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Lufft WS系列产品防雷安装指导

2022-08-19,星期五

术语

接闪器:接闪器就是专门用来接收直接雷击(雷闪)的金属物体。避雷针是常见的独立接闪器。

引下线:引下线指连接接闪器与接地装置的金属导体。防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。常见的引下线通常为40*4mm的镀锌扁铁。

屏蔽线:导体外部有导体包裹的导线叫屏蔽线,包裹的导体叫屏蔽层,一般为编织铜网或铜泊(铝),屏蔽层需要接地,外来的干扰信号可被该层导入大地。

双绞线:双绞线是由两根相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕在一起而成的网络传输介质。双绞线不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰,也可以降低多对绞线之间的相互干扰。

雷电的分类

雷电有直击雷和感应雷。直击雷是雷电直接击中物体,感应雷则是当雷电击中地表物体时,由于闪电电流具有极大的时间变化率,因而可以在雷电通道附近的所有导体上产生强大的过电压和脉冲电流,进而造成损坏。在雷电防护方面,直击雷比较好防护,而感应雷不易被防护,感应雷所产生的强大电荷冲击,易导致设备损坏。下图展示了雷电的危害(1)。

(1)本段内容引用自 https://www.afzhan.com/Tech_news/Detail/134037.html

Lufft WS系列产品防雷安装指导

图源:https://www.afzhan.com/Tech_news/Detail/134037.html

雷电的防护

1. 直击雷的防护

直击雷防护是防止雷闪直接击在建筑物、构筑物、电气网络或电气装置上。直击雷防护技术以避雷针、避雷带、避雷网、避雷线为主要,其中避雷针是最常见的直击雷防护装置。当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变,在避雷针的顶端,形成局部电场强度集中的空间,以影响雷电先导放电的发展方向,引导雷电向避雷针放电,再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物体免遭雷击。避雷针冠以“避雷”二字,仅仅是指其能使被保护物体避免雷害的意思,而其本身恰恰相反,是“引雷”上身。

良好的直击雷防护措施能将一大部分的雷电流引入大地,释放掉巨大的能量,对感应雷也能起到强大的抑制作用。

对于Lufft的产品而言,遭受到直接击雷最多的场合就是风机和测风塔,这主要是因为安装的相对位置比较高引起的。同时,需要注意的是:由于位置较高,仅仅通过正上方的避雷针进行引雷放电是没有办法保护设备的。像测风塔一般都70米以上,当雷暴云较低时,雷电会从侧面绕过避雷针从而击毁设备。所以,有必要在测风塔的侧面,每个设备正上方0.5米左右安装横臂接闪杆引雷,横臂必须超出设备1米以上(见图一 红色线所示)。除此之外,还应该给设备安装“避雷环”以保护设备(见图二 所示)。某些场合下,风机上的Ventus或V200A,也是需要加个“避雷环”防雷。

以上所有的接闪器和避雷环必须要有良好的接地,接闪器必须通过引下线连接到接地装置,这是因为有的塔体是一段一段拼接起来的,导电的电气特性不佳。避雷环可以通过塔体连接到接地装置(塔体必须要有良好的接地)。

Lufft WS系列产品防雷安装指导

2. 感应雷(又称感应过电压) 防护

感应雷也称为雷电感应或感应过电压,根据产生的原理不同分为:静电感应雷和电磁感应雷。

静电感应雷是在带电积云接近地面时,由于单一雷云带电的单极性,总是会在附近的金属导体上感应出大量的反极性束缚电荷。而金属导体远离带电积云端会相应产生与雷电同级性的电荷,从而在金属导体与雷云之间,以及金属导体自身产生出很高的静电电压(感应电压),其电压幅值可达到几万到几十万伏。当电路板或电子元件的电位和附近某一物体的电位之间呈现的电场强度(由其电位差和距离决定)超过二者之间介质的击穿强度时,静电便会突然泄放(即静电荷转移),产生静电放电。这种过电压往往会造成元器件、导线、接地不良的金属物导体放电而引起大电流,并伴随电火花、声、热、电磁辐射等,从而容易引起电击、火灾、爆炸,危及人身安全或对供电系统造成危害。

电磁感应雷:由麦克斯韦电磁理论可知:变化着的电场伴随变化着的磁场,变化着的磁场也伴随变化着的电场。因此,电磁感应雷是由于雷电放电时,巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的。这种电磁感应雷对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏,又或者使周围的金属构件产生感应电流,从而产生大量的热而引起火灾。

1)雷电屏蔽

为了降低雷电中电磁脉冲对设备带来的损害,应该将所有的线缆换成屏蔽线缆。同时,所有线缆从控制箱到设备都要经金属穿线管走线,穿线管应该沿着测风塔的内部敷设,而针对两穿线管的连接处理则应该使用跨接处理,跨接处理将使用16mm2以上的铜芯线来进行使用,进而保障穿线管具有良好的电气连通效能。WS系列传感器设备传输线屏蔽层仅在控制箱端制作可靠的电气接地处理(单点接地)。此外,我们还应该注意在穿线管或屏蔽槽每隔20m的位置就进行一次可靠电气连接处理(多点接地)。

2)线路的浪涌防护措施

为了尽可能降低雷电过电压对设备造成的损坏度,必须在设备传输线上安装质量过硬的涌浪浪涌保护装置,进而对雷电的过电压进行规避防护。建议采用Lufft的浪涌保护器8379.USP,它可以同时提供电源和信号的浪涌保护。

3)机箱的布局

所有的设备供电电源、开关、浪涌保护装置、数据采集器等都放置在机箱内,所以对于机箱的内部布局除了考虑走线方便外,还要从降低人为制造噪声干扰方面考虑。下图是常见的“四区域”布局图示。

Lufft WS系列产品防雷安装指导

图三  四区域布局

四区域布局遵循以下原则:

· 所有进出机箱的线必须要进行保护;
· 将线缆分为:高电压和低电压;
· 机箱的底板必须良好接地;
· 将机箱划分为:受/未受保护的高电压,受/未受保护的低电压,4个区域。

机箱底板接地可以通过16mm2的线就近接到风塔或立杆,此时要求风塔或立杆有着绝对良好的接地。如果风塔或立杆本身没有良好的接地措施,机箱底板可以通过引下线接到接地装置。

结束语

气象传感器,通常安装在室外一些容易受雷击的地方,因此防雷措施极为关键,两种不同的雷击方式应该采取针对性的防护措施,进而大大提高设备的防雷能力。

同时,我们也将根据您的实际使用环境为您提供有价值、有针对性的安装指导与建议。

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