可繞幾個圈以形成小電感,對50HZ電流沒有什么影響,對阻擋雷電波侵入設(shè)備卻有一定作用。

  在系統(tǒng)接地時,一定注意接地電阻的最小化,接地電阻大防雷效果就差,盡量的減小接地電阻、控制在8歐姆以下為最好。

  有線電視系統(tǒng)的煙囪安裝避雷針防雷是一項(xiàng)綜合的技術(shù)工程,任何一個環(huán)節(jié)出了漏洞,都會影響整個系統(tǒng)的防雷效果。在做系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)時一定要本著科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,切實(shí)做好系統(tǒng)的防護(hù)設(shè)計(jì)。


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