电梯防雷器件的应用.docVIP

电梯防雷器件的应用一. 雷电概述: ??? 由于强对流天气而形成的雷暴会伴有火花放电，强大电流通过时，又使空气迅速膨胀产生巨大的响声，即雷电，作为一种极具破坏力的自然现象的雷电，其电压可数百万伏，瞬间电流更可高达数十万安培，落雷后在雷击中心1.5-2km范围内都可能产生危险过电压损害线路上的设备。 ??? 雷电危害可大致分为直击雷、感应雷和雷电波侵入三种。避雷针只能对直击雷起到防范作用，而对由雷电产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压、过电流而形成的感应雷却无能为力(这些感应电压的高低随着金属形状、距地线的距离和雷击大小而变，根据iec1312标准，当雷电击中建筑物时，即使装有避雷针，约50%的雷击能量仍会分配到电源系统)。感应雷沿着天馈线、信号线、电源线等导电体，进入建筑内部击中低压配电系统中的各种弱电设备，造成重大经济损失。 ??? 根据气温高水汽大的地方较易产生雷电，因此夏季雷电多于春秋季。我国南方比北方气温高、湿度大，这也是我国南方雷击现象多于北方的原因。按年平均雷暴日数(td)计算，我国雷活动区可分为少雷区(15天)、中雷区(15～40天)、多雷区(41～90天)、强雷区(90天)四个范围。从下表1数据可以看到，不同地区的雷击风险差异很大： 表1 部分地区雷击风险差异 二. 电梯防雷现状： ??? 根据《建筑物防雷设计规范》(gb50057-94)第3.1.1条，各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。 ??? 现阶段，建筑物一般都需要进行建筑物外部和内部两个方面的防雷措施。建筑物外部防雷，包括加装避雷针(接闪器)，铺设防雷接地网的方式，建筑物内部防雷，包括接地，等电位连接，屏蔽，加装电涌保护器件(spd)等。 ??? 接地是防雷系统中最基础的环节，电梯系统属于建筑物内部电气设备，在不同品牌的电梯设计中，大部分已经就接地保护进行相关设计，也具备过电压保护的能力。但考虑雷击次数、区域和产生的能量的不可预见性，要有效地预防雷击灾害，单靠保护性接地一项措施还远远不足够。特别是要结合雷击风险考虑，现在大部分电梯品牌，都并没有针对不同雷击风险环境下进行不同等级的防雷保护设施，这是出现雷击停梯故障甚至烧毁电子板的主要原因。 ??? 据调查，在以往几年中，电梯遭受雷击而发生多次故障停梯的情况经常发生(特别在南方地区)，其中不乏伴随出现烧毁电子板的情况，且通常烧毁的大部分是主微机板或信号处理板。出现此类故障会造成电梯的紧急制动停止，并有可能对电梯乘客造成恐慌甚至受伤。 ??? 电梯是分散使用在全国各大城市。充分了解各大城市的地区差异，针对差异对电梯进行适当配置，将有利于电梯在该地区的推广和维护。电梯安装在建筑物内，受建筑物避雷针或避雷网保护，被直击雷击中的可能性很小，因此可将注意力集中到防范感应雷方面。 三. 电涌保护器(spd)保护： ??? 在电梯控制系统使用电涌保护器(spd)能对防止雷击灾害起到更有效的作用，电梯控制系统内部存在大量低压控制线路，电涌保护器(spd)用于限制瞬时过电压和泄放电涌电流的电器器件，并联或串联于线路处，平时呈高阻态，当有瞬态电涌时候，spd就会导通，将电涌泄放到大地上，将线路两端的残余电压(以下简称“残压”)控制在一定范围内。spd按照保护的电压等级不同而各异，一般情况下，会有三个保护等级，如下图1所示： 图1 spd3级防雷保护示意图 ??? a)第1级spd并联设置在建筑总配电箱及电表处，进行雷电电流放电，将雷击电涌在该段线路的残压控制在4000伏内，避免瞬间击毁设备。现时国内大部分建筑物已设置第1级防雷spd(一般设置在建筑总配电房内)，这也是《建筑物防雷设计规范》中的最基本要求，故在电梯配置中不考虑该等级防雷spd器件的配置。 b)在系统机房客户提供的配电箱内或设备附近安装第2级spd作为保护，将雷击电涌残压控制在2500伏内。 c)第3级spd用于低压电气设备回路保护，采用并联或串联的方式，将雷击电涌的残压控制在各电子板或重要电气器件可以承受的范围之内。 ??? 需要特别指出的是3个保护等级只是泛指，并不是代表每台电梯都需要按此等级配置方式进行防护，同样的，按照保护的重要性和精细程度甚至可以进行4级、5级的保护，它们的原理是相同的，其最终目的都是将设备或元件的雷击电涌残压控制在可以承受的范围内。 ??? 针对电梯的操作性，建议选用模块化设计，更换方便的电涌保护器件。模块失效会自动脱离电梯控制系统，并在模块表面能清晰显示其模块工作状况。就2级和3级电涌保护器(spd)的选型作分析，可在电梯机房配电箱空气开关内或控制柜三相入线侧加装2级电涌保护器。在防雷标准中，第2级spd残压必须≤2.5kv。产品通流量大小是可选的，只要符合楼宇或机房防雷容量即可，也不宜选择通流量参数过大的，通常