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雷闪静电感应和电磁感应的防护.docVIP

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雷闪静电感应和电磁感应的防护

《现代建筑电气杂志》年第六期

1雷云感应静电的防护

(1)建筑物内的金属物(如设备、管道、构架、电缆外皮、钢屋架、钢门窗等较大构件)和突出屋面的金属物均应接到防雷电感应的接地装置上。(2)屋面周围金属物每隔约20m应采用引下线接地。(3)现场浇制或预制件组成的钢筋混凝土屋面,其钢筋宜绑扎或焊接成电气闭合回路,并应每隔约20m采用引下线接地。

2雷闪电磁感应的防护

建筑物内部的电气和电子系统,会受衰减后剩余磁场侵入影响的危害。应按GB/T21714.4—《雷电防护》的规定,对侵入的衰减后剩余磁场采取有效的防护,根据磁场屏蔽、电源系统采取不同的防护措施。

2.1电源系统(1)金属管道等连接点用金属线跨接。根据GB50057—《建筑物防雷设计标准》第4.2.2条的规定:为防止电磁感应,平行敷设的金属管道、构架、电缆外皮等,其净距<100mm时,间隔距离≤30m,连接处的过渡电阻>0.03Ω时,连接处应用金属线跨接。(2)采用电涌保护器(SurgeProtectiveDevice,SPD)防护电磁感应。根据GB/T21714.4—,只有主配电盘,在LPS+LPZ1屏蔽的雷电电磁脉冲防护系统(LightningElectromagneticPulseProtectionMeasuresSystem,LPMS),当传导浪涌(U2U0)和(I2I0)和辐射磁场(H2H0)时,采用LPZ1空间屏蔽和LPZ1入口安装电源SPD防护的LPMS能使设备得到防护。

2.2无屏蔽情况电源系统当建筑物进线浪涌电压较低时,在靠近进线处安装一个SPD便可防护[3]。但在某些特殊情况下,例如安装非常敏感的设备(电子设备、计算机)或需要保护的设备离安装在入口处的SPD太远,在建筑物内由于雷电放电和内部干扰源而产生电磁场时,有必要在靠近设备处或设备内部安装附加的SPD。GB50343—《建筑物电子信息系统防雷技术标准》规定使用电源SPD需要满足多级能量配合,才能起到有效的防护作用。耐冲击电压类别及电涌保护器分级(TNS)示意图如图1所示。

2.3天馈系统(1)凡带有室外架空天线的电子设备都应采取防雷保护措施。架空天线必须置于接闪器的保护范围LPZ0B区域内。(2)天馈线路上选用的SPD最大传输功率应不小于平均功率1.5倍。其他参数应根据被保护设备的工作频率、插入损耗、驻波、带宽、阻抗特性、接口选用适配的天馈线路SPD。(3)天馈传输系统中宜在收/发通信设备的射频出、入端口处安装天馈线路SPD进展保护。使用多副天线的天馈传输系统,每副天线应设置一个SPD。(4)使用波导管作为天馈传输系统时,波导传输系统的金属波导的段与段之间连接的法兰盘,在其对角的连接螺栓处应用截面积为4mm2的镀银铜导线将两个连接法兰盘予以连通。(5)天馈线路SPD的接地端应接到室外馈线入口处的外壁、波导支撑架及天线反射器应做电气连通,波导管弯头处及接地线上。入口处就近接地,并与地网引出的接地线连通。同轴电缆的金属外护层,应在其上部、下部及经走线架进入机房。(6)天馈线路SPD其标称导通电压Un≥1.5U(U为最大连续工作脉冲峰电压),标称放电电流In≥5kA(8/20μs波形),响应时间≤10ns的电涌保护器作为天馈线路防护。(7)天馈线路SPD插入损耗对甚高频系统(30~300MHz)应不大于0.3dB,对高频系统(0.3~10GHz)应不大于0.2dB。SPD的响应时间一般应低于10ns。天馈线上选用的SPD最大传输功率应为平均功率的1.5~2.0倍。其他参数,如工作频率、驻波、插入损耗、特性阻抗、接口等均应符合系统的要求。天馈线路SPD性能参数如表1所示。

2.4电压驻波比影响通信质量电压驻波比示意图如图2所示。由图2可见,理想状态电压驻波比为1,一般情况下电压驻波比为1.15~1.35。这是因为传输电缆接头不匹配,根本原因是电缆接头J/K阻抗不可能恰好都等于50Ω。电缆接头J/K阻抗不等,信号反射而产生电压驻波。当电压驻波比大时,通信系统幅频特性变坏,如果幅频特性波动<1dB时,通信质量正常;如果幅频特性波动<3dB时,视频图像被干扰,数字信号误码率变坏,由原来的10-7变坏到10-4时无法正常通信。现场解决方法以卫星通信系统为例。根据卫星通信设备技术说明书中天线馈线连接处的电压驻波比指标,现场施工安装天馈SPD时,选取天馈SPD电压驻波比指标与设备天线馈线连接处的电压驻波比指标相等。在卫星通信天线馈源接口处,由于微波频段极高,天馈SPD研制、生产难度大,安装困难。将天馈线SPD安装在室外单元中频输

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