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防雷裝置的組成及設計要求
建筑物的防雷裝置一般由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。
其作用原理是:將雷電引向自身并導入地中,從而使被保護的建筑物免遭雷擊。
1.接閃器
接閃器是專門用來接受雷擊的金屬導體。
通常有避雷針、避雷帶、避雷網以及兼作接閃的金屬屋面和金屬構件(如金屬煙囪,風管等)等。
(1)避雷針
避雷針的作用:將雷云的放電通路吸引到避雷針本身,由它及與它相連的引下線和接地體將雷電流導入地中 。
避雷針的結構 :
宜采用圓鋼或焊接鋼管制成,其直徑不應小于下列數值:
針長1m以下: 圓鋼為12mm;鋼管為20mm。
針長1~2m: 圓鋼為16mm;鋼管為25mm。
煙囪頂上的針: 圓鋼為20mm;鋼管為40mm
(2)避雷帶和避雷網
避雷帶就是用小截面圓鋼或扁鋼裝于建筑物易遭雷擊的部位的條形長帶。
避雷網相當于縱橫交錯的避雷帶疊加在一起,形成多個網孔。
避雷網和避雷帶宜采用圓鋼或扁鋼,優先采用圓鋼。圓鋼直徑不應小于8mm。扁鋼截面不應小于48mm2,其厚度不應小于4mm.
籠式避雷網 :根據法拉第籠的原理(屏蔽)
特點:把整個建筑物的梁、柱、板、基礎等主要結構鋼筋連成一體 。
(3)避雷線
避雷線一般采用截面不小于3 5 mm2的鍍鋅鋼絞線,架設在架空線路之上,以保護架空線路免受直接雷擊
2.引下線
引下線是連接接閃器和接地裝置的金屬導體。一般采用圓鋼或扁鋼,宜優先采用圓鋼。
(1)引下線的選擇
采用圓鋼時,直徑不應小于8mm;
采用扁鋼時,其截面不應小于48mm2,厚度不應小于4mm。
(2)引下線的設置
引下線應沿建筑物外墻敷設,并路徑接地
敷設:
明敷設:鍍鋅、焊接處防腐
暗敷設:截面加大一級
也可用金屬構件、砼內鋼筋、鋼柱作引下線
地面上1.7m至地面下0.3m的一段引下線應加保護設施或暗敷設。
(3)斷接卡
目的:為了便于運行、和檢測接地電阻。
設置:在各引下線上于距地面0. 3m至1. 8m之間設置斷接卡。斷接卡應有保護措施。
3.接地裝置
接地裝置是接地體(又稱接地極)和接地線的總合。
作用:把引下線引下的雷電流迅速流散到大地土壤中去。
(1)接地體
它是指埋入土壤中或混凝土基礎中作散流用的金屬導體。
自然接地體:兼作接地用的直接與大地的各種金屬構件。
人工接地體:直接打入地下專作接地用的經加工的各種型鋼或鋼管等。按其敷設可分為垂直接地體和水平接地體。
(2)接地線
接地線是從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導體。
(3)基礎接地體
將設在建筑物鋼筋混凝土樁基和基礎內的鋼筋作為接地體時,此種接地體常稱為基礎接地體。
在高層建筑中,利用柱子和基礎內的鋼筋作為引下線和接地體。
利用基礎接地體的接地稱為基礎接地。
1)自然基礎接地體
利用鋼筋混凝土基礎中的鋼筋或混凝土基礎中的金屬結構作為接地體時
2)人工基礎接地體
把人工接地體敷設在沒有鋼筋的混凝土基礎內時
六、防雷器
是用來防護雷電產生的過電壓波。
防雷器與被保護設備并聯,裝在被保護設備的電源側。
閥型避雷器:正常電壓時,閥片的電阻很大;過電壓時,閥片的電阻很小
防雷包括外部防雷和內部防雷。外部防雷以接閃器(避雷針、避雷網、避雷帶、避雷線)、引下線、接地裝置為主,其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲,將可能擊中建筑物的雷電通過避雷針(帶、網、線)、引下線等泄放入大地。內部防雷包括防雷電感應、線路浪涌、地電位反擊、雷電波入侵以及電磁與靜電感應的措施。其基該方法是采用等電位聯結,包括直接連接和通過SPD間接連接,使金屬體、設備線路與大地形成一個有條件的等電位體,將因雷擊和其他浪涌引起的內部設施分流和感應的雷電流或浪涌電流泄放入大地,從而保護建筑物內人員和設備的。
由于雷擊的能量是非常巨大的,需要通過分級泄放的方法,將雷擊能量逐步泄放到大地。在直擊雷非防護區(LPZ0A)或在直擊雷防護區(LPZ0B)與防護區(LPZ1)交界處,安裝通過Ⅰ級分類試驗的浪涌保護器或限壓型浪涌保護器作為級保護,對直擊雷電流進行泄放,或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時,將傳導的巨大能量進行泄放。在防護區之后的各分區(包含LPZ1區)交界處安裝限壓型浪涌保護器,作為二、三級或更高等級保護。第二級保護器是針對前級保護器的殘余電壓以及區內感應雷擊的防護設備,在前級發生較大雷擊能量吸收時,仍有一部分對設備或第三級保護器而言是相當巨大的能量,會傳導過來,需要第二級保護器進一步吸收。同時,經過級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射。當線路足夠長時,感應雷的能量就變得足夠大,需要第二級保護器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級保護器對通過第二級保護器的殘余雷擊能量進行保護。根據被保護設備的耐壓等級,假如兩級防雷就可以做到限制電壓低于設備的耐壓水平,就只需要做兩級保護;假如設備的耐壓水平較低,可能需要四級甚至更多級的保護。
浪涌保護器(Surge protection Device)是電子設備雷電防護中浪涌保護器工作原理圖不可缺少的一種裝置,過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護器”英文簡寫為SPD.浪涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內,或將強大的雷電流泄流入地,保護被保護的設備或系統不受沖擊而損壞。浪涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同,但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于浪涌保護器的基本元器件有:放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。
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