防雷接地系統(tǒng)
我國(guó)大部分區(qū)域?qū)倮纂姸喟l(fā)區(qū)，雷電對(duì)建筑中用電設(shè)備有極大的影響及損壞。雷電入侵智能建筑的形式有兩種，一種是直擊雷，另一種是感應(yīng)雷。一般來說，直擊雷擊中智能樓宇內(nèi)的電子設(shè)備的可能性很小，通常不必安裝防護(hù)直擊雷的設(shè)備。感應(yīng)雷即是由雷閃電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁場(chǎng)變化與導(dǎo)體感應(yīng)出的過電壓，過電流形成雷 擊。感應(yīng)雷入侵電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要有以下三條途徑：（1）雷電的地電位反擊電壓通過接地體入侵。（2）由交流供電電源 線路入侵。（3）由通信信號(hào)線路入侵。不管理通過哪種形式，哪種途徑入侵，都會(huì)使電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到不同程度的損壞 或嚴(yán)重干擾。
1）、系統(tǒng)防護(hù)
應(yīng)將信息系統(tǒng)及其運(yùn)行環(huán)境作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮，防護(hù)應(yīng)該針對(duì)整體進(jìn)行，而不應(yīng)該只考慮局部情況。信息系統(tǒng)的保護(hù)可以分成線路的保護(hù)和電子設(shè)備的保護(hù)兩個(gè)部分，兩者是相輔相成，缺一不可的。 線路保護(hù)的主要作用是降低起源處的過電壓、過電流，從而減小對(duì)系統(tǒng)所有部分的危害（包括對(duì)線路本身的絕緣危害）。電子設(shè)備的保護(hù)則主要指經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)后，電子設(shè)備免于受雷擊的損壞。
機(jī)房設(shè)備防雷系統(tǒng)包括外部防雷系統(tǒng)和內(nèi)部防雷系統(tǒng)兩個(gè)部分，它們是一個(gè)有機(jī)的整體。外部防雷主要是指防直擊雷，它由接閃器、引下線和接地裝置組成。而內(nèi)部防雷則包括防雷電感應(yīng)、防反擊、防雷電波侵入以及提供人身安全，它是指除了外部防雷系統(tǒng)外的所有附加措施。這些措施可能會(huì)減少雷電流在需要防雷的空間內(nèi)所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)，防止雷電損壞機(jī)房?jī)?nèi)的電氣設(shè)備或電子設(shè)備，這是外部防雷系統(tǒng)所無法保證的。 機(jī)房設(shè)備雷電防護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖可歸納為下圖。
2）、多級(jí)防護(hù)
多級(jí)防護(hù)的原則是基于防雷區(qū)的劃分原則而定的。見圖1-8所示。
從0級(jí)保護(hù)區(qū)到內(nèi)層保護(hù)區(qū)，必須實(shí)行分級(jí)保護(hù)。對(duì)于電源系統(tǒng)，可將其分為I～I(xiàn)V級(jí)保護(hù)，從而將過電壓降到設(shè)備能承受的水平。對(duì)于信息系統(tǒng)，則分為粗保護(hù)和精細(xì)保護(hù)。粗保護(hù)量級(jí)根據(jù)所屬保護(hù)區(qū)的級(jí)別，而精細(xì)保護(hù)則要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來選擇。
圖1-8 電力系統(tǒng)的多級(jí)保護(hù)示意圖
3）、防雷器機(jī)理和設(shè)計(jì)安裝
防雷器件主要有壓敏電阻，氣體放電管，導(dǎo)通型半導(dǎo)體防雷器件，穩(wěn)壓型半導(dǎo)體器件及光電偶合器…等等。而壓敏電阻是低壓電源防雷器的主用器件，它是一種“閥控型”的器件，是利用其“控制閥”的作用將超過預(yù)設(shè)門控電壓泄放到大地。氣體放電管是利用氣體在低壓時(shí)是高度絕緣的，而在高壓作用下會(huì)產(chǎn)生電離導(dǎo)通態(tài)。實(shí)現(xiàn)將電源線上的雷電高壓泄放到大地。半導(dǎo)體防雷器件以其工作原理又可分為穩(wěn)壓（鉗位）型和導(dǎo)通（擊穿）型兩大類。導(dǎo)通型半導(dǎo)體防雷器件，是一種特殊的閘流管，對(duì)正反兩個(gè)方向的浪涌電壓沖擊均能起到保護(hù)作用；穩(wěn)壓二極管是利用其穩(wěn)壓（鉗位）的機(jī)理起到防雷保護(hù)作用的。
防雷箱和防雷模塊是低壓配電現(xiàn)行防雷工程中的基本單元；防雷箱是由基本的防雷模塊，雷擊次數(shù)計(jì)數(shù)器，防雷箱正常與故障指示燈，遠(yuǎn)程監(jiān)控和形體各異包裝箱組合而成的。而壓敏電阻又是防雷箱和防雷模塊的基本組成，只是根據(jù)防雷模塊容通電流的不同作相應(yīng)組合而已。
（1）．壓敏電阻的工作原理
以半導(dǎo)體氧化鋅（ZnO）制成的壓敏電阻。在設(shè)計(jì)制造過程中就已經(jīng)確定了它的壓敏電壓（閥值電壓），當(dāng)壓敏電阻兩端所施加的電壓低于其壓敏電壓（閥值電壓）時(shí)，壓敏電阻呈高阻值狀態(tài)，此時(shí)壓敏電阻即使并接在電源輸入回路上，也像一個(gè)斷開的開關(guān)：當(dāng)壓敏電阻兩端所施加的電壓高于其壓敏電壓（閥值電壓）時(shí)，壓敏電阻立即呈導(dǎo)通鉗位狀態(tài)，此時(shí)壓敏電阻類似一個(gè)穩(wěn)壓二極管。但與普通穩(wěn)壓二極管不同的是：壓敏電阻的鉗位電壓高低不是一個(gè)定值，而是隨著通過電流的大小呈非線性變化，即通過的電流由大逐漸變小時(shí)，其所呈現(xiàn)的內(nèi)阻呈由小到大的變化。當(dāng)電源輸入回路中出現(xiàn)高雷電壓入侵時(shí)，并接在相線與地線之間的壓敏電阻就會(huì)動(dòng)作，呈導(dǎo)通鉗位狀態(tài)，雷電流即通過壓敏電阻泄放到大地，使壓敏電阻之后的輸入回路電壓鉗位在安全范圍內(nèi)。當(dāng)雷電壓過后，防雷器又恢復(fù)到高阻態(tài)，電源輸入回路也恢復(fù)到正常供電狀態(tài)。如此的循環(huán)往復(fù)----即為防雷器的安全工作。
（2）．電源防雷模塊內(nèi)部構(gòu)造
電源防雷模塊基本組成單元是壓敏電阻，常將兩個(gè)或兩個(gè)以上的壓敏電阻及配套附件以并聯(lián)的方式制成不同規(guī)格的防雷模塊（指閥值電壓和容通電流…等等）。有利用單個(gè)大容通電流量的壓敏電阻構(gòu)成的模塊，有利用型號(hào)，規(guī)格一樣的多個(gè)小容通電流量的壓敏電阻并聯(lián)構(gòu)成模塊，有同時(shí)實(shí)現(xiàn)L—N和N—E多層保護(hù)功能模塊。但是要利用型號(hào)，規(guī)格一樣的多個(gè)小容通電流量的壓敏電阻并聯(lián)構(gòu)成模塊，就必須解決好對(duì)多個(gè)壓敏電阻并聯(lián)的各元件進(jìn)行雷擊電流均流的問題。否則對(duì)雷電流先導(dǎo)通的壓敏電阻所承擔(dān)的電流要比平均電流大得多，很容易造成先動(dòng)作的壓敏電阻提前損壞，進(jìn)而導(dǎo)致其他壓敏電阻相繼的損壞。
（3）．防雷器主要技術(shù)參數(shù)
a. 壓敏電壓（也叫閥值電壓），
壓敏電壓是指壓敏電阻的開關(guān)動(dòng)作電壓。其基本定義是在溫度20°C時(shí)通過1mA的直流電流時(shí)壓敏電阻兩端所施加的電壓，在實(shí)際操作中人們定位于工作電壓的峰值大不能超過壓敏電壓的70% ；否則壓敏電阻的漏電流會(huì)明顯增加，壓敏電壓小多了又會(huì)造成防雷器頻繁動(dòng)作（因多部分地區(qū)的交流電工作電壓誤差超出了＋10% 甚至更多）。如220V交流電源回路上使用的壓敏電阻，其壓敏電壓應(yīng)選534V以上等級(jí)產(chǎn)品。534V是峰值電壓，它所對(duì)應(yīng)的額定電壓為385V（即有效值）。國(guó)外大量應(yīng)用了額定電壓為275V（有效值）級(jí)別的壓敏電阻，但在我國(guó)的實(shí)際使用過程中曾大量出現(xiàn)過熱自毀事故，原因是我國(guó)電源電壓升高波動(dòng)過大。造成壓敏電阻漏電流過大，長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱而損壞（起火自焚）。
b. 容通電流量
容通電流量是指壓敏電阻允許通過特定雷電波的大峰值電流量，是防雷器中非常重要一個(gè)基本指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)決定著防雷器的使用環(huán)境。它還分為額定容通電流與大容通電流量。額定容通電流量是指防雷器可以經(jīng)受多次這個(gè)等級(jí)沖擊電流而不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的損壞（即可恢復(fù)性的），而大容通電流量是指防雷器可以承受一次該等級(jí)沖擊電流而不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的損壞，但不能保證再次遭受同樣沖擊時(shí)仍不損壞。
c. 響應(yīng)時(shí)間
響應(yīng)時(shí)間是指防雷器兩端施加的電壓等于大于閥值電壓時(shí)而防雷器由微通到完全導(dǎo)通所經(jīng)厲的時(shí)間段，防雷器的響應(yīng)時(shí)間一般不大于50ns，這個(gè)時(shí)間越短說明防雷器兩端的殘壓越小，防雷的效果越好。
（4）． 防雷器的安裝
直擊雷的大浪涌電流為57~80KA，所以防雷器大放電電流定在80KA，直擊雷防護(hù)分為三級(jí)；
①在電力電纜到配電房之前12M處設(shè)置80KA防雷器作為級(jí)保護(hù)，用4只防雷模塊分別并聯(lián)在L1 L2 L3和N線上，其公共端與地線牢固連接。
②在大樓配電柜交流輸入端設(shè)置20~40KA防雷器作為第的二級(jí)保護(hù)，設(shè)置模塊數(shù)與連接方法和①類同。用來瀉放1300~1500V的殘壓
③在機(jī)房或中心機(jī)房配電柜（盤）交流輸入端設(shè)置5~10KA防雷器作為第的三級(jí)保護(hù)，用2只防雷模塊分別并聯(lián)在L和N線上，其公共端與地線牢固連接。用來泄放500~600V的殘壓
防雷器的連接線纜≥6平方毫米且越短越好。
機(jī)房或中心機(jī)房供電系統(tǒng)中均增設(shè)UPS電源作為終端的后續(xù)保障工作。由防雷器及UPS電源的工作機(jī)理決定著防雷器的安裝位置（防雷器必須安裝在UPS電源的交流輸入回路上），如果將防雷器安裝在UPS的輸出端會(huì)造成UPS工作不正常甚至燒機(jī)），原因是低級(jí)的防雷器會(huì)在由于負(fù)載端引起的浪涌超標(biāo)時(shí)而動(dòng)作，對(duì)于大負(fù)載率的小功率UPS電源來說會(huì)造成輸出電流過大而中斷輸出自動(dòng)保護(hù)。對(duì)于小負(fù)載率的大功率UPS電源來說會(huì)造成防雷器及線纜熱熔起火。由于操作者對(duì)防雷器的不了解而誤將防雷器或防雷插板（浪涌保護(hù)器）接在UPS電源的輸出端而引起火災(zāi)的屢見不鮮。
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