雷電電磁脈沖防護(hù)發(fā)展歷史
1752年7月本杰明?富蘭克林(Benjamin Franklin 1706—1790)的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)及其后于1753年避雷針的公布揭開了人類對(duì)抗雷電的歷史。1873年麥克斯韋(James Clerk Maxwell 1831--1879)發(fā)表的科學(xué)名著《電磁理論》系統(tǒng)、全面、的闡述了電磁場(chǎng)理論,之后伴隨電磁理論的應(yīng)用和普及,針對(duì)電磁脈沖的防護(hù)也正式納入防雷范疇,直接雷防護(hù)和電磁脈沖防護(hù)構(gòu)成雷電電磁脈沖防護(hù)整體并沿用至今。
而在我國(guó),防雷行業(yè)和技術(shù)起步較晚,80年代末期才有防雷企業(yè)誕生,2002年5月深圳屆防雷技術(shù)論壇的召開標(biāo)志著在我國(guó),防雷行業(yè)正式步入成熟,本世紀(jì)初,我國(guó)先后頒布了兩大防雷通用標(biāo)準(zhǔn),GB 50057-1994《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(2000年修訂)和GB 50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》,至此我國(guó)防雷技術(shù)發(fā)展成熟。
雷電電磁脈沖防護(hù)雷電防護(hù)系統(tǒng)
雷電防護(hù)系統(tǒng)( Lightning Protection System(LPS))是指用以對(duì)某一空間進(jìn)行雷電效應(yīng)防護(hù)的整套裝置,它由外部雷電防護(hù)系統(tǒng)和內(nèi)部雷電防護(hù)系統(tǒng)兩部分組成。
注:在特定的情況下,雷電防護(hù)系統(tǒng)可以僅由外部防雷裝置或內(nèi)部防雷裝置組成。
雷電電磁脈沖防護(hù)技術(shù)即防雷技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟,國(guó)內(nèi)各大防雷企業(yè)都能夠?qū)崿F(xiàn)從設(shè)計(jì)、產(chǎn)品提供到施工及售后服務(wù)的防雷一體化體系解決方案(防雷體系)。在一個(gè)完整的防雷體系按照功能的不同分為以下五個(gè)部分:
1、直擊雷防護(hù) (Direct Lightning Protection)
直擊雷防護(hù)是防止雷閃直接擊在建筑物、構(gòu)筑物、電氣網(wǎng)絡(luò)或電氣裝置上。直擊雷防護(hù)技術(shù)主要是保護(hù)建筑物本身不受雷電損害,以及減弱雷擊時(shí)巨大的雷電流沿著建筑物泄入大地的過程中對(duì)建筑物內(nèi)部空間產(chǎn)生影響的防護(hù)技術(shù),是防雷體系的部分。直擊雷防護(hù)技術(shù)以避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷線為主要,其中避雷針是見的直擊雷防護(hù)裝置。當(dāng)雷云放電接近地面時(shí)它使地面電場(chǎng)發(fā)生畸變,在避雷針的頂端,形成局部電場(chǎng)強(qiáng)度集中的空間,以影響雷電先導(dǎo)放電的方向,引導(dǎo)雷電向避雷針放電,再通過接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地,從而使被保護(hù)物體免遭雷擊。避雷針冠以“避雷”二字,僅僅是指其能使被保護(hù)物體避免雷害的意思,而其本身恰恰相反,是“引雷”上身。
主要的避雷針包括常規(guī)避雷針,限流型避雷針和預(yù)放電型避雷針。
接地是一種有意或非有意的導(dǎo)電連接,由于這種連接,可使電路或電氣設(shè)備接到大地或接到代替大地的、某種較大的導(dǎo)電體。
注 :接地的目的是:(a)使連接到地的導(dǎo)體具有等于或近似于大地(或代替大地的導(dǎo)電體)的電位;(b)引導(dǎo)入地電流流入和流出大地(或代替大地的導(dǎo)電體)。
從定義上可以將接地分為:人工接地、自然界地;從工作性質(zhì)上可分為接地保護(hù)(如防雷接地、防靜電接地、設(shè)備接地、配點(diǎn)接地等)、工作接地(如電力設(shè)施的發(fā)、送、配電接地等工作接地還有不需要實(shí)際物理連接的電子線路邏輯地)兩大類。
接地系系統(tǒng)是通過平衡包括阻值、結(jié)構(gòu)、及相互之間配合等因素通過釋放由直擊雷擊、雷電電磁脈沖、積累在設(shè)備上的靜電、電力系統(tǒng)短路等狀況帶來的威脅及其他各類異常能量從而達(dá)到防護(hù)的目的。
通用的接地材料是銅包鋼、扁鋼、鍍銅鋼。其中導(dǎo)電、使用時(shí)間最長(zhǎng)的是鍍銅鋼。
等電位連接(Equipotential Bonding)
等電位連接是指將分開的裝置、諸導(dǎo)電物體等用等電位連接導(dǎo)體或電涌保護(hù)器連接起來以減小雷電流在它們之間產(chǎn)生的電位差。
等電位連接原理是通過將正常情況下彼此獨(dú)立的接地系統(tǒng),通過等電位連接器自動(dòng)導(dǎo)通系統(tǒng)之間的電位差,從而形成更大的聯(lián)合接地系統(tǒng),更有效地進(jìn)行異常能量釋放。
電磁屏蔽 (Electromagnetic Shielding)
電磁屏蔽是用導(dǎo)電材料減少交變電磁場(chǎng)向區(qū)域穿透的屏蔽。雷電電磁脈沖以雷擊點(diǎn)為中心向周圍傳播,其影響范圍可達(dá)2公里外甚至更遠(yuǎn),而不僅僅局限于被雷擊中的建筑物本身或其內(nèi)部設(shè)備。
電磁屏蔽技術(shù)主要包括空點(diǎn)電磁屏蔽技術(shù)和線路電磁屏蔽技術(shù)兩部分:
空間電磁屏蔽技術(shù)是通過分布在各個(gè)方位具有可靠的、連續(xù)電氣連接的金屬材料層來阻擋電磁波的侵入,通過將電磁能在屏蔽體上進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換使此能轉(zhuǎn)化為電能,再通過接地裝置泄放入地。
線路電磁屏蔽技術(shù)是通過穿金屬管(槽)敷設(shè),并將連續(xù)的金屬管(槽)兩端可靠接地而形成屏蔽體以防止電磁脈沖對(duì)金屬線路的電磁感應(yīng)而生成過電壓。線路電磁屏蔽技術(shù)除具有空間屏蔽功能外,還具有在線路引入過電壓時(shí)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)以抵消線路過電壓的功能。
5、過電壓保護(hù)(Overv Oltagep Rotection)
過電壓保護(hù)是指電源裝置和所連接的設(shè)備為防止電源故障以至于產(chǎn)生過高的輸出電壓(包括開路電壓)而施加的一種保護(hù)。
過電壓保護(hù)實(shí)際上涉及多種系統(tǒng)的過電壓保護(hù),其中最主要的是電源系統(tǒng)過電壓保護(hù)和通信系統(tǒng)過電壓保護(hù)。
過電壓保護(hù)技術(shù)主要是通過使用相關(guān)設(shè)備將電能分配到系統(tǒng)的各個(gè)用電設(shè)備當(dāng)中,已限度的削減能量值,再通過對(duì)各用電設(shè)備的安全保護(hù)設(shè)備多級(jí)保護(hù),達(dá)到能量釋放、低殘壓保護(hù)的功能。而在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中,考慮到各種系統(tǒng)的特殊性,需要針對(duì)不同系統(tǒng)設(shè)計(jì)專門的過電壓保護(hù)方案,已達(dá)到防護(hù)目的。
雷電電磁脈沖防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證
雷電電磁脈沖防護(hù)行業(yè)施用標(biāo)準(zhǔn)多而復(fù)雜,主要包括國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)(IEC)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB)、標(biāo)(GJB)以及各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),部分標(biāo)準(zhǔn)如下:
IEC 62305-1-2006 | 雷電防護(hù) |
IEC/TR 61400-24-2002 | 風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng).第24部分:避雷裝置 IEC61400-24 |
IEC 6036,4-5-54-2002 | 建筑物的電氣設(shè)施.第5-54部分:電氣設(shè)備的選擇和安裝.接地措施、保護(hù)導(dǎo)體和保護(hù)跨接線 IEC60364-5-54 |
IEC 60099 | 避雷器 |
GB 15599-1995 | 石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范 |
GB 50057-2010 | 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(附條文說明) |
GB 50343-2004 | 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范(附條文說明) |
GB/T 19271-2003 | 雷電電磁脈沖的防護(hù) |
GB/T 19663-2005 | 雷電電磁脈沖的防護(hù) |
GB/T 19663-2005 | 信息系統(tǒng)雷電防護(hù)術(shù)語 |
GB/T 19856-2005 | 雷電防護(hù) |
GB/T 21431-2008 | 建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范 |
GB/T 21714-2008 | 雷電防護(hù) |
GB/T 2900.12-2008 | 電工術(shù)語 避雷器、低壓電涌保護(hù)器及元件 |
GB/T 7450-1987 | 電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則 |
GJB 5080-2004 | 通信設(shè)施雷電防護(hù)設(shè)計(jì)與使用要求 |
GJB 1210-1991 | 接地 搭接和屏蔽設(shè)計(jì)的實(shí)施 |
GJB 2269-1996 | 后方倉(cāng)庫防雷技術(shù)要求 |
其中無論是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),還是國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都存在較大差異,甚至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之間都存在矛盾現(xiàn)象。如防雷行業(yè)并行的兩個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)GB50057-94(2000)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》都存在包括“術(shù)語”、“雷電防護(hù)分區(qū)”、“雷電防護(hù)分級(jí)”、“防雷設(shè)計(jì)”以及“SPD”的差異。
防雷產(chǎn)品認(rèn)證與產(chǎn)品檢測(cè)機(jī)構(gòu):
1、北京雷電防護(hù)裝置測(cè)試中心
2、上海雷電防護(hù)裝置測(cè)試中心
3、中國(guó)鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)研究所
雷電電磁脈沖防護(hù)專業(yè)資質(zhì)
2005年1月28日,令第10號(hào)頒布的《防雷工程專業(yè)資質(zhì)管理辦法》中規(guī)定:
第三條 防雷工程專業(yè)資質(zhì)分為設(shè)計(jì)資質(zhì)和施工資質(zhì)兩類,資質(zhì)等級(jí)分為甲、乙、丙三級(jí)。氣象主管機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)全國(guó)防雷工程專業(yè)資質(zhì)的管理工作,承擔(dān)防雷工程專業(yè)設(shè)計(jì)和施工資質(zhì)的認(rèn)定工作。省、自治區(qū)、直轄市氣象主管機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)本行政區(qū)域內(nèi)防雷工程專業(yè)資質(zhì)的管理工作,承擔(dān)乙、丙級(jí)防雷工程專業(yè)設(shè)計(jì)和施工資質(zhì)的認(rèn)定工作。
第四條 資質(zhì)單位可以從事《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的類、第二類、第三類防雷建(構(gòu))筑物和油庫、氣庫、加油加氣站、液化天然氣、油(氣)管道站場(chǎng)、閥室等爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的防雷工程、整改工程和新增防雷工程等項(xiàng)目的設(shè)計(jì)或者施工。
乙級(jí)資質(zhì)單位可以從事《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的第二類、第三類防雷建(構(gòu))筑物的防雷工程、整改工程和新增防雷工程等項(xiàng)目的設(shè)計(jì)或者施工。丙級(jí)資質(zhì)單位可以從事《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的第三類防雷建(構(gòu))筑物防雷工程、整改工程和新增防雷工程等項(xiàng)目的設(shè)計(jì)或者施工。文物保護(hù)單位和其他不可移動(dòng)文物防雷工程的設(shè)計(jì)或者施工必須由甲、乙級(jí)資質(zhì)單位承擔(dān)。
我國(guó)防雷工程雙甲資質(zhì)企業(yè)有(截止至2010年3月):
1. 中國(guó)華云
2. 北京萬云科技開發(fā)有限公司
3. 山西華云技術(shù)開發(fā)公司
4. 河北宇翔防雷工程有限公司
5. 內(nèi)蒙古金川開發(fā)區(qū)防雷工程公司
6. 天津市防雷技術(shù)中心
7. 吉林省雷電防護(hù)工程公司
8. 遼寧雷電防護(hù)工程有限責(zé)任公司
9. 哈爾濱華云防雷工程有限責(zé)任公司
10. 上海華云防雷科技有限公司
11. 安徽華云新技術(shù)開發(fā)公司
12. 池州防雷工程公司
13. 江蘇天安防雷工程有限責(zé)任公司
14. 寧波市華盾雷電防護(hù)技術(shù)有限公司
15. 浙江東方防雷工程有限公司
16. 福建省華云科技開發(fā)公司
17. 廈門祥云科技服務(wù)公司
18. 江西省藍(lán)天雷電防護(hù)有限公司
19. 山東天科防雷工程有限公司
20. 青島新科防雷工程技術(shù)有限公司
21. 武漢雷光防雷有限公司
22. 長(zhǎng)沙市克雷科技有限公司
23. 廣東天文防雷工程有限公司
24. 廣東天文防雷工程有限公司
25. 湛江市防雷技術(shù)服務(wù)公司
26. 廣州藍(lán)天防雷技術(shù)有限公司
27. 廣州市番禹區(qū)防雷工程有限公司
28. 廣西防雷工程有限責(zé)任公司
29. 海南祥云雷電防護(hù)有限公司
30. 陜西華安防雷工程技術(shù)有限責(zé)任公司
31. 青海安居防雷工程有限公司
32. 寧夏恒安防雷工程有限公司
33. 石河子市新天地科技服務(wù)公司
34. 新疆瑞特電子工程技術(shù)公司
35. 四川蘭電防雷有限公司
36. 北京歐地安科技股份有限公司
雷電電磁脈沖防護(hù)企業(yè)品牌
中國(guó)有防雷企業(yè)550家,迄今產(chǎn)值上億的企業(yè)(深圳科安達(dá)、興業(yè)雷安、北京歐地安、廣東明家、四川中光等),4000萬以下企業(yè)占到90%。國(guó)內(nèi)企業(yè)以1000萬元、4000萬元、1億元作為分水嶺形成了比較突出的金字塔結(jié)構(gòu)。一批優(yōu)質(zhì)企業(yè)在4000萬至1億元之間徘徊,處于厚積薄發(fā)的狀態(tài)。
2009年國(guó)內(nèi)產(chǎn)值過億企業(yè)簡(jiǎn)介:
深圳科安達(dá)(1億7000萬):廠房面積4000平米,在編員工150人,其中研究開發(fā)人員39人,固定資產(chǎn)2億左右。科安達(dá)公司95%以上銷售額來自鐵路市場(chǎng),占全國(guó)鐵路防雷的30%以上。
興業(yè)雷安(1億4000萬):電信制造商配套產(chǎn)品占公司產(chǎn)值的80%以上。
廣東明家(1億3000萬):主要市場(chǎng)客戶是安防、電力、通訊和海外市場(chǎng)。
四川中光(1億):早的防雷企業(yè),主要市場(chǎng)是SPD浪涌保護(hù)器市場(chǎng)。
北京歐地安(1億1000萬):占份額最多的市場(chǎng)領(lǐng)域是、新能源(風(fēng)電),占領(lǐng)該市場(chǎng)總量的40%、35%。