前言
此標(biāo)準(zhǔn)提供有關(guān)如何應(yīng)用提前放電避雷導(dǎo)體來有效地保護(hù)建筑物(大樓,固定設(shè)施等等)與開闊地(倉庫,娛樂與體育場所等等)免受閃電電擊的先進(jìn)設(shè)計(jì)的資料,同時(shí)也提供如何達(dá)到這類保護(hù)的方法的指導(dǎo)。
就像任何與自然因素有關(guān)的事物一樣,按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與安裝的閃電保護(hù)系統(tǒng)并不能保證向建筑物,人員或其他目標(biāo)物的絕對保護(hù);然而,應(yīng)用此標(biāo)準(zhǔn)會大大地減少被保護(hù)的建筑物受閃電損害的危險(xiǎn)。
要向建筑物提供閃電保護(hù)系統(tǒng)的決定依賴于以下各因素:閃電電擊發(fā)生的可能性,嚴(yán)重性以及可接受的后果。作出什么選擇是基于“危害評估指導(dǎo)”(本標(biāo)準(zhǔn)的附錄B)文件中的參數(shù)。該文件也提出了適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)級別。
需要具備閃電保護(hù)系統(tǒng)的建筑物舉例如下:
----公共大樓
----塔樓以及一般來說高建筑物(標(biāo)塔,水塔,燈塔等)
----儲存危險(xiǎn)材料的建筑與倉庫。這些材料包括爆炸物.可燃物,有毒材料等。
----儲存易受傷害的或價(jià)值高的設(shè)備或文件(例如通訊設(shè)施,電腦,檔案,博物品,歷史紀(jì)念物等)的建筑物。
從建筑物設(shè)計(jì)階段開始以及在安裝過程中必須特別注意:
通過向與此建筑物有關(guān)的人員:設(shè)計(jì)師,建筑師,安裝人員以及使用人員等請求咨詢來考慮所有能滿足此標(biāo)準(zhǔn)所提出的要求的組成閃電保護(hù)系統(tǒng)的各項(xiàng)因素。在被保護(hù)的建筑物中,要計(jì)劃一下如何輔助地使用導(dǎo)電部件。
本標(biāo)準(zhǔn)說明的措施從統(tǒng)計(jì)學(xué)上來說是有效保護(hù)所需的最低要求。
1概述
1.1范圍與自揀
1.1.1范圍
本標(biāo)準(zhǔn)僅就提前放電避雷導(dǎo)體向低于60米的一般建筑物以及開闊地(倉庫,娛樂場所等)提供閃電保護(hù)規(guī)范作出闡述(注:超過此高度,應(yīng)考慮附加措施預(yù)防側(cè)擊雷等)。它包含了對由于閃電電流流過閃電保護(hù)系統(tǒng)引起的電氣不良后果的保護(hù)。
注意:1.本標(biāo)準(zhǔn)并不包含對防止由電網(wǎng)傳輸進(jìn)入建筑物的由大氣放電造成的浪涌電壓損害的電氣設(shè)備或系統(tǒng)的保護(hù)。2.使用簡單的棒形閃電導(dǎo)體,引伸導(dǎo)線及網(wǎng)形導(dǎo)體進(jìn)行的閃電保護(hù)系統(tǒng)在其他標(biāo)準(zhǔn)中說明。
1.1.2目標(biāo)
本標(biāo)準(zhǔn)提供有關(guān)應(yīng)用提前放電避雷導(dǎo)體制成的閃電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),制造,檢驗(yàn)以及維護(hù)方面的資料。這些閃電保護(hù)系統(tǒng)的目的是盡可能有效地保護(hù)人身與財(cái)產(chǎn)的安全。
1.2參考標(biāo)準(zhǔn)
以下各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)包含了在本標(biāo)準(zhǔn)中引用的條款,因而適用于本標(biāo)準(zhǔn)。在本標(biāo)準(zhǔn)出版之時(shí),下述各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)為最新版本。所有的標(biāo)準(zhǔn)都要不斷修訂,因此,只要有可能,我們敦促基于本標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議各方要使用下列各文件的最新版本:
NFC15-100(1991年5月)Installationselectriquesabassetension:Regles
NFC90-120(1983年10月)Materielelectroniqueetdetelecommunications-Antennesindividuellesoucollectivesderadiodiffusionsonoreouvisuelle:Regles.
NFC17-100(1987年2月)Protetionofstructuresagainstlighting-Requirements.
1.3定義
1.3.1閃電向地面放電:
云層與地面間大氣放電,包含一個(gè)或多個(gè)電流脈沖(回程電擊)。
1.3.2閃電電擊:
一個(gè)或多個(gè)閃電向地面的放電
1.3.3電擊點(diǎn):
閃電電擊與地面,一個(gè)建筑物或一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)的接觸點(diǎn)
1.3.4被保護(hù)容積
提前放電避雷導(dǎo)體的工作容積.在此容積內(nèi),提前放電避雷導(dǎo)體為電擊點(diǎn)。
2.外部閃電保護(hù)裝置(ELPI)
2.1概述
2.1.1設(shè)計(jì)
必須進(jìn)行一次事先的調(diào)查來決定設(shè)置多高的保護(hù)級別,E.S.E避雷導(dǎo)體的安裝位置,下引導(dǎo)體的路徑,接地終端系統(tǒng)和安全位置與型號。在設(shè)計(jì)閃電保護(hù)系統(tǒng)時(shí)要考慮到建筑學(xué)上的一些限制因素,但這樣可能大大地減低閃電保護(hù)系統(tǒng)的有效程度。
2.1.2事先調(diào)查
事先調(diào)查分為兩部分:
(a)評估閃電電擊發(fā)生的概率并應(yīng)用附錄B中的數(shù)據(jù)來選擇保護(hù)級別。
(b)閃電保護(hù)裝置所有部件的位置。
從此獲得的資料應(yīng)當(dāng)用規(guī)格書的形式整理出來,其中規(guī)定:
---建筑物的尺寸;
----建筑物的相對地理位置:孤立的,在山頂上,處于其他建筑樓群(更高,更矮,或同樣高度)中間;
----建筑物容納人員的頻繁程度,這些人員的流動性是大或還是。
----發(fā)生恐慌的危險(xiǎn)性;
-----進(jìn)入建筑物的難易程度;
-----維修的連續(xù)性;
----建筑物內(nèi)部容納的東西:是否有人,動物,易燃材料,敏感設(shè)備如電腦,電子用品或高值的.不可替代的設(shè)施;
----屋頂形狀與坡度;
-----屋頂,墻及承重構(gòu)造的形式;
----屋頂?shù)慕饘俨考约巴獠拷饘俨考缛細(xì)鉄崴,電扇,樓梯,天線,水箱;
----屋頂水溝及雨水管;
----大樓的突出部分及其材料(金屬還是非金屬材料);
----大樓的最易受損部分;
----大樓金屬管(水,電,氣等)的布置;
----會影響閃電路徑的近處障礙物,例如頭頂電線,金屬柵欄,樹等;
----會有高腐蝕性的環(huán)境條件(帶鹽份的空氣,石化工廠,水泥工廠等);
被認(rèn)為易受損的結(jié)構(gòu)點(diǎn)是突出部分,特別是塔樓或塔尖,煙囪與煙道,屋頂水溝,邊緣,金屬塊狀結(jié)
構(gòu)(排氣管,主要的墻壁清潔系統(tǒng),導(dǎo)軌等),樓梯,平屋頂上的設(shè)備房間。
2.2大氣終端系統(tǒng)
2.2.1一般原則
一個(gè)提前放電避雷導(dǎo)體包含一個(gè)尖的接閃器,一臺觸發(fā)裝置以及一根帶有下引導(dǎo)體連接系統(tǒng)的支特桿。
3金屬部件的等電位連接及內(nèi)部閃電保護(hù)裝置
3.1概述
當(dāng)閃電電流流過一個(gè)導(dǎo)體時(shí),此導(dǎo)體與附近的接地金屬部件Z間會出現(xiàn)電位差。由于是處于開路環(huán)狀態(tài),兩個(gè)端點(diǎn)間會產(chǎn)生危險(xiǎn)的火花。
可以進(jìn)行等電位連接。也可以不進(jìn)行等電位連接,這要看開路環(huán)(下引導(dǎo)體與接地金屬部件)兩端間的距離而定。不產(chǎn)生危險(xiǎn)火花的最小距離稱為安全距離S,它與所選的保護(hù)級別,下引導(dǎo)體的數(shù)量,開路環(huán)兩端間的材料以及此金屬部件連接到接地點(diǎn)的距離等因素有關(guān)。
在安裝閃電保護(hù)系統(tǒng)期間要提供絕緣設(shè)施常常是困難的(由于缺少作出決定所需的信息),要提供長期的絕緣措施,也是很困難的(由于結(jié)構(gòu)的變更,加工等),因此,常常是最好進(jìn)行等電位連接。
然而,在有些情況下(可燃的或易爆的管道)是不能提供等電位連接的。因此,下引導(dǎo)體走線路徑要遠(yuǎn)離安全距離s[見3.2.1(C)]。
3.1.1等電位連接
見要有可能,就應(yīng)當(dāng)提供等電位連接。應(yīng)當(dāng)應(yīng)用等電位導(dǎo)體,閃電捕獲器或火花隙將下引導(dǎo)體或吸收閃電電流的ESE避雷導(dǎo)體與建筑物上建筑物增中或在建筑物內(nèi)部的要置于相同電位的部件間在最近點(diǎn)上實(shí)行等電位連接。
3.1.2安全距離
安全距離是在吸收閃電電流的下引導(dǎo)體與附近的接地導(dǎo)體間不產(chǎn)生危險(xiǎn)火花的最小距離(見圖
4.5)。
當(dāng)閃電保護(hù)系統(tǒng)與接地導(dǎo)體間的距離d比SS大時(shí),可以認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到了危險(xiǎn)火花的絕緣目的。
安全距離S(米)=n*(k1/km)*1(米)(公式3)
這里:
---n為接觸點(diǎn)前每一個(gè)E.S.E避雷導(dǎo)體的下引導(dǎo)體數(shù):
n=1一根下引導(dǎo)體
n=0.6二根下引導(dǎo)體
n=0.4三根或更多根下引導(dǎo)體
---ki為所選的保護(hù)級別有關(guān)的因子:
ki=0.1保護(hù)級別I
ki=0.075保護(hù)級別*
ki=0.05保護(hù)級別*
---km是與環(huán)路兩端間的所用材料有關(guān)的因子:
km=1空氣
km=0.5非金屬的固體材料
---l(米)是下引導(dǎo)體上開始要考慮可能發(fā)生危險(xiǎn)火花的點(diǎn)與最近的等電位連接點(diǎn)之間的距離。
4.接地終端系統(tǒng)
4.1概述
每一個(gè)下引導(dǎo)體要配置一個(gè)接地終端系統(tǒng)。
為了要適應(yīng)閃電電流的脈沖特性,增強(qiáng)將電流排出到地的能力,同時(shí)使得在所保護(hù)的容積內(nèi)發(fā)生危險(xiǎn)的電壓浪涌的危險(xiǎn)性降為最小。注意接地端系統(tǒng)的外形,尺寸及接地終端電阻值是至關(guān)重要的。
每一個(gè)接地終端系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足以下要求;
常用規(guī)儀器測得的電阻位應(yīng)為10歐姆或更小。應(yīng)當(dāng)在與其他導(dǎo)電部懺絕緣的接他終端上測量此電阻值。波阻抗或感抗值應(yīng)盡可能小以區(qū)減小在閃電放電時(shí)加在電位升高值上的后電動力。為此目的,應(yīng)當(dāng)避免使用有單個(gè)過長的水平或垂直部件的接地端系統(tǒng)。
因此,使用單個(gè)深埋地下潮濕層的垂直接地系統(tǒng)是沒有什么好處的,除非地面的電阻特別高,應(yīng)當(dāng)注意的是這種鉆入地面的接地系統(tǒng)在鉆入深度超過20米的時(shí),其波阻抗很大。這就要求使用大量的水平導(dǎo)體或垂直的棒子。而從電氣觀點(diǎn)來看,它們必須完美無缺地互相連接來。同樣地,銅導(dǎo)體要比鋼的導(dǎo)體好,因?yàn)橐_(dá)到相同的導(dǎo)電能力,鋼的截面積會大得無法實(shí)現(xiàn)。接地終端系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)按以上所敘原則以及標(biāo)準(zhǔn)NFC15-100中544節(jié)中說明的規(guī)定來制件與布置。除非真正不可能實(shí)現(xiàn),否則,接地終端系統(tǒng)總是應(yīng)從建筑物向外伸展的。
4.2接地終端系統(tǒng)的型式
接地終端系統(tǒng)的大小與安裝地點(diǎn)土壤的電阻車有關(guān)。不同的土壤組成成份(粘土,泥灰土.沙,巖石)的電阻車相差很大。從下面所列的表可以估計(jì)電阻車的數(shù)值,也可以用地電阻議通過適當(dāng)?shù)臏y量方法來測出電阻率。一旦電阻事知道了,便可用以下所列簡化公式來決定終端系統(tǒng)的長度;
線形水平終端系統(tǒng)垂直終端系統(tǒng)
L=2ρ/R(公式4)L=ρ/R(公式5)
式中:
L為終端系統(tǒng)的長度(米)
ρ為土壤電阻事(歐•米)
R為所需的電阻值(<=10歐)
5抗腐蝕保護(hù)
5.1概述
金屬的腐蝕的金屬及金屬周圍的環(huán)境有關(guān)。諸如菌類,可溶性鹽(電解質(zhì)),通風(fēng)程度,電解液溫度及其變化等因素使得情況變得十分復(fù)雜。兩種不同的金屬與環(huán)境造成的電解現(xiàn)象結(jié)合在一起,使更陽性或更活性的金屬的腐蝕程度增加,而使更陰性或更惰性的金屬腐蝕程度減少。應(yīng)當(dāng)防止在更明性金屬中的腐蝕。產(chǎn)生這種反應(yīng)的電解質(zhì)可以是潮濕的土壤.也可以是存在于裂縫中的露水。
5.2注意事項(xiàng)以及要采取的措施
要減少腐蝕,必須:
——在惡劣環(huán)境中避免使甲不適當(dāng)?shù)慕饘伲?BR>——避免峙縣有不同賈法尼對的兩件不同金屬互相接觸;
——用適當(dāng)尺碼的導(dǎo)體以及防腐蝕的緊固件;
——在關(guān)鍵場呂中提供適合外部影響的保護(hù)涂層。
為了要滿足上述要求、作為典型的例子,這里說明以下注意事項(xiàng):
——導(dǎo)電部件的最小厚度或直徑必須符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定;
——鋁導(dǎo)體不能直接理八或嵌入混凝土中,除非它們用耐久的合適的套子套起來。
——如有可能,應(yīng)避免出現(xiàn)鋼/鋁結(jié)合部件。如無法避免,應(yīng)使用適當(dāng)?shù)膬山饘俳宇^來制造結(jié)合部件。
——除了某些存在有酸的環(huán)境下外,當(dāng)在有氧氣或碩酸鹽的情況下,通常銅適用于作接地導(dǎo)體。
——有硫磺或含氨的氣氛中,在下引導(dǎo)體上應(yīng)加涂層。
——導(dǎo)體的緊固件應(yīng)使用不銹鋼制成。在有腐蝕的環(huán)境中,應(yīng)使用適當(dāng)?shù)暮铣刹牧现瞥伞?/P>
6特殊措施
6.1天線
建筑物屋頂上的天線增加了閃電電擊的概率,故為第一個(gè)最易受到閃電效電的部件。
當(dāng)干線為單獨(dú)的或集體的無線電廣播接收天線,則為了要符合標(biāo)準(zhǔn)的要求“,天線的支持桅桿必須
用一根標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)體通過一個(gè)浪涌保護(hù)裝置或一個(gè)火花隙接到下引導(dǎo)體上去(除非該天線位于指定
保護(hù)區(qū)Z外或在另一屋頂上)。
在以下情況下可以使用公共支撐桅桿:
——公共支撐桅桿包含有不需要支索的足夠堅(jiān)固的管子;
——E.S.E避雷導(dǎo)體安裝在桅桿的尖部;
——E.s.E避雷導(dǎo)體失至少比最靠近的天線高出2米;
——下引導(dǎo)體用卡子安裝,此卡子直接固定在桿上;
——干擾的同軸電纜在桅桿的內(nèi)部走。
在使用格子塔式桅桿的情況下,最好同軸電纜穿在金屬管中走。
6.2茅屋頂
這種情況下,E.s.E避雷導(dǎo)體最好裝在煙囪上(如果有的話人)下引導(dǎo)體應(yīng)為8毫米直徑的退火銅
圓導(dǎo)體,用離開一定距離的絕緣物安裝并沿著屋脊走,空隙為20~25厘米,下引時(shí)在排水溝上走。
6.3工廠煙囪
因?yàn)楣S煙囪非常高,且煙與熱氣體將空氣電離,放煙囪極易受閃電擊中。煙囪的上部應(yīng)安裝E.S.E避雷導(dǎo)體,最好用適應(yīng)腐蝕性大氣以及排出高溫的材料,且安裝在順風(fēng)的一邊,如煙囪高度為扎木或更高,最少要安裝完全相對著的兩個(gè)下引導(dǎo)體,其中一個(gè)安裝在順風(fēng)的一側(cè)、這些下引導(dǎo)體必須在煙囪的上都與底部用水平導(dǎo)體互相連接起來。每一個(gè)下引導(dǎo)體應(yīng)有自己的接地終端系統(tǒng)。與第3章中所敘述的相同條件下將建筑物的外部及內(nèi)部金屬部件與最接近的下引導(dǎo)體連接在一起。
6.4可燃性與爆炸性材料儲存區(qū)
按照目前的管制法,儲存可燃性流體的槽子或箱子必須接地。但是這類接地并不能為大氣放電提供足夠的保護(hù),必須對此做徹底的調(diào)查。E.S.E避雷導(dǎo)體應(yīng)安裝在桅桿上,圓桿上,橋塔上或安全區(qū)外的任何其他建筑上,使得它的高度高于被保護(hù)的建投物高度。決定它們放置的位置時(shí)應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)來考慮保護(hù)半徑。接地終端系統(tǒng)必須背離儲存建筑物(倉庫)的方向安裝。E.s.E避雷導(dǎo)體與被保護(hù)的建筑物的接地終端系統(tǒng)應(yīng)為等電位。
注意:1993年1月28日公布的MinsteriaDecree(部級命令)中有關(guān)某些類別的建筑物的閃電
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*Materielelectroniqueettelecons___Antennesindividuellesoncollectivesderadiodiffusionsonoreouvisuelle:
Regles(NFC90-120標(biāo)準(zhǔn),1983年10月,由unionTechniquedeIelectricite印刷)
7.檢查,維護(hù)
因?yàn)殚W電保護(hù)系統(tǒng)各個(gè)部件因腐蝕,氣候,機(jī)械沖擊與閃電而隨時(shí)間喪失其有效性,所以閃電保護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)是至關(guān)重要的。在閃電保護(hù)系統(tǒng)的壽命期間必須保持其機(jī)械與電氣的特性以便滿足標(biāo)準(zhǔn)所提出的要求。
7、1初始檢查
一旦E.S.E.避雷導(dǎo)體安裝完畢,就必須進(jìn)行檢查以保證它符合此標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)條款。
檢查的目的是保證:
----E.S.E.避雷導(dǎo)體比整個(gè)保護(hù)區(qū)域的高度高出超過2米;
----下引導(dǎo)體的材料與尺碼是合適的;
----下引導(dǎo)體按要求來決定其走的路徑,放的位置以及如何進(jìn)行電氣連接;
----安裝的各個(gè)部件牢牢地固定;
----安全距離得到遵守及/或等電位連接已完成;
----接地終端系統(tǒng)的電阻值是正確的;
----接他終端系統(tǒng)之間已互連妥當(dāng)。
應(yīng)當(dāng)在際準(zhǔn)NFC15-100第6部份所指定的條件下用目測進(jìn)行檢查。然而,當(dāng)導(dǎo)體是全部或完全隱藏時(shí),則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行電氣連續(xù)性檢查。這項(xiàng)檢查應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)NFC15--100第6部份的規(guī)定。
7.2定期檢查
檢查的頻率程度有保護(hù)的級別決定.建議按下述周期來檢查:
正常周期加強(qiáng)周期
級別12年1年
級別23年2年
級別33年2年
注意:在有腐蝕環(huán)境情況下,建議按照加強(qiáng)周期來記性檢查.
當(dāng)受保護(hù)的建筑物改造,修理或受閃電電擊時(shí),閃電保護(hù)系統(tǒng)也應(yīng)加強(qiáng)檢查.注意:閃電放電可由安裝在其中一個(gè)下引導(dǎo)體上的閃電計(jì)數(shù)器記錄下來.
7.3檢查的過程
必須進(jìn)行一次目測檢查來保證
----被保護(hù)的建筑物的擴(kuò)充與改造并沒有要求安裝額外的閃電保護(hù)裝置.
——能看得見的所有導(dǎo)體的電氣連接是正確的;
——部件的緊固件與機(jī)械保護(hù)裝置狀態(tài)良好;
——沒有任何部件因腐蝕而性能變劣;
——遵守有關(guān)安全距離的規(guī)定,且有足夠的等電位連接裝置并狀態(tài)良好。必須進(jìn)行測量來證明;
——隱藏導(dǎo)體的電氣連接良好;
——接地終端系統(tǒng)的電阻值正確(如有變動、必須要分析原因)。
72.2檢查報(bào)告
每次定期檢查必須形成一個(gè)詳細(xì)的報(bào)告,其中包含所有在檢查過程中發(fā)現(xiàn)的情況及應(yīng)采取的補(bǔ)救措施。
7.3維護(hù)
在每次定期檢查中發(fā)現(xiàn)的閃電保護(hù)系統(tǒng)的缺陷應(yīng)當(dāng)盡快地加以糾正以便使其保持最佳有效狀態(tài)。
附錄A
(屬于一種標(biāo)準(zhǔn))
保護(hù)模型
A1會合過程的說明
Al.l決定電擊點(diǎn)
當(dāng)雷雨云層形成或到達(dá)時(shí)便在云層與地間產(chǎn)生一個(gè)電場(大氣)。此電場可能在地面上達(dá)到5仟伏/米,因而從地面凸起部份或金屬部件上開始出現(xiàn)電暈放電。
當(dāng)雷電云層內(nèi)部形成一個(gè)下行先導(dǎo)時(shí),閃電電擊便開始了。下行先導(dǎo)電荷放電以步進(jìn)形式向地面移動。下行先導(dǎo)攜帶著的電荷使地面建立起來了電場。
從地面上的建筑物式物體產(chǎn)生了一個(gè)上行的先導(dǎo)。此上行先導(dǎo)向上傳播一直到與下行先導(dǎo)會合,此時(shí),閃電電流便流過所形成的通道。地面上的其他建筑也可能會生成好幾個(gè)上行光導(dǎo)。與下行先導(dǎo)會合的第一個(gè)上行先導(dǎo)決定了閃電電擊的地點(diǎn)(圖Al)。
注意:此說明只描述負(fù)向的下行閃電電擊,這是電氣——幾何模型的僅有的應(yīng)用實(shí)例。目前為
止,這種閃電播速度是最經(jīng)常發(fā)生的。
A1.2先導(dǎo)傳播速度
最近獲得的自然放電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明上行與下行先導(dǎo)在會合時(shí)刻的平均速度值是可以比較的,它們的速度比VUP/VDOWN接近于1(在0.9~1.1之間)。
設(shè)V=VUP=VDOWN=1米/微秒(測得的平均先導(dǎo)速度),這里:
VUP為上行先導(dǎo)速度,NFC17-102:199530
VDOWN為下行先導(dǎo)速度.
V為公共速度。
A2從保護(hù)的觀點(diǎn)看E.S.E.避雷導(dǎo)體的優(yōu)點(diǎn)
A2.1啟動搶先時(shí)間
E.S.E.避雷導(dǎo)體是為減少上行先導(dǎo)的平均統(tǒng)計(jì)啟動時(shí)間而設(shè)計(jì)的。與簡單針避雷導(dǎo)體相比,在同樣安裝條件下,ESE.避雷導(dǎo)體的特征為能產(chǎn)生啟動搶先。這個(gè)搶先時(shí)間通過在本標(biāo)準(zhǔn)2.2.2.1節(jié)及附錄C中推薦的方法在高壓測試實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行評估。
A2.2上行先導(dǎo)的搶先距離
上行先導(dǎo)的搶先距離ΔL(米)=V(米/微秒)*ΔT(微米)
被保護(hù)的容積則是在電氣——幾何模型的基礎(chǔ)上以上述的保護(hù)模型來確定的。
A3保護(hù)模型
A31簡單針形避雷導(dǎo)體的保護(hù)半徑在簡單避雷導(dǎo)電棒中,根據(jù)電氣——幾何模型的研究,閃電電擊點(diǎn)由第一個(gè)距離下行先導(dǎo)為D的地面物體來決定,即使第一個(gè)物體是平坦的地面本身也是如此。此距離D稱為“電擊距離”,它是電擊點(diǎn)到上行和下行先導(dǎo)會合點(diǎn)之間的距離,這也是上行先導(dǎo)的長度。于是,看來好像有一個(gè)虛擬的半徑為D的球,其中心牢固地定位于下行先導(dǎo)頭部且隨著后者下移。
若一根簡單針形導(dǎo)體其高度相對于參考面(建筑物屋頂,地等)為“h”,則有三種可能性(見圖A2):
圖AZ虛擬的球體研究法
——如果此球只與垂直位置的導(dǎo)體(A’)接觸,則此導(dǎo)電棒將是電擊點(diǎn)。
—如果此球與參考面接觸而沒有與垂直導(dǎo)體接觸,則電擊點(diǎn)只在地面S點(diǎn)處。
——如果此球與兩者同時(shí)接觸,則有兩個(gè)可能的電擊點(diǎn):A’與C’,但閃電放電絕不會擊中圖中的陰影區(qū)(見圖AZ、A3)。
附錄B
(屬于一種標(biāo)準(zhǔn))
閃電危險(xiǎn)評估指南及ELPI保護(hù)級別的選擇
B1。概述
閃電危險(xiǎn)評估指南旨在協(xié)助設(shè)計(jì)經(jīng)理人員分析所有由于閃電引起的損害危險(xiǎn)的評估準(zhǔn)則,并確定
保護(hù)的必要性與所要求的保護(hù)級別。這里只說明在被保護(hù)建筑物上的直接閃電電擊以及閃電電流
流過閃電保護(hù)系統(tǒng)所造成的損害。
在許多情況下,保護(hù)的必要性是十分明顯的。其中的一些例子是:
——大量人群;
——不中斷的服務(wù);
——極高的閃電電擊頻率;
——高的或孤立的建筑;
——儲存易爆與易燃材料的建筑以及儲存不可替代的文化遺產(chǎn)的建筑。
閃電電擊在某些常見的建筑物上產(chǎn)生的典型后果列在表BI中。
建筑類別種類閃電電擊造成的后果
常規(guī)建筑私人建筑電氣裝置被擊穿,通;馂(zāi)與設(shè)備損壞只限于接近閃電電擊點(diǎn)或路徑的物體。
戲院,學(xué)校,超市,運(yùn)動場人員驚恐及火災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)失效導(dǎo)致火被耽誤
農(nóng)場火災(zāi)與危險(xiǎn)的火花,由于電流中斷造成的危險(xiǎn);由于通風(fēng)控制失效及飼料配給系統(tǒng)的失效使牛群死亡。
銀行,保險(xiǎn)公司,商業(yè)公司與上同,,還要加上重病監(jiān)護(hù)病人的護(hù)理問題以及殘疾人疏散的問題。
工廠除上述外,還要加上其他后果,后果要看工廠內(nèi)的人員與財(cái)產(chǎn)而定。從較小損失到較大損失及生產(chǎn)量的損失。
博物館與考古館文化遺產(chǎn)不可替代的損失
注;任何種類的建筑物內(nèi)都可能安裝著敏感的電子設(shè)備,它們很易被閃電的浪涌電壓損壞。
附錄C
(屬于一種標(biāo)準(zhǔn))
E.S.E.閃電導(dǎo)體評估過程
C1實(shí)驗(yàn)條件
E.S.E.避雷導(dǎo)體的有效程度是通過將E.S.E.避雷導(dǎo)體的上行先導(dǎo)啟動時(shí)間與簡單針形避雷導(dǎo)體(S.R.)的上行先導(dǎo)啟動時(shí)間相比較來進(jìn)行評估的。
為此,在實(shí)驗(yàn)室測試中模擬上行先導(dǎo)自動(正向的上行先導(dǎo))過程,使得在相同的電氣與幾何條件下依次評估SR避雷導(dǎo)體與E.S.E.避雷導(dǎo)體。
C1.1地面電場模擬
閃電電擊發(fā)生前存在的自然地面電場會影響電暈形成條件與當(dāng)時(shí)的空間電荷條件,因此,應(yīng)當(dāng)對自然地面電場進(jìn)行模擬,它的數(shù)值是10仟伏/米到25仟伏/米之間。
C1.2脈沖電場模擬
為了盡可能接近于自然現(xiàn)象的情景再現(xiàn),地面電場的建立要用上升時(shí)間為100微秒至1000微秒的波形來模擬。在上行先導(dǎo)區(qū)域內(nèi)的波形斜率應(yīng)在2•108伏/米/秒之間。
C2實(shí)驗(yàn)條件的建立.
C2.1要比較的閃電保護(hù)系統(tǒng)的位置
上部板塊與避雷導(dǎo)體間的距離應(yīng)足夠長,以便讓上行先導(dǎo)能在自由空間中傳播,在所有情況下,其長度d≥1米。要比較的物體應(yīng)置于同樣電氣環(huán)境之下,與它們的位置無關(guān)。它們的位置應(yīng)在地面上相當(dāng)于上部板塊中心的位置。它們的高度應(yīng)相同。測試時(shí)一個(gè)接著一個(gè)地進(jìn)行。
C2.2實(shí)驗(yàn)條件建立時(shí)尺寸的選擇
上部板塊與地面的距離H應(yīng)大于2米。高出地面水平的避雷導(dǎo)體高度h與上部板塊高度H之比h/H應(yīng)為0.25~0.5范圍內(nèi)。H為上部板塊的下邊與地面間的距離。