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了解“感应雷”危害,针对性防护

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  • 型号
  • 品牌地凯
  • 所在地南宁市
  • 更新时间2023-05-19
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地凯公司成立于1989年6月,近30年的励精图治,奋发进取,地凯公司已经成为国内成立时间早、防雷产品全、防雷资质高的专业防雷企业。地凯公司由广西地凯科技有限公司和广西地凯防雷工程有限公司组成。地凯科技专注于防雷新技术、新产品的研发、生产、服务;地凯防雷专注于防雷工程的设计、施工、检测维护和技术咨询服务。公司已累计为国内电力、交通、通信、安防、金融、石油石化、教育、广电、军备及工矿企事业单位等社会各界提供了超过10万例的防雷工程设计、产品安装、检测维护及技术咨询服务。国际上与美国、印度、卢旺达、尼日利亚、柬埔寨、哈萨克斯坦、韩国、马来西亚、斯里兰卡、保加利亚等国家建立了SPD采购贸易往来。

公司在南宁高新区拥有占地60亩的地凯科技园区,设有研发中心和多条SPD生产线,拥有国家认可(CNAS)实验室(雷电防护产品检测中心)和雷电试验场。(分立机构:中检防雷)

公司是广西自治区认定的技术研发中心;区、市试点企业;产品获得一百多项;企业通过ISO9001国际质量体系认证/ISO14001环境管理体系认证/OHSAS18001职业健康安全管理体系认证以及欧盟安全生产CE认证。

公司研制生产的防雷及接地产品涵盖了直击雷防护、电源线路浪涌防护、信号线路浪涌防护、组合类浪涌防护,接地降阻五大部分100多个品种,产品包括:并联电源浪涌保护器;二端口串联电源浪涌保护器;直流电源浪涌保护器;计算机网络、仪器仪表控制线等信号浪涌保护器;防爆型浪涌保护器,太阳能光伏防雷汇流箱;天馈线浪涌保护器;组合式浪涌保护器;避雷针、雷击计数器、接地产品等。公司是国内防雷产品一站式采购、服务专业的制造供应商。

 

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产地国产 加工定制
直击雷的危害,比较容易理解,其防范措施也相对简单明了——避雷针、引下线、接地装置(当然,这里面也有很多的细节和要求,也是需要专业人员来从事的,在此就不展开了),所以对直击雷的防范是比较普及的。
了解“感应雷”危害,针对性防护 产品详情

直击雷的危害,比较容易理解,其防范措施也相对简单明了——避雷针、引下线、接地装置(当然,这里面也有很多的细节和要求,也是需要专业人员来从事的,在此就不展开了),所以对直击雷的防范是比较普及的。而感应雷的危害,则比较抽象,不是那么容易理解。所以要做好感应雷的防护,我们需要了解感应雷的危害途径/方式。感应雷破坏本质是感应过电压,通常我们称之为电涌。

首先,电涌可以通过导体直接传播,这个比较好理解,就不解释了。其次,电涌可以通过多种耦合途径产生,不依赖导线的传播,常见的耦合途径有以下几种。

1、电阻耦合(地反击)

1.jpg

如上图,两个建筑A、B相隔一定的距离,之间有服务设施(电源、信号、网络等线路)连接,而A、B各自独立接地。当A建筑物上的避雷针接闪后,雷电流经引下线流入A处的接地装置,由于接地电阻的存在,A的地电位会大幅抬升。假如雷电流20kA,接地电阻1Ω,那么A处的地电位瞬间将达到20kV,而此时远端B处的地电位为0(通常认为20m以外的地电位为0,但实际情况和土壤电阻率以及雷电流大小有关)。这时A、B之间的瞬时地电位差达到20kV。而A、B之间有服务设施的连接,如此高的电位差就可能造成绝缘击穿、设备损坏。

针对这种情况地凯科技采取的防范措施:

1) 进行等电位连接。建筑物A、B原来是各自独立接地的,进行等电位连接后,A、B的地电位同时抬升,两者之间的地电位差将大幅减小。

2) 对A、B之间的服务设施进行隔离。不过这个办法一般不适用,因为隔离设备的隔离电压存在上限,对于雷电流引起的高达数十千V的电压,隔离设备很难达到这样的水平。

3) 安装电涌保护器(SPD)。关于SPD的原理和应用,后续将进行介绍。

2、电感耦合(电磁耦合)

2.jpg

电感性耦合又称电磁耦合或电磁感应,它是由于磁场的作用而产生的,产生这种耦合的原因是电路间存在着互感。

雷电流峰值通常为几十kA,而其达到峰值的时间为μs(10^-6s)级,也就是说雷电流的变化率di/dt达到了10^9数量级。引下线由于自感的存在,会感应出强大的电磁脉冲,以反抗电流的快速变化。电磁脉冲不依赖导线就可以在空间进行传播,当电磁脉冲通过各种电源、信号回路时,又会感应出电涌。

针对电感耦合,可采取的防范措施:

1) 合理布线。感应电势的大小取决于磁通量的变化率E=dФ/dt。而磁通量Ф = B*S*sinθ,B为磁场强度,S为环路面积,θ为磁场与环路平面夹角。所以我们可以通过相应的办法来降低磁通量(变化率):

a) 远离干扰源(减小B),

b) 减小环路面积(减小S),

c) 避免平行布线(减小θ)。平行布线时,磁场方向与环路是垂直的,θ=90°;

3.jpg

2) 采用(屏蔽)双绞线。

双绞线可以有效降低电感耦合影响,这是因为导线经过双绞之后,任一绞距所形成的环路的磁通方向与相邻的环路磁通方向相反,磁通量互相抵消,所以可以认为双绞线等效环路面积S接近于0。

3) 合理安装SPD。

3、电容耦合

电容性耦合又称静电耦合或静电感应,它是由电路间电场的相互作用而产生的,产生这种耦合的原因是电路间存在着分布电容,如天空中的云朵对对地面(或地面上的物体)、高压线与地面、导线之间等。

针对电容耦合,可以采取相应的改善措施:

1) 合理布线:避免平行布线;远离干扰源。

我们知道,两个平板,隔开一定的距离,就构成了一个电容。为了减小电容耦合,我们需要减小信号回路和干扰源之间的分布电容C。电容大小与电极板正对面积S成正比,与极板之间的距离d成反比。为了减小C,可以减小极板正对面积S(改为垂直布线),并增大极板间的距离d(信号线路远离干扰源)。

2) 采用屏蔽线

采用屏蔽线后,感应的静电荷都处在屏蔽层,将屏蔽层接地后(对于电容耦合,一般采用单端接地),其电位相当于0,不会对屏蔽层内的线路造成干扰。

3) 合理安装SPD

所以,对于雷电的防护,是一个系统性的工程,不仅需要对直击雷进行防护(外部防雷系统),还要对感应雷进行防护(内部防雷系统)。

4.jpg

在内部防雷系统里,SPD是的“产品”,其他都属于“工程”。SPD本质上是一个“瞬时等电位连接设备”,对于不带电的导体,如设备外壳、金属罐体、管道等,一般直接接地,而对于带电导体,如各种电源、信号线路,必须经过SPD进行“瞬时”接地。

 


关键词:电涌保护器
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