防止电气设备雷电灾害的方法浅析

防止电气设备雷电灾害的方法浅析

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摘要:雷电作为一种强烈的自然天气现象,其对于各项电气设备的危害是非常严重的,必须采取有效防御措施,以确保发生雷电天气时,电气设备能够避免遭受雷电的损害,有效提升电气装置运行过程中的安全性和稳定性。基于此,本文将针对雷电的类型及对电气设备造成的危害进行分类阐述,同时总结防止电气设备遭受雷电灾害的防御措施和方法。

关键词:电气设备;雷电危害;预防措施;预防方法

雷电是一种壮观且破坏力巨大的自然天气现象,对人们的生产生活造成了非常严重的安全隐患。有关统计结果显示,我国每年由于被雷电直接击中或者间接遭受雷电影响而导致死亡的人员数量超过3000人,同时由此引起的火灾、爆炸、电气设备损坏以及大面积的停电事故、电子信息系统瘫痪事故等更是层出不穷,对当前我国经济生活的发展和进步造成了非常严重的影响。因此,无论是政府部门、企业或个人,都必须重视雷电灾害对各项电气设备带来的安全隐患,须采取行之有效的雷电预防措施来确保电气设备的稳定运行,确保政府部门、企业以及个人生产生活的安全。基于此,本文将针对雷电的类型与对电气设备造成的危害进行分类阐述,同时总结防止电气设备遭受雷电灾害的措施和方法。

一、雷电灾害的类型及对电气设备造成的危害

1.1雷电的类型

总体来说,当前科学领域有关雷电灾害的类型主要包括直击雷电、雷电侵入波、雷电感应、雷电电磁脉冲四种类型。

1.1.1直击雷电指的是大气环境中所存在的携带有大量电荷的雷云,在云层与云层的解除过程中产生相应的电荷反应,并最终形成雷电且直接击中在相应的建筑物以及电气设备中,引发一系列的电效应、热效应、机械效应事故。

1.1.2雷电侵入波指的是雷电产生过程中对电源线路、信号线路等产生破坏性影响并以高压冲击波的形式表现出来。雷电侵入波可以沿着供电线路或者信号线路直接进入建筑结构内部,严重者将直接对人体和相关电力设备的安全性造成严重影响。值得注意的是,雷电侵入波也是最为常见的一种雷击事故类型。

1.1.3雷电感应则指的是雷电在放电过程中会在区域内的导体上引发相应的静电感应、电磁感应,同时由于雷电电流的强度和梯度过高,由此产生强大的交变电流磁场并对区域范围内的金属构件引发相应的感应电流,最终导致区域范围内的金属部件出现电火花现象。

1.1.4雷电电磁脉冲则指的是由于受到直接雷击或者附近雷击,并由此作为干扰源而在区域范围内产生段时间内极高的能量场,并由此对区域范围内的导体进行干扰,导致各项导体设备出现电位升高、磁辐射干扰、电磁波脉冲等一系列事故。

1.2雷电对电气设备造成的危害

对雷电造成的电气设备安全隐患进行探讨,首先雷电会引发电气设备的危险过电压现象。科学研究显示,在雷电击中的中心1~2km范围内均有可能产生危险过电压现象,并会对供电线路上所有与线路连接的设备产生冲击,导致电气设备存储的数据内容和设备本身构造中的精密性元件被严重破坏。相关数据研究显示,国内雷电所引发的危险过电压事故的发生率正呈现出逐年上升的趋势,虽然当前建筑均设计有接闪短杆、接闪带、接闪网等雷电防护措施,当雷电在击中建筑物的过程中,建筑物防雷装置依然会在雷电击中的范围影响下产生危险过电压现象,并最终从相关设备的接地线引入电气设备中,导致电气设备的构造严重损坏。

二、防御雷电的主要措施

当前科学技术发展过程中针对雷电的预防措施主要包括以下内容:

2.1等电位连接措施:通过等电位连接导体或者电涌保护器将分开连接的电气设备或者其他电气装置进行有效连接,以此有效降低雷电所引发的不同设备电位差现象。

2.2建筑物防雷措施:可以通过接闪器、分流器、屏蔽器、均压器以及等电位连接措施、综合布线措施和电涌保护器装置等对建筑物以及电气设备进行有效保护。

2.3电压开关型电涌保护器:电压开关型电涌保护装置拥有放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件等多项组成内容,其在电气设备中的应用能够促使电气设备在无电泳的情况下表现出高阻抗的态势,而一旦电涌出现暂态过电压现象则立即转变为低阻抗,通过开关断开连接的方式有效保护相关电气设备。

2.4限压型电涌保护器:限压型电涌保护装置拥有压敏电阻、抑制二极管等组成内容,其在电气设备中的应用能够促使电气设备在无电涌的情况下表现出高阻抗的状态,同时随着电气设备中电涌电流和电压的逐步升高,其阻抗也会逐步降低,由此能有效地保护电气设备。

2.5组合型电涌保护器:组合型电涌保护器同时拥有电压开关型电涌保护组件和限压型电涌保护组件,其能够根据电气设备的电压特性同时具备开关断开连接的保护功能,和伴随电压升高而阻抗逐渐降低的保护功能。

三、防御雷电的主要方法

3.1防御直击雷电的主要方法

正如上文所言,安装接闪杆、接闪带、接闪网等措施能有效保护建筑物,降低建筑物遭受直接雷击的概率,同时在高压输电线路上安装接闪线也能有效防御直击雷电对高压线路所造成的安全威胁。对上述防雷装置进行分析,外部防雷装置包括接闪器、引下线、接地装置三项主要组成内容。其中接闪器能够有效吸引大气环境中的雷电,对雷电电流有良好的吸引作用;引下线和接地装置则负责将接闪器吸引过来的雷电流导入地下,将有效减轻建筑物遭受直击雷电直接击中破坏的程度。

3.2防御雷电感应的主要方法

针对雷电感应的防御措施,要求相关部门或者个人在建筑物的设计、建设和管理过程中,必须将建筑物内部的电气设备、金属管道等进行规范的接地连接,能有效防御静电感应所引发的高电压问题。同时建筑物屋内外的金属设备、管道建设在接地连接过程中,各项的施工工艺、施工材料,应符合我国法律法规中有关建筑物防雷设计规范的要求。

3.3防御雷电侵入波的主要方法

防御雷电侵入波的主要方法:要求在建筑物的低压供电系统建设过程中,采取地下敷设电缆的方式,对地下电缆的金属外皮设置良好的接地措施,能有效防御雷电侵入波沿着低电压线路进入建筑结构内部。如果仍需选择使用架空线路进行供电,则应当在区域范围内为其设计一组低压阀性避雷器,或者建立2~3mm的保护间隙,将绝缘子铁脚一起进行接地设置,确保相关接地装置能够与电气设备的接地装置同时运行,以此充分发挥对雷电侵入波的防御作用。

四、结语

综上所述,当前社会对于由各种雷电灾害所引发的电气设备威胁越来越重视,许多新的雷电防御装置开始不断研发并应用在人们的实际生活生产中,例如电力防雷装置、高脉冲防雷装置、激光防雷装置等。结合当前主要的防雷方法和各项防雷措施的实际应用情况来看,各种避雷器、接地装置等仍然是电气设备防御雷电灾害的主要设备。相关人员应当充分把握当前建筑物设计、建设和电气设备配置的实际情况,结合相关标准要求做好各项雷电防御措施,确保雷电防御装置的有效性、标准性和实用性,保障各项电气设备的稳定、安全运行。

参考文献:

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