畢業(yè)論文電氣系統(tǒng)的防雷接地保護及電氣安全的論述(已修改)
2025-06-17 23:58 本頁面
【正文】 畢 業(yè) 論 文 電氣系統(tǒng)的防雷、接地保護及電氣安全的論述 摘要：在電氣系統(tǒng)的運行過程中，由于雷擊、操作、失誤、靜電等原因產(chǎn)生危及電氣設(shè)備絕緣的過電壓，嚴重危害電氣系統(tǒng)安全，所以需要進行電氣設(shè)備的防雷、接地和靜電防護；根據(jù)雷擊對電氣系統(tǒng)破壞的機理，提出了外部防雷和內(nèi)部避雷的綜合防雷要求，介紹了防雷保護的設(shè)備與措施，闡述了電氣系統(tǒng)防雷保護應(yīng)采取的技術(shù)原則和實際措施；同時還需要注意靜電的防護，在電氣系統(tǒng)運行時，人們得知道觸電后應(yīng)該怎么做才安全。必須認識電流對人體的危害，人 體觸電的形式和觸電后脫離電源的方法，同時還得了解觸電后急救的知識。 關(guān)鍵詞：防雷、接地保護、電氣安全、靜電防護 一、防雷 1 雷擊的危害 通常所謂的雷擊是指一部分帶電的云層與另一部分帶異種電荷的云層，或者是帶電的云層對大地之間迅猛的放電。這種迅猛的放電過程產(chǎn)生強烈的閃電并伴隨著巨大的聲音。云層之間的放電主要是對飛行器產(chǎn)生危害，對地面上的建筑物和人、畜沒有很大影響。然而，云層對大地的放電，則對建筑物、電子電氣設(shè)備和人、畜危害甚大，這是電氣防雷設(shè)計的主要對象。 雷電的危害主要有四 個方面 ： （ 1）直擊雷 帶電的云層對大地上的某一點發(fā)生的猛烈放電現(xiàn)象，稱為直擊雷。它的破壞力十分巨大，若不能迅速的將其導(dǎo)入大地，可導(dǎo)致放電通道內(nèi)的物體、火災(zāi)、建筑物損壞、電子電氣系統(tǒng)摧毀，甚至危及人畜的生命安全。 （ 2）雷電波侵入 雷電不直接放電在建筑和設(shè)備本身，而是對布放在建筑物外部的線纜放電。線纜上的雷電波或過電壓幾乎以光速沿著電纜線路擴散，侵入并危及室內(nèi)電子設(shè)備和自動化控制等各個系統(tǒng)。因此，往往在聽到雷聲之前，我們的電子設(shè)備、控制系統(tǒng)等可能已經(jīng)損壞。 （ 3）感應(yīng)過電壓 雷擊在設(shè)備設(shè)施或線路的附近發(fā)生， 或閃電不直接對地放電，只在云層與云層之間發(fā)生放電現(xiàn)象。閃電釋放電荷，并在電源和數(shù)據(jù)傳輸線路及金屬管道金屬支架上感應(yīng)生成過電壓。 雷擊放電于具有避雷設(shè)施的建筑物時，雷電波沿著建筑物頂部接閃器（避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)或避雷針）、引下線泄放到大地的過程中，會在引下線周圍形成強大的瞬變磁場，輕則造成電子設(shè)備受到干擾，數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生誤動作或暫時癱瘓；嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個系統(tǒng)陷于癱瘓。 （ 4）地電位反擊 如果雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或設(shè)施，接地網(wǎng)的地電位會在數(shù)微秒之內(nèi)被抬高數(shù)萬或數(shù)十萬伏。 高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地部分，流向供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)，或者擊穿大地絕緣而流向另一設(shè)施的供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)，從而反擊破壞或損害電子設(shè)備。同時，在未實行等電位連接的導(dǎo)線回路中，可能誘發(fā)高電位而產(chǎn)生火花放電的危險。 以上四方面中雷電對建筑物的危害主要以后 雷電波侵入、感應(yīng)過電壓 與 地電位反擊 三者居多，這三者統(tǒng)稱為雷電電磁脈沖。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料，直擊雷的損壞僅占 15%，而雷電電磁脈沖的損壞占85%。因此，現(xiàn)代建筑的防雷設(shè)計已不同以往，對雷電電磁脈沖的防護必須要加以重視。 防雷設(shè)備 信息時代的今 天，電腦網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備越來越精密，其工作環(huán)境的要求也越來越高，而雷電以及大型電氣設(shè)備的瞬間過電壓會越來越頻繁的通過電源、天線、無線電信號收發(fā)設(shè)備等線路侵入室內(nèi)電氣設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，造成設(shè)備或元器件損壞，人員傷亡，傳輸或儲存的數(shù)據(jù)受到干擾或丟失，甚至使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動作或暫時癱瘓、系統(tǒng)停頓，數(shù)據(jù)傳輸中斷，局域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)遭到破壞。其危害觸目驚心，間接損失一般遠遠大于直接經(jīng)濟損失。防雷設(shè)備就是通過現(xiàn)代電學(xué)以及其它技術(shù)來防止被雷擊中的設(shè)備。 接閃器是避雷針、避雷帶 (線 )、避雷網(wǎng)以及用作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等的總 稱 。功能是把接引來的雷電流，通過引下線和接地裝置向大地中泄放，以保護建筑物免受雷害?，F(xiàn)在常用的接閃器有避雷針、 避雷帶 (線 )、避雷網(wǎng)等幾種。 防雷措施 3． 1 電源系統(tǒng)的防雷與過電壓保護 由于電力供給是由大樓的建筑物配電室引入的，電源高壓端的防雷保護已由電力供電部門實施。因此，對于電源系統(tǒng)的雷電防護，我們采取以下的防雷保護方案： 機房低壓配電柜系統(tǒng)安裝一級間隙放電防雷保護； 配電回路設(shè)計安裝防雷配電柜采取三級防雷保護（安裝于 UPS輸入端）； UPS 電源輸出端做一級過電壓防雷保護； 終端 設(shè)備電源輸入端安裝防雷箱進行末級電源防雷防護； 3． 2 UPS 電源系統(tǒng)的防雷保護 從機房目前的情況來分析，一般機房均采用大型 UPS 不間斷電源設(shè)備為機房內(nèi)的部分負載提供安全可靠的供電運行方式，由于 UPS 是用于為機房內(nèi)計算機信息系統(tǒng)各用電設(shè)備提供穩(wěn)定、可靠和高質(zhì)量用電環(huán)境的唯一重要設(shè)備，并且是由市電供電輸入機房的主要途徑，所以我們將電源系統(tǒng)防護的重點放在了對 UPS 不間斷電源的輸入和輸出端的保護上。 防雷保護設(shè)計采取第一級火花間隙放電保護，在 UPS 電源輸入端安裝兩級半導(dǎo)體過電壓防雷保護，在三級雷擊 電流放電器間安裝解耦器來協(xié)調(diào)各級間對雷電波或浪涌電壓的有效吸收和釋放。 在三級防雷保護中，第一級防護為粗保護，對直擊雷進行防護，吸收約 90%的大能量雷電流；第二級為中級保護，選用浪涌電壓雷電放電器，即半導(dǎo)體放電器，對雷電流進一步吸收；第三級為細保護，同樣采用浪涌電壓放電器，將殘余的雷電流基本吸收，通過地線泄入大地。 在第二級及第三級采用過電壓保護器件，進行有效的吸收，在第二級將第一級變量解耦后的 4000 伏殘壓降至 900 伏，第三級將第二級變量解耦后的 900 伏殘壓限制在 550 伏以下，同時第三級還將起到吸 收線路上的感性負載和容性負載的“通”“斷”引起的浪涌電壓及對相電壓可能的誤輸入線電壓的保護。 3． 3 終端設(shè)備的電源防雷保護 為了確保機房設(shè)備萬無一失，考慮從電源配電室至機房有一定距離，而感應(yīng)雷害又無孔不入，同時因考慮到電網(wǎng)的浪涌可能帶來對設(shè)備的沖擊，可在設(shè)備電源輸入端安裝電源防雷箱，實施對終端用電設(shè)備的精細防護。同樣我們還將采用以上的防護原理對其它重要設(shè)備實施同樣電源終端的防雷保護，以確保整個電氣部分的安全運行。 3 綜合防雷系統(tǒng)設(shè)計 綜合防雷設(shè)計的六大要素 防雷設(shè)計是一個很復(fù)雜的問題，不可能依靠 一、二種先進的防雷設(shè)備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應(yīng)過電壓的影響，必須針對雷害入侵途徑，對各類可能產(chǎn)生雷擊危害的因素進行綜合防護，才能將雷害減少到最低限度。這種綜合防護主要包括接閃、分流（保護）、均壓、屏蔽、接地、合理布線，統(tǒng)稱為綜合防雷六大要素。 綜合防雷設(shè)計分類 傳統(tǒng)的防雷方法主要就是直擊雷的防護，其技術(shù)措施可分為接閃器、引下線、接地體等。其中接閃器可以根據(jù)建筑物的地理位置、現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、重要程度等，決定是否采用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)或其聯(lián)合接閃方式。但隨著微電子技
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