电气设备机房电涌防护要点范文

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摘要：

电气设备机房抗电涌能力的好坏，关系到机房能否正常可靠运行，本文阐述了一种使用气体放电管、压敏电阻、铁氧体器件实现电气设备机房电涌防护的一种技术方案。

关键词:

电气设备;机房;电涌;防护

随着人类文明进入信息时代，人类社会的正常运转已经离不开各种电气设备。在技术层面影响电气设备机房的安全运行的主要因素是电涌干扰与危害，故做好电气设备机房的防电涌模块的设计是业界的技术难题技术。

1电涌的形成及危害

电涌主要来源有因大气放电形成雷电构成直接或间接的电涌信号；大型电机设备的启动；电网切换大型负载等形成的瞬态干扰信号。电涌是微毫秒量级的极大电流脉冲，典型参数范围是波头时间0.25～20uS、能量2.5～10MJ/Ω。雷电产生电涌有这几种：

（1）直击雷产生的浪涌；

（2）感应雷电产生的浪涌；

（3）雷云静电感应产生的电涌；

（4）反击过电压产生的电涌，当某金属物体由于雷击产生过电压，对大地或其他物体发生闪击而形成的电涌；

（5）雷电入侵产生的电涌，由于电力传输线或者各种信号线上出现的直击雷或感应雷形成行波电涌信号。

2电气设备机房电涌入侵的主要途径及防护措施护手段

由直击雷产生的电涌主要通过电力传输线、接地保护线、各种输入输出信号线入侵到电气机房设备里；由感应雷电产生的电涌主要通过电磁感应耦合在电力传输线、接地保护线、设备外壳上、各种信号线、控制设备的输入输出端口产生感应浪涌电压；由雷云静电感应产生的电涌，在设备的表面形成静电过压，静电放电产生干扰信号通过电磁感应耦合到设备电路中；由反击过电压产生的电涌，通过电力传输线、接地保护线、各种输入输出信号线入侵到电气机房设备里；大型电机设备的启动；电网切换大型负载等形成的电涌通过电力传输线输入。典型的防护手段有这些，对于感应雷电产生的电涌采用并联电容器法和变压器隔离法、对直接雷电产生的电涌采用电压开关型的充气放电管、硅可控整流器、三端双向可控硅组件；限压型型的亚敏电阻、抑制二极管等类型器件来实现保护。通常来讲由雷电产生的电涌信号远远要大于大型电机设备的启动，电网切换大型负载等形成的电涌信号。若系统的设计能防护雷电产生的电涌信号肯定能防护大型电机设备的启动，电网切换大型负载等形成的电涌信号。

2.1直击雷防护

直击雷的防护主要使用避雷杆塔等接地体、引下线、接闪器将直击雷电引入地下。机房的引下线、接闪器安装在避雷杆塔上，避雷杆塔要远远高于机房而且离机房要有一定的距离其所构成的保护范围要能覆盖整个机房，不能让雷电直接击中机房。

2.2屏蔽

机房的屏蔽可分为机房屏蔽、室内设备屏蔽、输入输出线路屏蔽。机房屏蔽利用机房室壁内的钢筋、金属构件、门窗地板、铅版、铜网等构建法拉第笼与底网可靠连接构成屏蔽网；设备的屏蔽应按照国建设行业标准（GB50343）来进行多级屏蔽。对输入输出电缆采用屏蔽电缆，屏蔽层做等电位连接和接地，最好做穿金属管防护。

2.3接地

机房的接地网的性能影响机房的整体防雷效果，机房的接地电阻通常要求小于10欧姆。机房接地网应采用联合接地，机房内各类接地线应从接地汇流排或接地网上分别引入。机房接地网由机房建筑地网!避雷杆塔地网和电力变压器地网等构成。避雷引下线与周围金属构件距离需大于3米；独立避雷杆塔引下线与机房屏蔽等构成法拉第电笼应作上下两点电位连接。

2.4等电位连接

等电位连接的目的主要在于降低雷电流所引起的电位差，避免出现反击。用连接导线或电涌保护器将处在需要防雷的空间内的防雷装置、机房的金属构架、输入输出导线、电气装置等连接起来构成等电位连接网络实现均压等电位，缩小设备间的暂态电位差，有效地保护设备免受暂态电位抬高的损坏。

3电涌保护器的安装与实施方案

电涌保护器可分为三相电源电涌保护器、单相电源电涌保护器、直流电源电涌保护器。电涌保护器能限制各相线对地线的共模过电压和各相线之间的差模过电压，电源系统中安装电涌保护器要符合电路结构和供电系统的制式。机房供电系统有TT和TN-S两种制式，机房设备的地线(PE)需要接放电管元件，以便消除工频电压长期施加在压敏电阻上产生的漏电流。按国标（GB50057-94）标准安装三相、单相、直流电源电涌保护器。为保险三相电电涌保护器通流容量根据具体情况选用，安装于交流配电箱内或旁边；单相电电涌保护器通流容量根据具体情况选用，安装于开关电源处；直流电源电涌保护器通流容量根据具体情况选用，安装于直流电源处；为防止反击过电压造成的电涌危害，将机房与外界连接的各种电气线路，利用级间配合良好的SPD浪涌保护器与局部等电位接地铜排相连。同时在线路(地)与设备的外壳(地)之间再并联一只浪涌抑制器。在按照国标（GB50057-94）标准安装电涌保护器后，还是有一部分电涌分量会流入交流配电箱或电源，这时可利用铁氧体磁珠和磁环在低频段损耗小，高频段阻抗大的特点将通过磁环和磁珠的干扰电磁吸收掉，以热能的形式耗散出去。具体做法是在电源线或其他输入输出导线外面套上铁氧体磁环，当有雷击产生的感应电涌沿金属导线侵入室内，在这些线上套着的铁氧体等效于在设备和雷击点间有一个阻抗进行了串接，阻止雷电高频波的传播，使得其能量大大衰减，同时它的幅值和陡度得到快速抑制。在直流电源输入输出端及各种控制通信设备的输入输出端加上铁氧体磁珠能有效的抑制浪涌信号的干扰，保证系统的可靠谱运行。

4结束语

综述全文，对电涌的产生、危害、传播途径进行分析，对电气设备机房电涌入侵的主要途径及防护措施护手段进行了介绍，给出一种科学有效解决方案，该方案能保证电气设备机房的安全运行。

参考文献：

[1]中华人民共和国建设行业标准(GB50343).建筑物电子信息系统防雷技术规范.北京:中国建筑工业出版社,2004.

[2]中华人民共和国建设行业标准(GB50057-94).建筑物防雷设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2000.

[3]周志敏,周纪海,纪爱华.电气电子系统防雷接地实用技术[M].北京:电子工业出版社,2005.

作者:陈丽娜 单位:凉山州职业技术学校