《建筑物的防雷接地设计教学文案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑物的防雷接地设计教学文案.doc（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。建筑物的防雷接地设计-浅谈高层建筑物防雷措施.txt第一次笑是因为遇见你，第一次哭是因为你不在，第一次笑着流泪是因为不能拥有你。浅谈高层建筑物防雷措施提交日期：2003-03-15浏览:321浅谈高层建筑物防雷措施提要：高层建筑防雷问题，是设计和施工中的一项重要内容。本人参与过多项高层建筑工程，在防雷系统组织施工中，将外部防雷装置与内部防雷装置组成统一的防雷接地系统，提高建筑物防雷的可靠性。一、雷电雷电存在于自然界，是大气中自然放电的现象。由于电云负电的感应，使附近地面积累正电荷，地面与雷云之间形成强大
2、的电场。当某处积累的电荷密度很大，激发的电场强度达到空气游离状态的临界值时，雷云便开始向下梯级式放电，逐渐接近地面物体达到一定的距离时，地面物体在强电场作用下产生尖端放电，形成雷云方向逐渐向上先导放电，二者汇合形成雷电通路后随之放电，发出强烈的闪电和雷击。1.雷电流的基本性质1749年美国科学家富兰克林Franlin研究雷电，发明避雷针至今。国内外防雷工作者对高层建筑的防雷研究取得了许多成果，并对雷电的探索也不断深入。雷电的破坏作用主要是雷电流引起的：一是雷直击在建筑物上生成的热效应作用和电动力作用，二是雷电流产生的静电感应作用和电磁感应作用。图1雷电流示波图由图1所示可以看出，开始雷电流急剧
3、增加，雷电陡度=di/dt,很快达到最大值，以后随着雷电流逐渐衰减，随之下降，造成雷电流的剧烈变化。在高层建筑的设计和施工中，为了防止雷击事故的发生，必须要了解防雷接地装置上可能出现的最大电位，在设计和施工中采取相应的措施防止雷击事故的发生，一般来说我国高层建筑物(含钢结构的建筑)的防雷接地引下线长约一百米左右，雷电流通过时单根引下线的全部电压隆：UFJ=i*Rch+Lo*1*di/dt公式中：i雷电流千安Rch接地装置的冲出电阻欧姆Lo单位长茺的电感，约为1.5微亨/米1引下线的长度米UFJ电压降千负di/dt雷电流的陡度千伏/微秒从上述公式我们可以看出，在防雷接地装置中，接地电阻阻值越小，
4、则瞬间内冲击接地电压降就越小，高层建筑物遭受雷击的危险性就越小。所以在高层建筑的设计和施工中，利用建筑物基础地板钢筋做自然接地体，能够很好地起到降低接地电阻的作用。高层建筑物的防雷原理，实际上是通过避雷带引雷，并通过引下线泄流进入大地。因此引下线本身质量的好坏，直接影响雷电流的散流效果，雷电流散流的越快，建筑物遭受雷击的危险性就越小。所以在高层建筑的设计和施工中，利用建筑物的柱或剪力墙内结构主筋做防雷引下线，并保证每条引下线不少于两根主筋与自然接地体连接，随主体结构工程逐层焊接串联至屋顶与避雷带连接，保证防雷引下线的使用功能。因此高层建筑的设计和施工中必须保证有足够小的接地电阻值和安全可靠的的
5、防雷接地装置。1989年山东黄岛油库因雷击引起火灾，造成人员和财产的巨大损失。引起国内防雷工作者的重视，促使设计和施工方对建筑物防雷的研究，尤其对高层建筑的防护显得特别重要。我国八十年代前基本上是采用前苏联防雷接地的做法，八十年代后普遍采用英国防雷接地的做法。防雷接地装置的作用是利用大地建立统一的参考电位或屏蔽作用，使电路运行稳定、质量可靠，保证设备和工作人员的安全、避免受雷电流的危害，起着保护建筑物及强、弱电设备的安全运行。二、防雷接地系统的组成随着我国城市建设水平的不断提高，我们承揽的高层建筑多与重要市政工程相邻，常在基坑的四周做护坡桩保护四周的设施，防止边坡的坍塌。高层建筑地下部分一般为
6、三层左右，基坑较深。在高层建筑的防雷接地系统设计、施工时，不妨利用护坡桩内的主筋与防雷引下线连拉接，这样做具有经济、实用、便于施工、节约材料的特点。由于护坡桩在基坑下十几米深，因此接地电阻阻值一般可达到1欧姆左右。高层建筑防雷接地系统由内部防雷接地装置和外部防雷接地装置组成，内部防雷接地装置包括：笼式避雷网、专用接地装置，外部防雷接地装置包括：接地网、引下线、避雷带、均压环，以提高建筑物整体防雷的可靠性。图2接地网平面示意图1.高层建筑物的外部防雷接地装置(1)接地网当发生雷电时，雷电流通过引下线向自然接地体周围大地泄流外散，土壤呈现的电阻称为接地电阻，接地电阻公式：Rd=p*/c，我们从公式
7、可以得出一个结论：当增大接地网的面积，接地电阻将减小。接地网是指水平方向由钢筋绑扎或焊接成的网格，水平钢筋组成的接地网可以近似看成一块独立的平板，它的电容主要由它的面积决定的。附加于这个平板上有限长度的竖向钢筋接地体，其所增加的长度不足以改变其电容，即接地电阻减小不多。只有当这些附加的竖向接地体的长度增加到可以和平板的长、宽尺寸相近时，平板趋近于一个半球时，电容才会有较大的增加，接地电阻才会明显的减小。另一方面，因为电容所储存的能量不是储存在极板上，而是储存在整个电介质中即整个电场中，电介质中的能量密度与其电容率有关。在大型建筑的基坑内，接地网埋深的尺寸比起接地网的几何尺寸小的多，所增加的储存
8、能量的介质空间是极其有限的，在这个有限空间中的能量密度较小，表明增加接地网的深度对减小接地电阻的作用不大。在设计利用底板接地网做自然接地体时，不应认为自然接地体埋得越深，接地电阻就越小，应通过地质勘探报告了解周围的土质情况。底板接地网的网格要求请见表1所示。表1按建筑物的防雷类别布置接地网建筑物的防雷类别接地网格的尺寸(mm)第一类防雷建筑物55第二类防雷建筑物1010第三类防雷建筑物2020在施工中底板接地网与护坡桩的钢筋就近连接，连接点的数量与引下线的数量一致，并且应对齐引下线的位置。在距地坪面负0.8米处用40mm4mm镀锌扁钢与四周护坡桩内的两根主筋连接，形成闭合回路。(2)引下线引下
9、线的作用是将避雷带与自然接地体连接在一起，使雷电流构成通路。在高层建筑中利用其柱或剪力墙中的主筋做为引下线，随主体结构逐层串联焊接至屋顶与避雷线连接。为了安全起见每条引下线不应少于两根主筋，主筋的截面不应小于16mm。在高层建筑的设计、施工中，利用其结构主筋做引下线，本人认为这样做具有经济、实用、易于操作的特点，由于现浇混凝土内的引下线不易氧化，所以具有使用寿命长的特点。按建筑物的防雷类别适当减小引下线的间距，这样做可以迅速分流，降低反击电压，请见表2所示。表2按建筑物的防雷类别布置引下线建筑物的防雷类别引下线间的距离(m)第一类防雷建筑物小于18第二类防雷建筑物小于20第三类防雷建筑物小于2
10、5(3)避雷带避雷带由避雷线和支持卡子组成，避雷带应设置在建筑物易受雷击的层檐、女儿墙等处，其作用是引雷效应，雷电流通过引下线向大地泄流，避免高层建筑物雷击。避雷线安装：(a)避雷线应顺直，不应有高底起伏现象。(b)避雷线弯曲处不得小于90，弯曲半径不得小于圆钢直径的10倍。(c)避雷线采用镀锌圆钢，直径不应小于12mm。(d)镀锌圆钢焊接长度为其直径的6倍，并双面焊接。(e)如遇有变形缝处应做煨弯补偿处理。支持卡子安装：(a)支持卡子采用404mm镀锌扁钢，卡子埋深不应小于80mm。(b)卡子顶部一般应距建筑物屋檐、女儿墙等表面100mm。(c)卡子水平间距不应大于100mm，各间距应一致，
11、转角处两边的卡子距转角中心不应大于250mm。(d)所有支持卡子应横平竖直，固定牢固。(4)均压环在高层建筑的设计和施工中，除了防止雷电的直击外，还应防止侧向雷击，超过30米高的建筑物，应在30米及其以下每隔三层围绕建筑物外廓的墙内做均压环，并与引下线连接。保证建筑物接构圈梁的各点电位相同，防止出现电位差。(a)均压环采用不小于8mm的镀锌圆钢，或不小于24mm4mm的镀锌扁钢。(b)均压环沿建筑物的四周暗敷设，并与各根引下线相连结。(c)外檐金属门、窗、栏杆、扶手、玻璃幕、金属外挂板等预埋件的焊接点不应少于两处，与引下线连接。(d)搭接长度扁钢2b、圆钢6D、圆钢和扁钢6D。(注：b为扁钢长
12、度，D为圆钢直径，扁钢搭接应焊3个棱边，圆钢应焊接双面。)2.高层建筑物的内部防雷接地装置高层建筑除了采用外部防雷措施外，还应采用内部防雷措施法拉第笼(Faradayscover)俗称笼式避雷网。笼式避雷网利用建筑物柱、剪力墙内的坚向钢筋迅速分流并疏导雷电流，与板内水平钢筋形成笼网状，在一定程度上屏蔽雷电流产生的电磁感应，还可以达到良好的均压环及等电位作用。现代高层建筑物内重要的强、弱电机房多采用笼式避雷网，因此建议在高层建筑的防雷接地系统的设计和施工中，将内部防雷接地装置与外部防雷接地装置结合起来，构成统一的防雷接地系统，防雷效果将是最理想、安全和可靠的。弱电机房接地装置(a)机房内的避雷器
13、、总配线架、设备的金属外壳等均应接在总接地母排上，使弱电系统各回路间相互感应而产生的干扰降低。(b)机房内总接地装置不应与工频交流接地装置互通，应单独设置接地装置，接地电阻应小于4欧姆，以提高弱电系统传输信号的质量。三、总结目前随着计算机、通讯、控制(3C)技术的发展，对防雷接地系统的设计、施工提出了更高的要求。确保弱电系统传输信号的稳定性、设备的抗干扰性。因此必须加强内部防雷与外部防雷，达到提高整体防雷的效果。本人结合近几年所干过的工程提出一些看法，不妥之处请同仁给予指正。1大型建筑的防雷接地系统应由内部防雷接地装置和外部防雷接地装置组成，内部防雷接地装置包括：笼式避雷网、专用接地装置，外部
14、防雷装置包括：接地网(自然接地体)、引下线、避雷带、均压环。2本人认为，利用基础底板水平钢筋搭接成接地网，与槽边四周的钢筋连接形成闭合环路，组成自然接地体。这样做具有：经济、实用、可降低接地电阻、均衡电位的特点，在防雷接地系统的设计、施工中应充分利用自然接地体，尽量不设置人工接地极。3高层建筑引下线的数量影响雷电流分流效果，设计引下线之间的间距请见表2。本人认为高层建筑的接地电阻阻值符合设计要求时，可不设置断接卡子。因为引下线暗敷在现浇混凝土内不易氧化，可延长引下线的使用寿命。尤其是公共设施(如大厦、饭馆等)外装修较为豪华，不设置断接卡子可减去对外装修面的影响，提高外装修的质量。4本人认为除烟
15、囱、水塔等特殊用途的建筑物外，尽量不设置避雷针，减少产生电位差的内部因素。可将屋面上的各种金属管道与避雷带连接，构成建筑物的等电位体。5随着计算机、通讯、控制技术的发展，对防雷接地系统提出了更高的要求，保证建筑物内的各种设备的正常工作。因为这些微电子设备具有精确度高、灵敏度强的特点，同时易受因雷电流所造成的电磁干扰。因此对机房的设计、施工应采取笼式避雷网，对外界的电磁干扰可起到屏蔽作用。在结构设计时应保证机房的顶板、底板、墙体内钢筋网格大小一致。同时在机房内设置专用接地母排，各种设备的金属外壳接地。对防雷接地中几个问题的思考.txt我这人从不记仇，一般有仇当场我就报了。没什么事不要找我，有事更
16、不用找我！就算是believe中间也藏了一个lie！我那么喜欢你，你喜欢我一下会死啊?我又不是人民币，怎么能让人人都喜欢我？摘要：分析讨论浪涌保护器（SPD）的接线长度与接线方式，闭合电气环路处理，公共地网中防雷与防工频故障电流干扰等问题，提出处理这些问题的方法，以雷电入侵计算机通信网络造成损坏的问题为重点，详细分析讨论雷电瞬变空间电磁场入侵途径及造成损坏的直接原因，阐述了降低瞬态互感电动势的思路及有效的措施，必须合理布线，恰当屏蔽，正确接地。关键词：接线长度；接线方式；总流零线；瞬变电磁场；瞬态过电压；闭合环路中图分类号：TN895：TM862文献标识码：B文章编号：1009-5373（20
17、01）03-0048-06在防雷接地中存在着3个普通而不为人们注意（SPD选用和安装标准草案）也作了相应规定，即但又重要的问题，即合理选择浪涌保护器的接线长度及接线方式，妥善处理闭合环路和使防雷与防工频故障电流干扰的兼容并蓄。本文分析讨论这3个问题，力图引起防雷工作者对这些问题的足够重视。一、浪涌保护器接线长度及接线方式的合理选择标定工程有限公司提供的下面一组数据是对浪涌保护器（SPD）在相同试验条件下两种不同接线长度与接线方式进行试验而测得的（表1）。从数据可知：表1标定公司的试验数据接线长度被保护设备SPD上电压接线电压m布线情况端压vvv2散开布线230060017002捆扎120060
18、01100散开布线810600210捆扎630600301.接线上的电压VL与接线长度成正比SPD接线长度为2m时，线上压降为1700V，接线长度为0.25m时，电压为210V，接线长度与线上的电压的关系，后者与前者之比都同为1/8。这是由于接线上的电压是自感电压，即VL=-Lddit，VLL，而自感量L是与接线长度成正比的，即接线上的自感电压随接线长度的增长按比例增高。因而加于被保护设备的电压也就越高。正鉴于此，很多公司对其SPD产品的接线长度都作明确的规定，如“雷电通”规定了电源SPD接线不得超过0.25m，信号线不长于1m。LEC364-5-534SPD连线全长，不宜超过0.5m，显然，
19、规定接线长度标准的用意，就在于限制接线上的自感电压，而使被保护设备上承受的浪涌电压尽量低。2.采取特殊连接技术可以有效地降低接线上的自感电压2m捆扎接线较相同长度的散开接线，其接线上的电压由1700V减到1100V，减少了600V；0.25m的，由散开接线上的电压210V减到捆扎接线时的30V，减少了180V，且SPD为捆扎接线时的端电压630V与SPD残压800V相近，可见SPD捆扎接线较相同长度的散开接线上的电压小许多。从图1可以看出捆扎接线上感应电感之所以较小，是因为感应电流流过平行紧扎的进、出2条线时会产生2个等量反向的磁场，按右手定则可知，两线间中部磁场则相互抵消，故感应电压大大减小
20、。由此则产生了凯文接线法和多组引线并接法（接线较长时），借以提高保护效果。图1SPD接线平行紧扎磁场分布加于设备的电压E，为SPD之残压Vp与接线上电压VL之和，即E=Vp+VL以上两点，即所谓高压浪涌具有的高频特性。若防雷工程实施中未充分注意到这一高频特性，SPD未采取高频连线短直特殊的连线技术，被保护设备上就将加上E=Vp+VL，电压在810V2300V，甚至更高。可见。SPD安装方法不仅影响到SPD的效能，而更为重要的是还危及到被保护设备的安全。为此，SPD的接线长度须按规定要求选取，接线方法尽可能采用进出线紧扎或凯文等方式。当因条件限制，接线较长时也须使之越短越好，并采用多组引线并接紧
21、扎方法，因为多组引线并接紧扎，其电感电流将均分于各组引线上，故所产生的磁场强度将随之减弱到一组紧扎的1/（n为引线并接紧扎组数n-理论值）。二、闭合环路问题的妥善处理雷电闪击时，将在空间产生强大瞬变电磁场，处于邻近的如图2所示，矩形开口环路上，将以互感耦合形式在闭合环路开口处（ab）产生如下式的瞬态冲击过电压：E=-Mddit。M=0llnl+D2D则E=0.210-6llnl+DDddit1式中0为空气导磁率，0=410-7（H/M），M为互感系数，其他参数如图2所示。图2雷电闪击附近开口环路示意图1.油罐内金属环路的无间缝处理将D=500m，l=10m，di=104kA，dt=2.5s代入
22、（1）式，即E=0.210-6llnl+DDddit=0.210-6lln500+101040005002.510-6=1.6（kV）这就是震惊全国的某油库爆炸的诱因1。式中：D=500m是距油罐500m以外发生的雷电闪击；l=10m为非金属油罐内金属10m10m接触不良（开口），等效矩形环路之边长；di=104kA是当时测得的3次落地雷中最大一次雷电峰值电流；dt=2.5s，雷电前沿时间取值。可见，当导体环路有接触不良情况那怕仅有1mm间隙时，也会产生电火花而引爆燃油挥发气体。因此，必须严禁金属环路有间隙和接触不良情况出现。当然，改非金属油罐为全金属油罐势在必行。但值得一提的是，全金属油罐的
23、罐盖与罐体在开启和盖上时，难免不出现间隙或接触不良情况。为此，必须将罐盖与罐体作可靠的电气软连接，以禁绝电火花出现。2.机房接地母线的闭合处理如果将图2中开口环路当作机房接地母排，在其开口（ab）处通过2条接地线引到相邻通信设备上，那么，发生雷击时两设备间则会出现瞬态过电压，而可能导致两设备同时损坏。因此，应尽量将接地母排作成闭合环路。这样不但使接地母排阻抗成倍减小，而且更有利于通信设备的“就近”接地，亦使地线母排更趋等位均压。不仅如此，雷电通过传导和互感方式耦合到闭合电气接地环路内，并以瞬态过电流形式将一部分能量消耗掉，从而减少楼层间接地环路电位差；减轻雷电对接地总汇集排产生的影响；减弱同轴
24、电缆引雷到其它导体上的感应。3.计算机通信网络闭合环路面积的压缩处理有人对计算机雷击损坏情况作过抽样调查，发现计算机局域通信网络遭受雷击损坏最为严重，其中以同轴网络适配卡损坏数量最多，接口适配卡如RS232居其次。抽样调查的结论是，雷电瞬变空间2电磁场是造成其局域通信网络损坏的重要因素。雷电瞬变空间电磁场要造成损坏，亦如前面所述，必以闭合电气环路为依托，并以互感耦合形式产生浪涌电量（瞬态过电压、瞬态过电流）实现，显然，通信网络中构成的闭合电气环路是雷电瞬变空间电磁场的入侵途径，在闭合环路内产生的电浪涌是造成损坏的直接原因。弄清这两点，对于针对性地采取措施，进行通信网络的防雷综合治理有重要意义。
25、下面仅就此对雷电损坏最多的同轴网络适配卡和接口卡的损坏情况进行分析讨论。（1）通信网络闭合环路的构成由于接口电路构成闭合电气环路的“隐蔽性”故特以目前广泛采用的接口芯片MC1488（驱动器）、MC1489（接收器）构成以RS232串行接口电路和典型的UM9092同轴网络适配卡为例，说明其是如何构成闭合电气环路的。RS232串行接口所形成的闭合电气环路在RS232串行通信端口之间，保护地与信号地线看似两条各自独立的线路。但根据RS232串行通四川通信技术2001年信接口协议规定，端口间信号线（数据线，控制应答线）须连通外，其信号地与保护地也须连通。在终端机内信号地与保护地两者本来就是连通的，且已
26、成为终端机的内部工作地，该工作地又与电源保护地及计算机外壳相连。如此，便构成了即如图3所示的含RS232串行接口电路在内的闭合电气环路。图3RS232串行接口电路示意图同轴网络适配卡形成的闭合电气环路与串行接口电路RS232不同，同轴网络适配卡UM9092芯片是通过以下两种方式在通信网络中构成闭合环路的：UM9092接口芯片的BNC连接器电缆屏蔽层有1只1000P电容与计算机内直流地相连。当雷电泄流时，此电容相当一短接线，将适配卡、电缆屏蔽层与计算机工作地连通，又通过计算机工作地与电源保护地连通；按同轴网络安装技术规范，适配卡通过T形连接器与网络电缆连接，在每段网络电缆一端通过终结器再接地。于
27、是将同轴网络干线电缆（信号线，信号地）与设备保护地之间连通为更大的闭合电气环路。上述的闭合环路正是雷电瞬变空间电磁场在计算机通信网络造成接口电路严重损坏的入侵途径。（2）通信网络雷电损坏原因分析由以上分析并由图3可知，保护地与各终端设备信号地之间存在着直接或间接电气联系，并由此形成两个闭合环路：保护地与信号线之间形成闭合环路和保护地与信号地之间的闭合环路；设闪击时有雷电通过某主钢筋或横木梁某钢筋，其瞬变电磁场在两闭合环路内将产生瞬态电压E1和E2，但信号线与信号地同属一条电缆内的芯线与屏蔽层，其间距极小，故E1和E2几乎相等，即E1=E2=-Mdidt。设信号线、信号地线、保护地线连接于信号线
28、与信号地的网络端口、远程端口之阻抗分别为Z1、Z2、Z3、Z4、Z5；将电路理想化并略去次要因素，则可建立如图4所示电路模型，根据电路模型并设雷击瞬间各闭合环路电流分别为I1、I2、I3，即可建立如下电路方程组：I3=I1+I2I3Z3=E-I2Z2I2Z2I1=E-（Z4+Z5+Z1）解方程得I1=Z2EZ2Z3+（Z4+Z5+Z1）（Z2+Z3）网络端口电压VZ4=Z4I1=Z4E（2）Z2+（Z4+Z5+Z1）（1+Z3Z2由（2）式可知，网络端口电压VZ4虽与保护地线、信号线、信号地等阻抗有关，但主要与E和网络端口的自身阻抗有关，且成正比。因网络端口的阻抗是常量，故VZ4主要随E变化而
29、变化。当E超过通信网络端口电路或其它接口芯片如同轴网络适配卡UM9092，RS232自身所能承受的最大冲击电压VZ4时，将会导致接口电路的损坏。在计算机局域通信网络中，无论是同轴网络适配卡，还是RS232串行接口电路，都通过结构连接或通信接口协议，已直接或间接、有形或无形地将通信电缆屏蔽层和网络干线终结器接地线，网络适配卡与网络终端设备地线回路以及连接至接地总汇流排昨地网的设备保护地之间构成一个很大的闭合电气环路。根据（1）式E=-Mddti知，E是正比于互感系数M的，即EM，而M则与通信线路、信号地线与保护地线之间形成的闭合电气环路所包围的面积大小密切相关（详见下述相关部分）。其所包围的面积
30、越大，E越大，加于网络端口即同轴网络适配卡及RS232接口的冲击电压VE4也越高，因而它们遭受损坏的机率也较高，损坏亦越严重。这就是雷击时何以通信网络损坏最为严重的原因所在。因为形成闭合电气环路的“隐蔽性”，所以雷电瞬变空间电磁场在闭合环路中造成的通信网络损坏，误被归咎于雷电线路（通信、供电线路）传导耦合或雷电地电位反击所致。这种误解将导致采取的措施缺乏针对性，潜在的危险并未消除，同样的损坏可能再次发生。（3）减小通信网络雷电瞬变空间电磁场损坏思路与措施由上述解析可知，雷电瞬变电磁场在闭合电气环路中产生的互感瞬态过电压是造成通信网络接口电路损坏的直接原因。因而减少瞬态过电压对降低计算机通信网络
31、的雷电损坏有着重要作用。由E=-Mdi=ollnl+Ddi可看出，瞬变dt2Ddt空间电磁场在闭合电气环路中产生的瞬态过电压不仅与通信线路、信号地线与保护地线之间形成的电路回路所包围面积大小有关，而且还取决于通信电缆长度及其与感应源的间距，以及感应源的电流变化率，而这些可通过合理布线、恰当屏蔽和正确接地得到妥善解决。为此，防雷设计、施工中须尽可能做到：通信电缆线槽及地线线槽的布放尽量远离建筑物立柱（尤其是外侧立柱）或横木梁，其布线应尽可能短直，并不应有回圈，以减弱互感耦合强度。通信设备保护地线确保只与地网一点可靠电气连接，应可能避免在第二点与主钢筋，避雷引下线及局域网外通信设备地线相连，主要目
32、的在于避免构成闭合环路，避免引起外界干扰等。若通信设备保护地线仅与地网或地线母排作一点连接时，则可改变信号线缆与电源线，保护地线远离布放的传统作法，而将通信设备地线与通信电缆在同一线槽内布放，以减少通信线路闭合电气环路面积，降低通信线路互感电压幅值。接地连线应尽可能紧靠通信缆线，其接地端亦应紧靠通信缆线与设备的连接端口；电缆金属屏蔽层至少两端就近接地。其主要作用是实现阻抗转移，减少雷电流感应压降。据英国BS6651标准称，当雷电流流过铁质框架或钢筋混凝土结构时，雷电流主要部分将流向导体外部。这意味着其内中部电磁场相对较弱，这便有效地降低了通信线路中的瞬态感应过电压值。因此，通信电缆及地线的布放
33、应尽量集中在建筑物内中部。三、防雷与防工频故障电流干扰的兼容并蓄1.保护地线与工作地线的分设现代通信倡导联合接地、建立公共地网，其目的是防雷。交流地、逻辑地、信号地、保护地在公共地网上连成电气一体化。雷击瞬间，水涨船高，各地线间仍处于同等电位，防止了雷害发生。然而，上述各种地经由地线交织在一起，若遇交流故障（如交流电源三相严重不平衡），就将对信号形成干扰。如何既防雷又防干扰，这既是设计又是施工中值得重视的问题。在公共地网中要使两者兼容并蓄，首先必须采取三相五线制供电方式，其次是使两种性质接地线保护地与工作地之接地线严格分设，即将直流用电设备及交流配电设备均采用三相五线制中的无流零线作保护地。通
34、过保护地线即无流零线将故障电流送回到变压器，使之不串入工作接地系统。同时将三相五线制中的工作地中性线采用绝缘导线；交流屏的中性线不应重复接地并对机架外壳及正常不带电金属部分作绝缘处理。但仅此是不够的，还须将机房的工作接地和保护接地分别从机房之接地母排上引接，以建立并保持任何接地系统只在一点与公共地网连接，防止错综复杂的地线网构成接地闭合回路，使故障电流无法串入工作系统，则不易干扰通信电路。有人认为，既然已联合接地，就可以将交流配电屏中性线重复接地或将其当作保护地（即“接零保护”）。这样作使无流零线失去存在价值，三相四线制的弊端如信号干扰及潜在的安全问题将被暴露出来，是对建立公共地网的误解。2.
35、合理选择无流零线的截面积从上述分析可看出，三相五线制中无流零线的作用是将三相不平衡电流或故障电流导入自身再回到变压器，使地网压降值限制在允许范围内。能否使无流零线起到这一控制作用，关键在于对无流零线截面积的合理选择。但这一问题却不被人重视，以至影响到通信质量，甚至导致烧断中性线的故障发生。计算无流零线截面积，需先求取其上的电阻，根据图5电路可求得：图5通信综合楼三相五线制供电方式连线图有连通线时R=IiR-网ii）无连通线时R=IiR-变i+IiR-网i+（R网I-+iR网式中的参数：R变为变电器接地电阻，可测；R网为公共地网接地电阻，可测；i为根据相关要求，被允许流入公共地网的电流，例如在数
36、据通信中规定地线对地网电压值为4V，1984）则i（CCITT建议V.10，=R4网；I为故障电流，由实际情况确定或估算。依照R=l，在选择无流零线材料后（）后再S确定其长度l，就能算出无流零线截面积S了。3.SPD在三相五线制中的设置方式采用三相五线制后，出现了两条接地线中性线N（在变压器处接地）和无流零线PE。SPD如何设置，这是要解决的问题。在采用小电阻接地系统的10kV电网中，其接地故障电流高达数百安，甚至12kA，此故障电流在变电所接地电阻上产生的高达23kV的故障电压使低压系统与地之间也带有23kV的故障电压。因有约0.5s1s的较长持续时间（是由保护装置固有动作时间决定的），若采
37、用各相及N线对保护地PE安装SPD方式，不仅危及人身安全，线路及设备绝缘损坏，而且压敏电阻SPD因不能承受远大于自身纳秒级响应时间的浪涌而烧坏并因此引起对地短路。若采用相线对N线设置压敏电阻SPD，又在N线与PE线加装火花间隙的SPD，且将其间隙放电电压值调在2.5kV3.0kV（视情况而定）如图6所示，就可避免10kV电网接地故障引发的对工频瞬时过电压将SPD烧坏事故及上述情况发生。从以上3个问题的分析讨论中不难发现：超量瞬态过电压的产生缘于自身的感应量（自感L和互图6三相五线制中SPD的设置方式感M）过大，而通过自身结构改变的方法来减少感应参数，则能有效地遏制超量瞬态过电压；为防雷建立了公共地网，但却引来了工频故障电流对信号的干扰。在引来干扰的公共地网中采取工作地与保护地严格分设，妥善处置SPD，以及合理选择无流零线截面积，则可解决防雷与干扰两者兼顾的问题。由此我们得到如下启示：防雷接地中某些问题的产生因自身因素而起，而问题的解决总可以从自身因素中找到突破口。参考文献：1苏邦礼.雷电与避雷工程M.广州：中山大学出版社，19972卖云季扬.计算机通信网络防雷技术J.工科物理副刊，现代防雷专辑（1），1998-