Blixtutrustning

Blixtskyddsutrustning sker genom modern el och annan teknik för att förhindra att utrustningen slås av blixtar. Blixtskyddsutrustning kan delas in i blixtskydd, strömskyddsuttag, antennmatarskydd, signalblixtskydd, blixtskyddstestverktyg, mät- och styrsystem blixtskydd, jordpolskydd.

Enligt teorin om blixtskydd under området och flernivåskydd enligt IEC-standard (internationell elektroteknisk kommitté) tillhör blixtskydd b-nivå den första nivån blixtskyddsanordningen, som kan appliceras på huvudfördelningsskåpet i byggnaden; Klass C tillhör den andra nivåens blixtskyddsanordning, som används i byggnadens distributionsskåp; Klass D är en tredje klassens blixtavledare som appliceras på framsidan av viktig utrustning för finskydd.

Översikt / Blixtutrustning

Informationsåldern idag är datanätverket och kommunikationsutrustningen mer och mer sofistikerad, dess arbetsmiljö blir alltmer krävande, och åska och blixtar och omedelbar överspänning av stor elektrisk utrustning kommer att bli allt oftare av strömförsörjning, antenn, en radiosignal för att skicka och ta emot utrustningslinjer till inomhus elektrisk utrustning och nätverksutrustning, skada utrustning eller komponenter, olyckor, överföra eller lagra data om störningar eller förlorade, eller till och med göra elektronisk utrustning för att producera feloperation eller paus, tillfällig förlamning, systemdataöverföring interrupt, LAN och wan. Dess skada är slående, indirekt förlust är mer än direkt ekonomisk förlust i allmänhet. Blixtskyddsutrustning är genom modern el och annan teknik för att förhindra att utrustningen slås av blixtar.

Byte / blixtutrustning

När människor vet att åska är ett elektriskt fenomen försvinner deras tillbedjan och rädsla för åska gradvis och de börjar observera detta mystiska naturfenomen ur ett vetenskapligt perspektiv, i hopp om att använda eller kontrollera blixtaktiviteten till förmån för mänskligheten. Franklin tog ledningen inom teknik för mer än 200 år sedan lanserade en utmaning mot åskan, han uppfann att blixtraden sannolikt kommer att bli den första av blixtskyddsprodukterna, faktiskt när Franklin uppfann blixtstången är att spetsen på metallstångsfunktion kan integreras i åskmolens laddningsurladdning, minska det elektriska åskfältet mellan moln och jorden till nivån för luftnedbrytning, för att undvika att blixtnedslag, så blixtens krav måste pekas ut. Men senare forskning visade att åskledaren inte kan undvika att blixtnedslag, åskledare, det kan förhindra åskväder eftersom ett torn förändrade det atmosfäriska elektriska fältet, gör en rad åskmoln alltid till blixtnedladdningen, det vill säga, blixtnedslag är lättare än andra föremål runt det att svara på blixtnedslag, blixtnedslag och blixtnedslag är blixtstötets blixtprincip. Ytterligare studier har visat att blixtens kontakteffekt nästan är relaterad till dess höjd, men inte relaterad till dess utseende, vilket innebär att blixtnedslag inte nödvändigtvis är spetsigt. Nu inom området för blixtskyddsteknik kallas denna typ av blixtskyddsanordning blixtreceptor.

Utrustning för utveckling / blixtskydd

Den utbredda användningen av el har främjat utvecklingen av blixtskyddsprodukter. När högspänningsöverföringsnät tillhandahåller ström och belysning för tusentals hushåll äventyr blixten också högspänningsöverförings- och transformationsutrustning. Högspänningsledningen är hög, avståndet är långt, terrängen är komplex och det är lätt att bli drabbat av blixtar. Blixtens skyddsområde räcker inte för att skydda tusentals kilometer överföringsledningar. Därför har blixtskyddslinjen framträtt som en ny typ av blixtreceptor för att skydda högspänningsledningar. Efter att högspänningsledningen är skyddad skadas kraft- och distributionsutrustningen som är ansluten till högspänningsledningen fortfarande av överspänning. Man har funnit att detta beror på ”induktionsblixten”. (Induktiv blixt induceras av direkta blixtnedslag i närliggande metallledare. Induktiv blixt kan invadera ledaren genom två olika avkänningsmetoder. För det första elektrostatisk induktion: när laddningen i åskmolnet ackumuleras kommer den närliggande ledaren också att inducera på motsatt laddning , när blixtnedslag släpper snabbt ut laddningen i åskmolnet, och den statiska elektriciteten i ledaren som är bunden av åskmolens elektriska fält kommer också att strömma längs ledaren för att hitta frigöringskanalen, som kommer att bilda elektricitet i kretspulsen Den andra är elektromagnetisk induktion: när åskmolnet lossnar genererar den snabbt föränderliga blixtströmmen ett starkt transient elektromagnetiskt fält runt det, vilket ger en höginducerad elektromotorisk kraft i ledaren i närheten. Studier har visat att den kraft som orsakas av elektrostatisk induktion är flera gånger större än den våg som orsakas av elektromagnetisk induktion . Thunderbolt inducerar en våg på högspänningsledningen och sprider sig längs ledningen till hår- och kraftdistributionsutrustningen som är ansluten till den. När motståndsspänningen för dessa enheter är låg kommer den att skadas av den inducerade blixtarna. För att undertrycka den kraftiga ledningen uppfanns människor En linjefångare uppfanns.

Tidiga linjefångare var luckor utomhus. Luftens nedbrytningsspänning är mycket hög, cirka 500kV / m, och när den bryts ner av högspänning har den bara några volt lågspänning. Med hjälp av denna luftkarakteristik designades en tidig linjefångare. Den ena änden av den ena ledningen var ansluten till kraftledningen, den ena änden av den andra ledningen jordades och den andra änden av de två ledningarna separerades med ett visst avstånd för att bilda två luftspalter. Elektroden och gapavståndet bestämmer avledarens spänning. Nedbrytningsspänningen bör vara något högre än kraftledningens arbetsspänning. När kretsen fungerar normalt motsvarar luftspalten en öppen krets och påverkar inte linjens normala drift. När överspänningen invaderas bryts luftspalten, överspänningen fastspänns till en mycket låg nivå och överströmmen släpps också ut i marken genom luftspalten och därigenom realiseras skyddet för blixtavledaren. Det finns för många brister i det öppna gapet. Till exempel påverkas nedbrytningsspänningen kraftigt av miljön; lufturladdningen oxiderar elektroden; efter att luftbågen har bildats tar det flera växelströmscykler för att släcka ljusbågen, vilket kan orsaka ett blixtnedslag eller ett linjefel. Gasurladdningsrör, röravledare och magnetiska avblåsare som utvecklats i framtiden har till stor del övervunnit dessa problem, men de bygger fortfarande på principen om gasurladdning. De inneboende nackdelarna med gasurladdningsavledare är nedbrytningsspänning med hög inverkan; lång urladdningsfördröjning (mikrosekundnivå); brant restspänningsvågform (dV / dt är stor). Dessa brister avgör att gasurladdningsavledare inte är särskilt motståndskraftiga mot känslig elektrisk utrustning.

Utvecklingen av halvledarteknik ger oss nya blixtskyddsmaterial, till exempel Zener-dioder. Dess ampere-egenskaper är i linje med linjens blixtskyddskrav, men dess förmåga att passera blixtström är svag så att vanliga regulatorrör inte kan användas direkt. åskledare. Tidig halvledare Avledaren är en ventilavledare gjord av kiselkarbidmaterial, som har liknande volt-ampere-egenskaper som Zener-röret, men har en stark förmåga att passera blixtström. Emellertid har metalloxid halvledarvaristor (MOV) upptäckts mycket snabbt, och dess volt-ampere-egenskaper är bättre, och det har många fördelar såsom snabb svarstid och stor strömkapacitet. Därför används MOV-linjefångare för närvarande i stor utsträckning.

Med utvecklingen av kommunikation har många blixtavledare för kommunikationslinjer producerats. På grund av begränsningarna för överföringsparametrar för kommunikationslinjer bör sådana avledare beakta de faktorer som påverkar överföringsparametrar såsom kapacitans och induktans. Men dess blixtskyddsprincip är i princip densamma som MOV.

Typ / blixtutrustning

Blixtskyddsutrustning kan grovt delas in i typer: strömförsörjning blixtskyddsanordning, strömskyddsuttag och antennmatarledningsskydd, signalblixtare, blixtskyddstestverktyg, blixtskyddsanordningar för mät- och styrsystem och markskydd.

Strömförsörjningens blixtavledare är uppdelad i tre nivåer: B, C och D. Enligt IEC-standarden (International Electrotechnical Commission) för teorin om zonblixtskydd och flernivåskydd hör klass B-blixtskydd till det första- nivå blixtskyddsanordning och kan appliceras på huvuddistributionsskåpet i byggnaden; Blixtanordningen appliceras på byggnadens grenfördelningsskåp; D-klassen är en blixtskyddsanordning på tredje nivå som appliceras på framsidan av viktig utrustning för att finskydda utrustningen.

Kommunikationsledningens blixtavledare är uppdelad i B-, C- och F-nivåer enligt kraven i IEC 61644. Basskydd grundskyddsnivå (grov skyddsnivå), C-nivå (Kombinationsskydd) omfattande skyddsnivå, Klass F (Medium & fin) skydd) medium och fin skyddsnivå.

Mät- och kontrollanordningar / blixtskyddsutrustning

Mät- och styranordningar har ett brett spektrum av applikationer, såsom produktionsanläggningar, byggnadsledning, värmesystem, varningsanordningar etc. Överspänningar orsakade av blixtar eller andra orsaker orsakar inte bara skador på styrsystemet utan skadar också dyra omvandlare och sensorer. Fel på kontrollsystemet leder ofta till produktförlust och påverkan på produktionen. Mät- och styrenheter är vanligtvis mer känsliga än kraftsystemets reaktioner mot överspänningar. När du väljer och installerar en blixtavledare i ett mät- och styrsystem måste följande faktorer beaktas:

1, systemets maximala driftspänning

2, den maximala arbetsströmmen

3, den maximala dataöverföringsfrekvensen

4, om motståndsvärdet ska öka

5, om ledningen importeras från byggnadens utsida och om byggnaden har en extern blixtskyddsenhet.

Lågspänningsavledare / blixtskyddsutrustning

Analysen från den tidigare post- och telekommunikationsavdelningen visar att 80% av blixtnedslagolyckorna i kommunikationsstationen orsakas av att blixtens inbrott i kraftledningen. Därför utvecklas lågspänningsväxelströmbrytare mycket snabbt, medan de stora blixtlåsarna med MOV-material har en dominerande ställning på marknaden. Det finns många tillverkare av MOV-avledare, och skillnaderna mellan deras produkter visas främst i:

Flödeskapacitet

Flödeskapaciteten är den maximala blixtströmmen (8 / 20μs) som avledaren tål. Ministeriet för informationsindustrin ”Tekniska föreskrifter för blixtskydd för kommunikationsteknik” anger flödeskapaciteten för blixtavledaren för strömförsörjning. Den första nivåavledaren är större än 20KA. Men den nuvarande överspänningskapaciteten för avledaren på marknaden blir större och större. Den stora strömförande avledaren skadas inte lätt av blixtnedslag. Antalet gånger som den lilla blixtströmmen tolereras ökas och restspänningen minskas också något. Den överflödiga parallella tekniken antas. Avledaren förbättrar också skyddet av förmågan. Emellertid orsakas inte skadaren av arresteraren av blixtnedslag.

För närvarande har det föreslagits att en 10/350 μs strömvåg ska användas för att upptäcka en blixtavledare. Anledningen är att IEC1024- och IEC1312-standarderna använder en 10/350 μs-våg när de beskriver en blixtvåg. Detta uttalande är inte heltäckande, eftersom 8 / 20μs strömvåg fortfarande används i matchningsberäkningen av avledaren i IEC1312, och 8 / 20μs-vågen används också i IEC1643 "SPD" - Princip för val "Den används som huvudström vågform för att detektera avledaren (SPD). Därför kan man inte säga att avledaren med 8/20 μs-vågens flödeskapacitet är föråldrad, och det kan inte sägas att avledaren med 8/20 μs-vågens flödeskapacitet inte överensstämmer med internationella standarder.

Skydda kretsen

Fel i MOV-avledaren är kortsluten och öppet. En kraftig blixtström kan skada avledaren och bilda ett kretsfel. Vid denna tidpunkt förstörs ofta arrestermodulen. Avledaren kan också minska driftspänningen på grund av materialets åldrande under lång tid. När driftspänningen sjunker under linjens arbetsspänning ökar avledaren växelströmmen och avledaren genererar värme, vilket så småningom kommer att förstöra de icke-linjära egenskaperna hos MOV-enheten, vilket resulterar i partiell kortslutning av avledaren. bränna. En liknande situation kan uppstå på grund av en ökning av driftspänningen orsakad av ett kraftledningsfel.

Arbetsfelets öppna kretsfel påverkar inte strömförsörjningen. Det är nödvändigt att kontrollera driftspänningen för att ta reda på det, så att avledaren måste kontrolleras regelbundet.

Arresterens kortslutningsfel påverkar strömförsörjningen. När värmen är svår kommer tråden att brännas. Larmkretsen måste skyddas för att garantera strömförsörjningens säkerhet. Tidigare var säkringen seriekopplad på avledarmodulen, men säkringen måste säkerställa att blixtströmmen och kortslutningsströmmen ska blåses. Det är svårt att genomföra tekniskt. Speciellt är arrester-modulen mest kortsluten. Strömmen som flyter under kortslutningen är inte stor, men den kontinuerliga strömmen räcker för att orsaka att blixtavledaren som huvudsakligen används för urladdning av pulsströmmen värms kraftigt. Temperaturavskiljningsanordningen som dök upp senare löste problemet bättre. Arresterens partiella kortslutning detekterades genom att ställa in enhetens frånkopplingstemperatur. När avstängningsanordningen frånkopplades automatiskt gavs ljus, elektriska och akustiska larmsignaler.

Restspänning

Ministeriet för informationsbranschstandard ”Tekniska föreskrifter för blixtskydd av kommunikationstekniska kraftsystem” (YD5078-98) har ställt specifika krav på återstående spänning hos blixtavledare på alla nivåer. Det bör sägas att standardkraven lätt uppnås. Restspänningen för MOV-avledaren är dess driftspänning är 2.5-3.5 gånger. Den återstående spänningsskillnaden för den direkt-parallella enstegsavledaren är inte stor. Åtgärden för att minska restspänningen är att minska driftspänningen och öka avledarens nuvarande kapacitet, men driftspänningen är för låg och avledarskador orsakade av den instabila strömförsörjningen kommer att öka. Vissa utländska produkter kom in på den kinesiska marknaden i ett tidigt skede, driftspänningen var mycket låg och senare ökade driftspänningen kraftigt.

Restspänningen kan reduceras med en tvåstegsavledare.

När blixtvågen invaderar urladdas avledaren 1 och den genererade restspänningen är V1; strömmen som strömmar genom avledaren 1 är 1;

Restspänningen för avledaren 2 är V2 och strömmen som strömmar är I2. Detta är: V2 = V1-I2Z

Det är uppenbart att restspänningen för avledaren 2 är lägre än restspänningen för avledaren 1.

Det finns tillverkare som tillhandahåller två nivåer blixtavledare för enfas strömförsörjning blixtskydd, eftersom kraften i enfas strömförsörjning i allmänhet är under 5 kW, linjeströmmen är inte stor och impedansinduktansen är lätt att linda. Det finns också tillverkare som tillhandahåller trefas tvåstegsavledare. Eftersom kraften i trefasströmförsörjningen kan vara stor är avledaren skrymmande och dyr.

I standarden är det nödvändigt att installera en blixtavledare i flera steg på kraftledningen. Faktum är att effekten av att reducera restspänningen kan uppnås, men trådens självinduktans används för att göra isoleringsimpedansinduktansen mellan avledarna på alla nivåer.

Avledarens restspänning är endast den tekniska indikatorn för avledaren. Överspänningen som appliceras på utrustningen baseras också på restspänningen. Den extra spänningen som genereras av de två ledarna i blixtavledaren som är ansluten till kraftledningen och jordledningen läggs till. Därför utförs rätt installation. Blixtavledare är också en viktig åtgärd för att minska överspänningen i utrustningen.

Övrigt / blixtskyddsutrustning

Avledaren kan också tillhandahålla blixträknare, övervakningsgränssnitt och olika installationsmetoder beroende på användarens behov.

Kommunikationsledare

De tekniska kraven för blixtavledaren för kommunikationslinjer är höga, förutom att det uppfyller kraven för blixtskyddsteknik är det också nödvändigt att säkerställa att överföringsindikatorerna uppfyller kraven. Dessutom har utrustningen som är ansluten till kommunikationslinjen en låg motståndsspänning, och den återstående spänningen för blixtskyddsanordningen är strikt. Därför är det svårt att välja blixtskydd. Den perfekta blixtskyddsanordningen för kommunikationslinjer ska ha liten kapacitans, låg restspänning, stort strömflöde och snabbt svar. Uppenbarligen är enheterna i tabellen inte idealiska. Urladdningsröret kan användas för nästan alla kommunikationsfrekvenser, men dess blixtskyddskapacitet är svag. MOV-kondensatorer är stora och endast lämpliga för ljudöverföring. TVS förmåga att motstå blixtström är svag. Skyddande effekter. Olika blixtskyddsanordningar har olika restspänningsvågformer under påverkan av strömvågor. Enligt egenskaperna hos den återstående spänningsvågformen kan avledaren delas in i en omkopplare typ och en spänningsgräns typ, eller de två typerna kan kombineras för att göra styrkan och undvika den korta.

Lösningen är att använda två olika enheter för att bilda en tvåstegsavledare. Det schematiska diagrammet är detsamma som strömförsörjningens tvåstegsavledare. Endast det första steget använder ett urladdningsrör, det mellanliggande isolationsmotståndet använder ett motstånd eller PTC, och det andra steget använder en TVS, så att längden på varje enhet kan utövas. En sådan blixtavledare kan vara upp till några tiotals MHZ.

Högfrekventa avledare använder huvudsakligen urladdningsrör, såsom mobila matare och personsökarantennmatare, annars är det svårt att uppfylla överföringskraven. Det finns också produkter som använder principen om ett högpassfilter. Eftersom en blixtvågs energispektrum är koncentrerad mellan flera kilohertz och flera hundra kilohertz är antennens frekvens mycket låg och filtret är enkelt att tillverka.

Den enklaste kretsen är att ansluta en liten kärninduktor parallellt med högfrekventa kärnkabeln för att bilda en högpassfilteravledare. För punktfrekvenskommunikationsantennen kan en kortslutningsledning med kvarts våglängd också användas för att bilda ett bandpassfilter, och blixtskyddseffekten är bättre, men båda metoderna kommer att kortsluta DC-sändningen på antennmatarledningen , och applikationsområdet är begränsat.

Jordning

Jordning är grunden för blixtskydd. Jordningsmetoden som anges i standarden är att använda horisontella eller vertikala markstänger med metallprofiler. I områden med stark korrosion kan galvanisering och tvärsnittsarea av metallprofiler användas för att motstå korrosion. Icke-metalliska material kan också användas. Ledaren fungerar som en jordpol, såsom en grafitjordelektrod och en Portlandcementjordelektrod. En mer rimlig metod är att använda den grundläggande förstärkningen av modern arkitektur som markpolen. På grund av begränsningarna med blixtskydd tidigare, betonas vikten av att minska jordningsmotståndet. Vissa tillverkare har infört olika jordningsprodukter och hävdar att de minskar markmotståndet. Såsom motståndsreducerare, polymerjordelektrod, icke-metalljordelektrod och så vidare.

I själva verket, när det gäller blixtskydd, har förståelsen för jordningsmotstånd förändrats, kraven på jordningsnätets layout är höga och motståndskraven är avslappnade. I GB50057–94 betonas endast jordningsnätverksformerna för olika byggnader. Det finns inget krav på motstånd, för i ekvipotentialprincipens blixtskyddsteori är marknätverket bara en total potentialreferenspunkt, inte en absolut nollpotentialpunkt. Marknätets form krävs för potentiellt potentiella behov och motståndsvärdet är inte logiskt. Naturligtvis är det inget fel med att få ett lågt jordningsmotstånd när förhållandena tillåter. Dessutom har strömförsörjning och kommunikation krav på jordningsmotstånd, vilket ligger utanför räckvidden för blixtskyddsteknik.

Jordningsmotståndet är främst relaterat till markmotståndet och kontaktmotståndet mellan marken och jorden. Det är också relaterat till formen och antalet mark när marken bildas. Motståndsreduceraren och olika jordningselektroder är inget som förbättrar kontaktmotståndet eller kontakten mellan marken och jorden. område. Markresistiviteten spelar dock en avgörande roll, och de andra är relativt lätta att ändra. Om jordmotståndet är för högt kan endast den tekniska metoden för att ändra jord eller förbättra jorden vara effektiv, och andra metoder är svåra att arbeta.

Blixtskydd är ett gammalt ämne, men det utvecklas fortfarande. Det bör sägas att det inte finns någon produkt att prova. Det finns fortfarande många saker att utforska i blixtskyddsteknik. För närvarande är mekanismen för blixtproduktion fortfarande oklar. Den kvantitativa forskningen om blixtinduktion är också mycket svag. Därför utvecklas också blixtskyddsprodukter. Vissa nya produkter som åberopas av blixtskyddsprodukter, måste testas i praktiken med en vetenskaplig attityd och utvecklas i teorin. Eftersom blixten i sig är en liten sannolikhetshändelse kräver det mycket långvarig statistisk analys för att få positiva resultat, vilket kräver samarbete från alla parter för att uppnå.