对屏蔽电缆的接地.ppt

分散型控制系统的防雷Protection of DCS against lightning（培训讲座） 徐义亨 编 浙江中控技术股份有限公司 2004年5月 气流翻滚，云层急聚，一场风暴正在形成------------ 雷电灾害有什么特征？ 它给DCS带来什么危害？ 如何依靠技术进步减少这种灾害？ 你相信下面的数据吗？ 大自然一年中产生的雷击能量够全世界人用上10年 ； 雷击中的 95% 是云对云的放电(也就是说 95%的雷击只会产生电磁脉冲损害）； 闪电的强度可达 1,000,000,000 伏； 一个中等强度雷暴的功率有 10,000,000 瓦（相当于一个小型核电站的输出功率）； 每年因雷击造成的直接损失超过1,000,000,000 美元（全球不含中国的统计）。 本讲座共四个部分： 雷电的基本知识； 雷电电磁幅射； DCS的防雷； DCS遭雷击的案例分析。 第一部分 雷电的 基本知识 前言 闪电是自然界强大的脉冲放电现象。地球上每天约有800万次云对地的闪电，平均每秒钟有100次。它已成为十大自然灾害之一，给人类带来巨大的损失。 直击雷的高电压、强电流侵入各处，袭击人，破坏建筑物、输电网，引发森林火灾是很常见的事。 伴随着雷电产生的雷电电磁脉冲，以电磁感应作用，通过金属管道和电缆将雷电波（即高电位）引入，对近十多年来迅速发展的电子、信息、控制设备的破坏和危害，是上个世纪九十年代以来雷电灾害最显著的特征。它的成灾率更高，损失更大，因而也就成了防雷技术中一个急需解决的重要课题。 不同符号的电荷通过一定的电离通道互相中和，产生强烈的光和热。放电通道所发出的这种强光称之谓“闪”。而通道所发出的热，使附近的空气突然膨胀，发出霹雳的轰鸣，人们称之谓“雷”。 雷电有： 1）线状雷(云对地放电）； 2）球雷（谜）； 3）片状雷（云间放电）。 1 雷云结构和云间放电机理（片状雷）  在大气中有带正电的冰晶和带负电的水粒，由于它们的比重不一，于是形成了一种气流，使得带正电的冰晶和带负电的水粒分离，形成一部分带正电和一部分带负电的雷云。由于异性电荷的不断积累，不同极性的云块之间的电场强度不断增大；当某处的电场强度超过了空气可能承受的击穿强度时，就形成了云间放电。 2 雷云的对地放电（线状雷） 通常下部的雷云带负电（上部的雷云带正电），由于静电感应使地面积聚正电荷，从而使地面与雷云之间形成强大的电场。和云间放电一样，当某处积聚的电荷密度很大，造成电场强度达到空气游离的临界值，就为线状闪电落雷的发展创造了条件。 3 雷击的选择性 放电——即位能的释放，总是向着阻力小的地方。 例如： 1）高大建筑物的尖顶（因为该处的静电感应的电场强度最大）； 2）旷野中的突出物，即便不高，因为孤立、突出； 3）潮湿的土壤（因为电阻率低）； 4）金属结构的建筑物，包括金属线缆等（因为具有良好的导电性能）。 4 避雷装置的基本原理 （1）避雷装置的基本原理是引雷入地。 （2）它包括三个部分： 1）接闪器； 2）引下线； 3）接地体。 （3）接闪器的四种形式： 1）避雷针； 2）避雷线（用在高压线路上）； 3）避雷带（沿屋顶四周）； 4）避雷网（利用屋顶上的金属配筋，效果最好）。 5 避雷针的保护范围 对于单支避雷针的保护范围是： 以尖顶为中心的45o锥体内的空间。 (必威体育精装版的确定方法：滚球法） 45o 45o 第二部分 雷电电磁辐射 前言 除了直接雷击外，闪电的脉冲电流还会产生剧烈变化的电磁场，在闪电通道的四周空间产生强大的电磁辐射，并通过金属线缆和金属管道，将高电位（雷电波）带入电子信息（控制）系统。 伴随闪电发生的雷电电磁脉冲虽然不及直击雷猛烈，但可以影响几公里范围内的电子设备。 雷电电磁辐射分： 1）静电感应； 2）电磁感应。 1 静电感应 雷云当空，在闪电通道周围的金属导体表面会感应出与雷云下端电荷异号的电荷。雷云放电，其下端电荷迅速消失，而金属导体上的感应电荷不能立即消失，就对地构成几百千伏的高电位。静电感应的过电压波就可能通过金属线缆和金属导体经过信息、控制系统等设备入地。雷电流可高达几千安，甚至几百