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等电位连接在现代防雷技术应用析解

美国科学家富兰克林为我们揭开了雷电的神秘面纱,证实了“雷就是电”,所以,我们可以把防雷装置看成一个电路或闭合的回路,实际上电路中每一个点都有一定的电位,就好比空间有一种物品都有一定的高度一样,讲高度要指定一个计算高度的起点,例如,建筑物的总高20米,这个高度是从地面算起的,珠穆朗玛峰的高是8848米,这个高度是从海平面算起的,讲电位也要指定一个计算电位的起点,这一点就是电位的零电位,称为参考点,等电位就是这一点与零电位(参考点)两点之间的电压,电路中,任意两点之差,就是该两点之间的电压。


1

零电位


  电位的高低总是相对于零电位为参考点的,由于大地是个导体,当其中没有电流流过时,它是等电位的,所以可方便地将此时的地看作是零电位参考点,如果地面上的金属物体与大地具有良好的电器连接,则在没有电流流过的情况下,金属物体与地面之间没有电位差,该金属物体就具有大地电位,即零电位,我们知道,接地就是把地面上的金属物体或电气回路的某一节点通过导体与大地相连,使该物体或接点与大地保持等电位。


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2

安全接地


  现代防雷技术离不开接地,接地体是防雷装置的重要环节,无论是对直击雷的防护,还是雷电感应的防护最终都需要通过接地体将雷电流泄放到大地中去,我们知道最理想的接地就是接地电阻为零的接地,这在现实生活工作中是不可能的,所以安全接地只是依据各种设备的使用情况、技术性能、耐压水平等作出对接地要求的技术指标来算。例如:我们在日常的检测工作中,经常接触到各种各样的设备,而设备的运行必定会存在漏电或雷电流经过时所产生的电位差,为尽量避免内部设备被高电位反击和操作人员被雷击的事故,必须对设备进行安全接地,接地电阻小于4欧姆。


3

共用接地系统


  在同一建筑物内,将所需接地系统连到一个地网上,或者把各系统原来的接地网通过地下或地上的金属连接起来,使他们之间形成为电气相通的统一接地网,当发生雷击时,雷电流在各系统上产生的高电压将同时存在各系统的接地线上,这样就使各接地线之间不存在高电位差,基本清除了系统之间的击穿问题(各系统电位相同,两点间没有电流,电位差为零)。共用接地系统是将交流工作地、直流工作地、安全保护地、防静电地、防雷接地等共用一组接地装置。共用接地系统是自然接地体与人工接地体的组合,它的接地电阻值的标准应按信息系统接地设备中要求的最小值确定。如果接地电阻达不到标准时,应外延增加人工接地装置使其达到要求。


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4

等电位连接


  等电位连接就是把建筑物内附近的所有金属物,如建筑物的基础钢筋、自来水管、煤气管及其金属屏蔽层,电力系统的零线、建筑物的接地系统,用电气连接的方法连接起来(含截获可靠的导线连接)使整座建筑物成为一个良好的等电位体。配置有信息系统的机房内的电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、计算机直流地、防静电接地、屏蔽线外层、安全保护地及各种SPO(浪涌保护器等)接地端均应以最短的距离就近与等电位网络可靠连接。等电位连接的目的就是为了防止和设备与设备之间、系统与系统之间危险的电位差,确保设备和操作人员的安全。


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5

接地装置应满足下列条件


  (一)接地装置接地电阻要符合最新的防雷规范技术标准,也要符合设 备技术标准,应经长年运行而不降低且为最经济的设计。


  (二)经常流过电流的接地装置要注意不是由于接地装置附近地面的电位梯度而危及人畜。


  (三)在设计时要考虑到接地装置的腐蚀速度并制定措施,在恶劣的雨天也应限制地面的电位梯度保持在3V/m以内。


  (四)接地装置的材料除铜或铁的板、管、棒、线以外,也可以使用石墨、碳这一类为主体的板棒或使用50X50X5镀锌角钢,长度一般为1.5m—2.5m,也可以用40X4的镀锌扁钢或Φ12—Φ14镀锌圆钢。在施工方法和使用材料方面都应根据各自的设计目的和现场条件选定最经济的方案。



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