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上海妙定電氣有限公司
主營產品： 直流系統接地故障定點儀,直流系統綜合監測儀 |
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2018-8-24 閱讀(1999)
引言
近年來，隨著社會經濟的發展，城市高層建筑的大量增加，各種現代化通信網絡、計算機信息網絡、辦公自動化系統的建立，雷電災害給人類造成的損失和影響越來越大，被電工委員會(IEC)稱為“信息時代的公害”。
電子信息系統是由計算機、有/無線通信設備、處理設備、控制設備及其相關的配套設備、設施(含網絡)等的電子設備構成，按照一定應用目的和規則對信息進行采集、加工、存儲、傳輸、檢索等處理的人機系統。以微電子技術為基礎的電子信息設備因其集成度高、工作電壓低、運算速度快，其耐過電壓、過電流和抗雷電電磁脈沖的能力差，極易遭受雷電的危害，特別是雷電電磁脈沖造成的損害更為嚴重。
因此，對電子信息系統的雷電防護(以下簡稱信息防雷)進行深入的理論研究和廣泛的實踐探索，并從理論與實踐的結合上不斷完善電子信息系統的雷電防護的工程技術，具有深遠的現實意義。
1.電源防護的整體要求
電源避雷器的保護模式有共模和差模兩方式。共模保護指相線-地線(L-PE)、零線-地線(N-PE)間的保護;差模保護指相線-零線(L-N)、相線-相線(L-L)間的保護。對于低壓側第二、三、四級保護，除選擇共模的保護方式外，還應盡量選擇包括差模在內的保護。
殘壓特性是電源避雷器的重要特性，殘壓越低，保護效果就越好。但考慮到我國電網電壓普遍不穩定、波動范圍大的實際情況，在盡量選擇殘壓較低的電源避雷器的同時。還必須考慮避雷器有足夠高的大連續工作電壓。如果大連續工作電壓偏低，則易造成避雷器自毀。
電源系統低壓側有一、二、三級不同的保護級別，應根據保護級別的不同，選作合適標稱放電電流(額定通流容量)和電壓保護水平的電源避雷器，并保證避雷器有足夠的耐雷電沖擊能力[1]。原則上，每一級的交流電源之間連接導線超過25m以上，都應做該級相應的保護。
電源低壓側保護用的電源避雷器，應該選擇有失效警告指示、并能提供遙測端口功能的電源避雷器，以方便監控、管理和日后維護。電源避雷器必須具有阻燃功能，在失效、或自毀時不能起火。電源避雷器必須具有失效分離裝置，在失效時，能自動與電源系統斷開，而不影響通信電源系統的正常供電。
電源避雷器的連接端子，根據不同級別的保護，導線材料用銅線，其導線截面積不同，第Ⅰ級試驗產品用6mm²，第Ⅱ級試驗產品用2.5mm²，第Ⅲ級試驗產品用1.5mm²，并盡可能短(引線長度不宜超過0.5m)。當引線長度超過1.0m時，應加大引線的截面積;引線應緊湊并排或綁扎布放。
根據IEC防雷規范中有關防雷分區的要求，將電源系統分為三級保護，可防范從直擊雷到工業浪涌的各級過電壓的侵襲。
級電源防雷器安裝于總配電的進線端;對直擊雷、傳導雷、感應雷實施進線端初級保護。第二級防雷器安裝于分配電端且要求距離級防雷器的線路距離大于10米;對初級保護的殘余雷擊能量和雷電波反射、感應雷擊進行防護。第三級防雷器安裝于被保護設備端，距離第二級防雷器的線路距離大于10米，且于被保護設備之間的線路距離不大于10米(超過10米則需要追加一級防雷器、防止雷電波反射)。主要對前級殘余雷擊、感應雷擊和各種操作過電壓進行保護。
2.電源防護系統的選型
2.1級電源防雷系統的選型
安裝在大樓電源進入端的主級防雷器，三相進線的每條線路應有100-150KA的通流容量，可將數萬甚至數十萬伏的過電壓限制到幾千伏以內，防雷器并聯安裝在單位內部的總配電柜進線端處，作為整個大樓電源系統的級保護，對通過線路傳輸的直擊雷和高強度感應雷實施卸放保護。
針對大樓供電負荷等級為二級及各智能化系統的重要性，以及電源部分感應雷電流的高強度，在總配電的進線端，設計具有按照10/350us波形的一級電源防雷器一套;該電源防雷模塊按照GB50057-2010版規范設計，因線路有屏蔽，可按上述確定的雷電流的30%考慮，由于10/350us模擬雷電電流沖擊波的能量遠大于8/20us模擬雷電電流沖擊波的能量，因此一般需要使用電壓開關型SPD(如放電間隙、放電管)才能承受10/350us模擬雷電電流沖擊波，限制電壓在2000V以下，防護等級達到抵御直擊雷的標準。
2.2第二級電源防雷系統的選型
作為分級配電柜的次級防雷器，可將幾千伏的過電壓進一步限制到2千伏以內，要求具有40KA以上的通流容量，按照8/20usus波形，限制電壓在1800V以下的二級電源防雷器一套，。防雷器并聯安裝在分級配電柜處，要求第二級防雷器的線路安裝距離距級防雷器大于10米，以使防雷器的動作分級起效。
3.對中心機房及各信息點從電源和信號兩方面著手做內部防雷保護
3.1電源系統防雷保護
根據IEC1312和GB50057-2010中防雷及過電壓規范中有關防雷分區的劃分，針對重要系統的防雷應分為三個區，分別加以考慮。針對計算機機房內的低壓配電系統情況做如下電源兩級防護。
3.2電源第二級防雷
根據國家有關低壓防雷的有關規定，外接金屬線路進入建筑物之前必須埋地穿金屬管槽15米以上的距離進入建筑物，且要在建筑物的線路進入端加裝低壓避雷器。必須做到在電源的進入端安裝電源防雷器，將由外部線路可能引入的雷擊高電壓引至大地泄放，以確保后接設備的安全。
作為計算機機房內供電系統電源進線端的電源二級防雷器，在雷擊多發地帶至少應有20KA的通流容量，可將數萬甚至數十萬伏的雷擊過電壓限制到數千伏。根據機房的現場情況，第二級防雷器并聯安裝在機房供電電源控制開關端，作為機房內電源系統的第二級保護。
3.3電源第三級防雷
第二級防雷系統針對此機房也是系統防雷中重要的方面，現代的電子設備都使用很多的集成電路和精密元件，經過一二級防雷保護而進入設備的雷擊過電壓仍將有千伏之上，這將對后接耐壓值低的設備造成很大的沖擊，并導致設備的損壞。為更進一步的將雷擊過電壓限制在安全范圍之內，保證設備的正常工作，需要在設備端再增加第三級防雷器，即在中心機房內設備前端串聯安裝電源防雷插座作為機房內電源系統的第三級保護。
結束語
信息系統防雷是在閃電通道和避雷針泄流通道及其周圍整個三維空間內對雷電的全面防護，防護的中心內容是泄放和均衡。全面的信息系統防雷應當遵循整體設計、綜合治理、系統實施的原則和有效攔截、良好屏蔽、均衡連接、合理接地、堵截通道、全面防御的工程技術方法，統籌考慮，防止和減少雷電對建筑物電子信息系統造成的危害。
