防雷和接地装置课件

1、防雷和接地装置课件 第一节 信号设备防雷 第二节 信号设备接地装置 防雷和接地装置课件 1、雷害及防雷 2、信号设备防雷 3、防雷元器件 4、信号设备浪涌保护器 防雷和接地装置课件 1）雷电分类 直击雷 直接击在建筑物、构筑物、 地面突出物或大 地并产生电效应、热效应和机械力的雷电放电。 感应雷 雷电流的强大电场和磁场作用在邻近的导线 或电子、电气设备系统内产生的静电感应过电 压和过电流及电磁感应过电压和过电流。 防雷和接地装置课件 直击雷防护基本都直击雷防护基本都 是采用避雷针、避雷带、是采用避雷针、避雷带、 避雷线、避雷网作为接避雷线、避雷网作为接 闪器，把雷电流接收下闪器，把雷电流接收下

2、 来，然后通过良好的接来，然后通过良好的接 地装置迅速而安全把它地装置迅速而安全把它 送回大地。送回大地。 避雷针 建筑物 接地地网 接地端子(测试点) 引下线 接地线 防雷和接地装置课件 建筑物 避雷线 防雷和接地装置课件 雷电波侵入雷电波侵入 雷击在输电线路、电缆或金属管道上感应出的 雷电侵入波过电压能够沿这些管线侵入室内，危 及人身安全或损坏设备。 纵向电压纵向电压 导线或设备对地电压。每条导线上的折射电压 或反射电压均为纵向电压。 横向电压横向电压 两导线间的电位差。导线过电压的不平衡，线 路阻抗不一致，被保护设备阻抗及接地电阻的影 响等都会造成横向电压。 防雷和接地装置课件 为防护感

3、应过电压，在线路上安装过电为防护感应过电压，在线路上安装过电 压抑制设备，即避雷器或防雷器。压抑制设备，即避雷器或防雷器。 防雷和接地装置课件 1 1）雷电侵入信号设备的途径）雷电侵入信号设备的途径 n交流电源侵入交流电源侵入 雷电冲击波侵入高压电线路传至高压变压 器，若未装设避雷器或其失效，容易侵入 低压设备。 n信号传输线路侵入信号传输线路侵入 与信号系统设备相连的信号传输线路、钢 轨等设施，遭受直击雷时产生的电磁脉冲， 或信号传输线路附近遭受直击雷，感应在 信号传输线上的电磁脉冲，经线路传导侵 入信号系统内的过电压和过电流。 防雷和接地装置课件 n空间电磁感应侵入空间电磁感应侵入 雷电直

4、击车站或区间装置有信号设备的建 筑物，及配置有信号设备的场所附近的 构筑物、地面突出物或大地时，雷电电 流的感应电磁脉冲将在信号系统内产生 过电压和过电流。 n地电位反击侵入地电位反击侵入 雷击信号设备场地建筑物的避雷针（或避 雷带、避雷网）时，雷电流沿引下线进 入接地装置引起地电位升高，会在信号 系统接地导体和其他导体间产生反击雷 过电压。 防雷和接地装置课件 n按照分区、分级、分设备的防护原则，按照分区、分级、分设备的防护原则， 采用纵向、横向或纵横向防护方式采用纵向、横向或纵横向防护方式 不同雷电活动地区，应采用相应的防雷 措施； 采用多级防护时，各级防护元件应配置 合理。 防雷和接地装

5、置课件 防雷和接地装置课件 n采取屏蔽、等电位连接、良好的接地以采取屏蔽、等电位连接、良好的接地以 及合理布线等措施，改善信号设备的电及合理布线等措施，改善信号设备的电 磁兼容环境。磁兼容环境。 n信号设备、器材须具有符合规定的耐受信号设备、器材须具有符合规定的耐受 过电压、过电流的能力。过电压、过电流的能力。 n防雷元器件应与被防护设备匹配设置，防雷元器件应与被防护设备匹配设置， 保证雷电感应电磁脉冲过电压限制到被保证雷电感应电磁脉冲过电压限制到被 防护设备的冲击耐压水平之下。防护设备的冲击耐压水平之下。 n防雷装置的设置、动作和故障状态，不防雷装置的设置、动作和故障状态，不 得改变被保护系

6、统的电气性能、不得影得改变被保护系统的电气性能、不得影 响其正常工作，并满足故障安全原则。响其正常工作，并满足故障安全原则。 防雷和接地装置课件 铁路信号设备雷电防护应采取综合防护 的方法，主要为三个方面： n改善电磁兼容环境条件，包含屏蔽、等电 位设置以及合理布线； n分区分级设置防雷保安器； n良好的接地措施。 防雷和接地装置课件 屏蔽，就是用金属网、箔、壳、管等导 体把需要保护的对象包围起来，把闪电的 脉冲电磁场从空间入侵的通道阻隔起来。 信号机房的建筑物应采用法拉第笼进行 电磁屏蔽，法拉第笼由屋顶避雷网、避雷 带、引下线、机房屏蔽和接地系统构成。 防雷和接地装置课件 也称均衡连接、搭接

7、，是指把各种金 属物用粗的铜导线焊接起来，或把它们直 接焊接起来，以保证各个分系统的电位相 等，可消除因“地电位骤然升高”而产生 的反击现象。 防雷和接地装置课件 凡从室外来的导线（包括电力电源线、 电话线、信号线等）都要并联（串联）一种避 雷器接至地线，不仅是在入户处、在每个需要 防雷保护的仪器入机壳处都要安装，它的作用 是把循导线传入的过电压波通过避雷器瞬态分 流入地，这也是普遍意义的“防雷”。 防雷和接地装置课件 防范“直击雷”的措施。其作用是把闪 电的巨大能量引导到大地耗散掉，不使它对防 雷保护的对象产生破坏作用。但是，引导闪电 入地的导流线有巨大的作用，会产生感应电磁 场，也可能损坏

8、设备。所以，它必须与其它防 雷措施联合起来，才能使被保护设备处于安全 状态。 室外电子设备集中的区域，可在距电子 设备和机房建筑物30m以外的地点安装多支独 立避雷针。 防雷和接地装置课件 是屏蔽、等电位连接、防雷保安器、传 导等防雷措施的基础，接地的妥当与否，直接 影响到防护的效果。 防雷和接地装置课件 1 1）金属陶瓷放电管）金属陶瓷放电管 n金属陶瓷二极放电管金属陶瓷二极放电管 正常情况下不导电，出现过电压时电极间 很快被击穿，过电压消失后立即恢复，但 其在两线间容易产生横向冲击电压。 防雷和接地装置课件 n金属陶瓷三极放电管金属陶瓷三极放电管 对称性能好，冲击放电电压低、通流容 量大、

9、遮光性能好、极间电容小、绝缘 电阻高。 防雷和接地装置课件 n续流及切断续流及切断 放电介质得不到恢复，线路电流一直流过 放电管，称为续流。 串联电阻或压敏电阻器进行切断。 n主要电气参数主要电气参数 直流击穿（点火）电压直流击穿（点火）电压：在放电管极间施 加缓慢上升的致使放电管放电间隙发生 击穿时刻的直流电压。 标称直流击穿电压标称直流击穿电压：放电管直流击穿电 压的额定值，由厂家给定。 防雷和接地装置课件 （1）氧化锌压敏电阻器 在低电场强度下，其电阻率 为1010-1011m，当电场强 度达到106-107 V/m时，其电 阻骤然下降进入低阻状态， 即压敏电阻的阻值随所加电 压而改变。

10、 具有通流量大，非线性特性 好、残压低、响应时间快抑 制过电压能力强；但可能出 现短路故障。 防雷和接地装置课件 通流量更大，并具有热熔断器和报警装 置，使其在失效时能自动脱离使用线路 ，给出明显标志，并进行报警。 防雷和接地装置课件 标称电压（起始动作电压）标称电压（起始动作电压）：指在规定的温度 和直流（一般为1mA或0.1mA）下，压敏电阻 器两端的电压值。记为V1mA或V0.1mA。 漏电流：漏电流：在25或规定的其他温度下，施加最 大连续直流电压（或实际压敏电压的75%）时 ，通过压敏电阻器中的电流。 残压：残压：残压是指压敏电阻器流过某一脉冲电流 时元件两端的电压峰值。 冲击通流容

11、量（最大冲击电流）：冲击通流容量（最大冲击电流）：在压敏电压 变化率不超过10%，冲击电流波形为8/20s 的条件下,压敏电阻器所能承受的最大电流。 防雷和接地装置课件 n压敏电压范围宽，单个电阻片为数伏到数千伏 n响应速度快（ns级） n冲击耐流能力和冲击能量大 n限制电压（残压）低 n无续流 n寿命长，性价比高 这些特点使得氧化锌压敏电阻器成为现代防雷 技术中主要的电冲击保护元件，从而被广泛应 用。 防雷和接地装置课件 瞬变电压抑制器（TVS）是一种齐纳二 极管。它与普通稳压二极管相比，瞬态功 率更大，影响速度快（ns级），漏电流低， 保护性能好，但通流容量小，耐浪涌冲击 能力较差。适宜电

12、子设备防雷。 防雷和接地装置课件 是一种加装有静电屏蔽层的具有防雷功 能的变压器 ，是一种用来限制雷电电磁 脉冲过电压的防雷装置。 防雷和接地装置课件 1 1）浪涌保护器（）浪涌保护器（SPDSPD） SPDSPD的作用是把侵入电力线、信号传输线的作用是把侵入电力线、信号传输线 的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受 的电压范围之内，或将强大的雷电流泄流的电压范围之内，或将强大的雷电流泄流 入地，从而保护设备或系统。入地，从而保护设备或系统。 SPD SPD由防雷元器件构成。由防雷元器件构成。 防雷和接地装置课件 n按照分区、分级、分设备防护和纵向、横向或 纵

13、横向防护的需要合理选用防雷保安器。 n当防雷保安器处于劣化或损坏状态时，须立即 自动脱离电路且不得影响设备正常工作。 n用于电源电路的防雷保安器，应单独设置；必 须具有阻断续流的性能；安装在分线盘（柜） 处、电源防雷箱内及工作电压在110V以上的防 雷保安器应有劣化指示。 n按照分区分级的原则，信号传输线的防雷保安 器应集中设置在分线盘处。 防雷和接地装置课件 n外电网引入机房建筑物应采用多级雷电防护。 第级设在户外交流电源馈线引入处（配电盘）； 第级设在电源屏电源引入侧； 第级设在微电子设备（指计算机终端电源稳压器或UPS 电源前）。 n电源防雷应采用信号电源防雷箱方式，信号防 雷箱设置地点

14、应符合防火要求。 信号楼电源系统防护原理图信号楼电源系统防护原理图 防雷和接地装置课件 n室内信号传输线浪涌保护器 室内采集、驱动信号传输线浪涌保护器； 室内视频信号传输线浪涌保护器； 室内RS232 、RS422、RJ45、G.703/V.35等通信接口信号传 输线浪涌保护器； 其他室内信号传输线浪涌保护器。 n室外信号传输线浪涌保护器 信号点灯线路浪涌保护器 道岔控制线路浪涌保护器 轨道电路浪涌保护器 ZPW2000AZPW2000A自动闭塞分区自动闭塞分区浪涌保护器浪涌保护器配置原理图配置原理图 防雷和接地装置课件 1、接地的作用和分类 2、地线 3、地网 4、贯通地线 5、接地汇集线

15、防雷和接地装置课件 1 1）接地的作用）接地的作用 所谓接地，就是把设备的某一部分通过 接地装置同大地紧密连接在一起。 接地的作用主要是防止人身遭受电击、 设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止 雷击、防止静电损害和保障系统正常运 行。 防雷和接地装置课件 n系统接地 在电力系统中将其某一点与大地进行适当的 连接，称为系统接地或工作接地，如变压器 中性点的接地。 n保护接地 电气设备的金属外壳及支架、电缆的金属保 护层等，由于导体的绝缘损坏后可能带电， 为防止产生过大的对地电压危及人身安全而 设置的接地，称为保护接地或安全接地。 n防雷接地 为使雷电流安全地向大地泄放，以保护被击 建筑物或设备而采

16、取的接地，称为防雷接地。 防雷和接地装置课件 n屏蔽接地 为防止外来电磁波的干扰和侵入，以及防止 设备产生的电磁波向外部泄放，而将设备的 静电屏蔽层进行的接地，称为屏蔽接地。 n防静电接地 为防止静电产生事故或影响设备的正常工作， 需要将静电荷迅速向大地泄放的接地，称为 防静电接地。 n逻辑接地 为使电子设备的信号回路具有统一的基准电 位而进行的接地，称为逻辑接地。 防雷和接地装置课件 信号设备应设安全地线、屏蔽地线和 防雷地线。 上述地线均由共用接地系统的地网引 出。 接地导线上严禁设置开关、熔断器或 断路器。 共用接地系统：把需要接地的各系统统一接到一 个地网上，或把各系统原来的接地网通过

17、金属在地下 或地上连接起来，使各接地系统之间成为电气相通的 一个地网。 防雷和接地装置课件 地网由各接地体、建筑物四周的环形 接地装置、基础钢筋构成的接地体相互 连接构成。 电源室接地汇集线引接点 其它接地汇集线引接点 分 线 盘 值 班 室 电源室 继 电 器 室 计算机 房 控制 台室 1 说明：条件许可时，分线盘接地汇集线 可单独引接。 机房屏蔽及防静电地板接地引接点 垂直接地体 垂直接地体 垂直接地体 垂直接地体 垂直接地体 垂直接地体 既有信号楼地网设置示意图既有信号楼地网设置示意图 新建新建信号楼地网设置示意图信号楼地网设置示意图 防雷和接地装置课件 电气化区段、繁忙干线、铁路枢纽、 编组场、强雷区和埋设地线困难地区及 微电子设