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高速公路设备、ETC等设备的防雷

发表于 2021-12-13 浏览:
一,雷电情况说明

一,雷电情况说明

1. 直击雷

直击雷是带电云(雷云)与建筑物、其他物体、大地或防雷装置之间的快速放电现象,以及电效应、热效应或机械力等一系列破坏性作用。

直接雷击主要是将电气电子设备直接损坏为雷电。几十甚至一两百千安培的雷电冲击电流具有很大的电磁效应、热效应和机械效应。雷电冲击电流流经被击物体,形成高幅值的冲击电压波,破坏电气设备绝缘;冲击电流的电动力作用导致被击中的物体爆炸;电流的冲击会突然升高电线、电线等金属物体的温度,导致熔化和开裂;碰撞保险丝损坏。

为了有效保护雷电,保护生命财产安全,防雷专家将建筑物分为三类,并根据防雷和电气安全的重要性,人为假设滚球半径。根据滚球半径法,当被保护设备在避雷针范围外时,被雷击的风险相对较高。

2. 感应雷

静电感应闪电是当带电积云接近地面时,由于单雷云的单极性,它总是在附近的金属导体上感应出大量的反极性束缚电荷。但当金属导体远离带电积云时,会相应地产生与闪电相同级别的电荷,从而在金属导体与雷云和金属导体本身之间产生很高的静电电压(感应电压),其电压幅度可达数万至数十万伏。这种过电压往往会导致建筑物内的电线、接地不良的金属导体和大型金属设备放电,从而容易引起触电、火灾和爆炸,危及人身安全或危及供电系统。

感应防雷一般分为电源保护和信号保护,电源分为电源一级、电源二级和电源三级防雷。通过配电箱的电源设备进行一级防雷,而电源系统前端的设备通过二级避雷器安装本设备不需要三级防雷的电源。信号防雷主要基于二合一电力信号网络,保护摄像设备和测量设备。

二,依据国家规范

(1) 《建筑物防雷设计规范》 (2010版)GB50057-2010

(2) 《电子计算机机房设计规范》 GB50174-93

(3) 《雷电电磁脉冲的防护》 IEC 6I312

(4)IEC 61643 《过电压保护器》

(5)IEC 61644 《SPD 通讯网络防雷器》

(6) 《低压配电设计规范》 GB 50054-95

(7) 《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》 GBJ 64-83

(8) 《电子设备雷击保护导则》 GB 7450-87

(9) 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 GB 50169-92

(10) 《建筑物防雷》 IEC 61024

(11) 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 GB50343-2012

三,现场分析

它是高速设备上的一种智能监测装置。传感装置横跨高速公路两侧,场地位置在高速公路旁。一般环境比较空旷,周围没有高楼,也没有专门的防雷装置。现场勘察情况如下:控制箱、监控装置、传感器要求直击雷防护,监控装置、控制箱要求感应防雷。

避雷塔样式如下:

基础图片

直击雷防护

控制箱和路面感应装置的直击雷保护采用独立的避雷塔,避雷塔距离控制箱3m,防止雷电感应。根据球半径法,根据三类建筑的标准,

Hr为60,避雷针高度h=11,设备高度为地面,hx=1,

根据计算,rx=26米,11米避雷塔在地面高度的保护半径为26米。

路面上、跨越路面和避雷针覆盖范围内的感应装置,可以最大限度地保护设备。避雷针塔的安装参照图集《防雷与接地》《国家建筑标准设计图集》D500-D502部分。避雷针塔不需要做引下线,塔本身作为导体引入接地装置。根据现场情况,如果接地装置由沙土制成,则

避雷针是直接雷击的主要防护。在监控设备上,安装避雷针和绝缘垫层、安装, 50平方BV导线中高度为1.5米的单球避雷针单独不与监控杆连接,接地材料为铜包钢,以将电阻降至10欧姆。示意图如下:

远程显示屏的防雷原理与监控杆相同。它由绝缘层和金属杆通过单个球状避雷针隔开,并通过引下线与接地装置连接。

感应雷防护

感应闪电也称为雷电感应或感应过电压。分为静电感应雷和电磁感应雷。闪电云附近会有闪电感应,产生电压,对低压部件造成毁灭性打击。在电源部分,安装100千安一次电源避雷器和40千安二次电源避雷器保护了电源部分的安全。在摄像头前,安装RJ45网络二合一避雷装置保护着摄像头。

电源防雷器安装示意图

摄像头前端的二合一防雷器

防雷接地

根据国家标准, 避雷针塔的接地为10欧姆。可使用由1.5m铜包钢或角钢、接地模块和降阻器组成的接地装置。可以挖长2m、宽1m、深1m的坑,也可以在侧面挖宽1m、长1m、深2m的坑作为接地系统。示意图如下:

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