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工業(yè)安全

高速公路監(jiān)控防雷方案

2025China.cn   2008年02月13日

  雷擊保護的基本原則

  欲使設備得到很好的保護,首先應對其所處的環(huán)境、受雷電影響的程度作出客觀的估計,因它與出現(xiàn)過電壓的幅值、概率、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、設備抗電壓能力、保護水平和接地等有關(guān);防雷工作應作為一項系統(tǒng)工程來考慮,強調(diào)全面防護(包括建筑物、傳輸線路、設備和接地等),綜合治理,且要做到科學、可靠、實用和經(jīng)濟。針對感應雷瞬時能量較大的特點,根據(jù)IEC國際標準對能量逐級吸收的理論,及防護區(qū)間量級分類的原則,需要做多級防護。

  防雷知識和應用

  雷電是一種很常見的自然現(xiàn)象,伴隨著巨大的轟鳴和強烈的閃光,雷擊對人類的生活會造成極大的破壞。自十八世紀富蘭克林著名的風箏實驗以來,人們經(jīng)過兩百多年的研究實踐,在雷電的防護方面已卓有成效。但在科學技術(shù)高度發(fā)展的今天,對防雷保護又提出了新的要求。
 
  采用避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)等可防止和減少雷電對建筑物、人身和居室造成的危害。但已有大量事實證明:在安裝了這些避雷裝置的室內(nèi),計算機設備、通訊網(wǎng)絡及微電子器件在雷擊時,卻仍然會遭受不同程度的損害。對此,科學家通過進一步的分析,已經(jīng)找到了其中的原因所在。

  直接擊中建筑物的雷

電稱之為“直擊雷”。避雷針等裝置可將“直擊雷”產(chǎn)生的高電壓、強電流迅速引入大地,消除雷擊的影響,從而起到保護設施的作用。然而,雷擊放電時在空中會產(chǎn)生強大的電磁場,使周圍的金屬導體因“電磁感應”而帶上很高的電壓,另一方面雷擊入地點在瞬間會產(chǎn)生“地電位反擊”,電位迅速抬高,影響其它接地設備的安全。這些由雷電引起的感應現(xiàn)象稱為“感應雷”,同樣具有強烈的破壞作用。

  雖然在避雷針的保護范圍內(nèi),物體可免遭直接雷擊,但“感應雷”可在電力、通信、網(wǎng)絡、衛(wèi)星天線及有線電視等線纜上產(chǎn)生高壓感應和電流“浪涌”,并通過導線引入配電間、機房、辦公室和住宅等,使電源、通訊及電子設備不可避免地受到損害。因此,防止這些現(xiàn)代社會的雷害顯得十分緊迫和必要。深圳天泰科技生產(chǎn)的TP系列電源防雷、TS信號防雷產(chǎn)品,就能有效地防止感應雷對電氣設備和電子設備各種的破壞。

  “電源防雷器”并接在電力線路上,可遏制瞬態(tài)過電壓和泄放浪涌電流。從總進線到用電設備端通常配置分為三級,經(jīng)過逐級限壓和放電,逐步消除雷電能量,保證用電設備的安全。根據(jù)不同的需要可選用“可插拔模塊型”、“端子接線式”和“移動插座式”等品種。

  “信號防雷器”接入信號接口后,一方面能切斷雷電進入設備的通路,另一方面能迅速對大地放電,確保信號設備的正常工作。信號防雷器具有多種規(guī)格,分別可用于電話、網(wǎng)絡、模擬通信、數(shù)字通訊、有線電視及衛(wèi)星天線等設備的防雷,各種設備的輸入口特別是室外引入端,均應安裝信號防雷器。
 
  選用防雷器要注意接口的形式和接地的可靠,重要場所應設置專用的接大地線,切不可將防雷接地線與避雷針接地線并接,且要盡量遠離、分開入地

  防雷地線

  防雷工程的一個重要的方面是接地以及引下線路的布線工程,整個工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取決于此,所以應該認真的系統(tǒng)的研究。

  電力、電子設備的接地,是保障設備安全、操作人員安全和設備正常運行的必要措施??梢哉J為,凡是與電網(wǎng)連接的所有儀器設備都應當接地;凡是電力需要到達的地方,就是接地工程需要作到的地方。由此可以我們知道,接地工程的廣泛性和重要性。
  一方面,隨著時代的進步,強功能高價值設備的廣泛使用,要求提供更加可靠的接地保護;另一方面,微電子技術(shù)的推廣,使得現(xiàn)代設備要求更低的接地電阻,還往往需要抗干擾。

  實踐要求有更加系統(tǒng)的接地理論來對工程實際進行指導。根據(jù)近年來的設計施工經(jīng)驗,認為:

  a、接地連接方式和接地參數(shù)并重;

   b、以減小或消除同系統(tǒng)中不同性質(zhì)的接地(如防雷地、工作地、外殼接地、靜電地、信號地等)之間的電位差為目的,選用適當?shù)牟季€方式;

   c、根據(jù)地網(wǎng)所在地的接地電阻、土層分布等地質(zhì)情況,盡量進行準確設計;
 
  當今社會電子計算機技術(shù)、微波通信技術(shù)日益發(fā)展,各類電子設備大量應用,雷擊電感應到附近的導體中形成過電壓,可高達幾千伏,對微電子設備的危害極大。LEMP的主要侵入通道有電源線路、各類信號傳輸線路、天饋路線和進入系統(tǒng)的管、纜、橋架等導體侵入設備系統(tǒng),造成電子設備失效或永久性損壞。因此,雷擊電磁脈沖的防護是在入侵通道上將雷電流泄放入地,從而達到保護電子設備的目的。其主要方法是采用隔離、等位、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過壓過流保護、接地等方法將雷電過電壓、過電流及雷擊電磁脈沖消除在設備外圍,從而有效地保護各類設備。目前主要采用氣體放電管、放電間隙、高頻二極管、壓敏電阻、瞬態(tài)二極管、晶閘管、高低通濾波器等元件根據(jù)不同頻率、功率、傳輸速率、阻抗、駐波、插損、帶寬、電壓、電流等要求,組合成電源線、天饋線、信號線系列電涌保護器(SPD)安裝在微電子設備的外連線路中,地線按共同接地原則接入系統(tǒng)的地線,才不至于造成地位反擊。只要設計合理、安裝合格,電涌保護器就能有效的防御雷電。

  目前高速公路建設發(fā)展迅速,為了使高速公路暢通無阻,保證高速公路通信、監(jiān)控、收費系統(tǒng)正常運行,將雷電災害降低到最低限度,防雷工程技術(shù)人員應對系統(tǒng)進行全面規(guī)劃、綜合治理、制定完善的綜合防雷設計方案。

  道路監(jiān)控系統(tǒng)防雷是一項綜合性工程,主要包括外部防雷和內(nèi)部防雷兩個方面:

  外部防雷包括:前端攝像機,數(shù)碼相機,感應器等的直擊雷防護

  內(nèi)部防雷系統(tǒng)是為保護機房內(nèi)部的設備以及人員的安全而設置的。主要以空間屏蔽、等電位連接、減少接近耦合、過電壓保護等措施,通過在需要保護設備的前端安裝合適的避雷器即過電壓保護,使設備、線路與大地形成一個有條件的等電位體。將可能進入的雷電流阻攔在外,將因雷擊而使內(nèi)部設施所感應到的雷電流得以安全泄放入大地。

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