静电屏蔽十篇

时间:2023-03-17 21:27:38

静电屏蔽

静电屏蔽篇1

本节课的关键在于让学生理解放入电场中的导体如何达到静电平衡的过程,让学生清楚处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零,在此基础上理解静电屏蔽及其应用。鉴于学生刚刚开始接触电场的概念,对电场的理解还比较模糊和生疏,因此对放入电场中的导体如何到达静电平衡的过程,教师可采用设问并让学生自己解决的方法,让所有学生在学习的过程中都能有所思,进一步加强学生对电场的理解,同时锻炼和培养学生逻辑思维能力和推理能力,让学生能够从科学的角度理解放入电场中的导体从不平衡到到达静电平衡的过程,这样可以很自然地得到处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零,静电屏蔽实际上是这一点的应用,到此学生应该很容易理解静电屏蔽的原理。

物理学是一门以实验为基础的学科,教师在教学过程中应该让学生观察物理实验,尊重实验事实,并能够寻求恰当的方法,通过合理的推理和验证来揭示和总结物理现象背后的物理本质。因此,这一节课应该以实验为主线来组织教学,让学生观察实验,总结物理规律,并能作出合理的解释。

二、教育教学目标

(1)教学学习目标:①理解静电感应发生的过程。②建立静电平衡的概念。③理解静电屏蔽及其应用。

(2)教学情感目标:学生在学习的过程中,通过思考和想象、合作与交流,理解静电屏蔽现象并能科学地加以解释,从而获得成功的体验。

(3)教学德育目标:在教学过程中,强调科学与人文教育相结合,引领学生热爱大自然,通过科学的教育方法,使学生综合素质得到提高。

三、教学准备

(1)实验器材准备:验电羽、验电器、高压感应线圈、感应起电机、金属导体球、金属网罩、法拉第笼、绝缘材料。

(2)教育教学准备:把学生分成几个小组,在教学过程中适时适当地进行讨论、合作和交流,培养学生团结协作的能力和与他人相处的能力。

四、教学过程

实验一:通过高中物理课本(人教版修订本)序言中的一个实验引入新课,课本中是用感应起电机给装有小鸟的金属笼带电,而金属笼中的小鸟安然无恙。此处为了加强实验的演示效果和方便操作,将感应起电机换成用高压感应线圈对金属笼放电,提出问题,让学生带着问题开始思考和学习。

(1)静电感应。

实验二:静电感应实验。这一段的教学主要采用学生观察实验并加以解释的方法,让学生建立静电感应的概念,并明白感应电荷的含义。放入电场中的导体,导体内部的自由电荷由于受到电场力的作用,将在导体内部重新分布,这种放在电场中的导体,自由电荷重新分布的现象,叫静电感应现象。此时导体两端出现的电荷叫感应电荷。

(2)静电平衡。

A.此处用以下几个问题,让学生结合课本研究静电平衡的过程。

①图中“ ”表示放入匀强电场E0中的一段导体中的一些自由电子,匀强电场E0方向水平向右,请在图中作出匀强电场E0对这些自由电荷的电场力的示意图。②你认为这些自由电子在电场力的作用下将向哪一端迁移,迁移的结果将使导体左右两侧分别堆积何种感应电荷? ③感应电荷建立的电场分布情况如何,请在图中画出感应电荷建立的电场电场线的大致分布。④请在图中画出感应电荷建立的电场对这些自由电子的电场力示意图。⑤随着两端堆积的电荷越来越多,感应电荷的电场越来越强,最终是否还会有电荷的定向移动?⑥最终感应电荷建立的电场与外电场叠加后,导体内部场强应为多少?

B.最终引导学生得出结论: ①标志:自由电荷停止定向移动;②特点:导体内部场强处处为零。

(3)静电屏蔽。

①根据处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零的特点,引导学生理解静电屏蔽的含义:导体壳可以保护它所包围的区域,使这个区域不受外电场的影响,这种现象叫静电屏蔽。

实验三:静电屏蔽实验。用感应起电机让金属导体球带电,导体球能够使放在它附近的验电羽张开,而用金属网罩将验电羽罩住之后,让金属导体球带电,验电羽将不会受到任何影响。该实验由学生自己动手做,亲自感受静电屏蔽并能作出合理的解释。

实验四:法拉第笼实验。用高压电电击金属网做成的金属笼,笼内站一人,笼内的人不受任何影响,而且可以用手触摸金属笼内壁,不会受任何影响。

②静电屏蔽的应用。1)高压带电作业时所用的屏蔽服。让学生观察工人高压作业的图片,想象屏蔽服的结构并作出解释。2)通信电缆外面包一层铅皮。

③空腔导体外部的屏蔽。

实验五:用感应起电机给金属导体球带电,导体球与一个验电羽用一个金属笼罩住,另一个验电羽放在金属笼外,当给导体球带电时,内外两个验电羽都张开,当把金属笼接地时,笼内验电羽依然张开,而笼外验电羽不张开。

该实验由学生自己动手做实验,引导学生得出结论:不接地时,笼内、外场强均不为零,而金属笼接地后,笼内场强不为零,而笼外场强为零。(由教师引导学生分析球壳内部放入点电荷,不接地时电场的分布情况,再分析接地后电场的分布情况,从而作出解释)

五、教学流程

实验一:鸟笼实验?陴静电平衡概念?陴静电平衡特点?陴静电屏蔽概念?陴学生分组实验?陴法拉第笼实验?陴生活中的应用。

六、教学反思

静电屏蔽篇2

关键词:防静电地板;物业管理;应用

一、引言

所谓静电,并非绝对静止的电,而是在宏观范围内暂时失去平衡的相对静止的正电荷和负电荷。静电现象是十分普遍的电现象。就物业管理而言,防静电主要指机房内部。计算机机房的防静电技术,是属于机房安全与防护的一部分。由于种种原因而产生的静电,是发生最频繁、最难消除的危害之一。静电不仅会导致计算机运行出现随机故障,而且还会造成某些元器件,如CMOS、MOS电路、双级性电路等的击穿和毁坏。此外,还会影响操作人员和维护人员的正常的工作和身心健康。基于此,笔者探讨了机房内部的防静问题。

二、静电对计算机的影响

(一)静电放电引起计算机故障

1、由于电流瞬时流经机壳,对信号线、电源线产生的感应噪声。

2、由于静电产生的高压,引起机壳的安全电位变动,从而引起逻辑上产生的电位变动。

3、由于静电放电时的接触部分产生的电磁波带给信号的辐射噪声。

(二)静电对计算机的影响

静电对计算机的影响,主要体现在静电对半导体器件的影响上。随着计算机工业的发展,组成电子计算机的主要元件――半导体器件也得到了迅速的发展。它的密度不断增高,与此同时,半导体器件本身对静电的反应越来越敏感。静电对电子计算机的影响表现有两种类型。――种是元件损害,一种是引起计算机动作失误或运算错误。

元件损害主要是在计算机的大规模集成电路中,对双极性电路也有一定的影响。 对于早期的MOS电路,当静电带电体(通常静电电压很高)触及到MOS电路管腿时,静电带电体对其放电,使MOS电路击穿。

近年来,由于MOS电路的密度高,速度快,价格低,因而得到了广泛的应用和发展。目前大多数MOS电路都具有端接保护电路,提高了抗静电的能力。尽管如此,在使用时,特别是在维修和更换时,同样要注意静电的影响,过高的静电电压依然会使MOS电路击穿。静电引起的动作失误或运算错误,是由静电带电体触及电子计算机时,对计算机放电,使计算机逻辑元件输入错误信号。严重者还会使送入计算机的计算程序紊乱。此外静电对计算机的外部设备也有严重的影响。带阴极射线管的显示设备,当受到静电干扰时, 会引起图像紊乱,模糊不请。静电还将造成Modem、网卡、Fax等工作失常,打印机的走线不顺等故障。

三、机房的静电防护

静电引起的问题不仅会让硬件人员很难查处,有时还会使软件人员误认为是软件的故障,从而造成工作混乱。此外,静电通过人体对计算机或者其他设备放电时(即所谓的打火),当能量达到一定程度,也会给人以触电的感觉,造成系统操作维护人员的精神负担,影响工作效率。如何防止静电,不仅涉及计算机的设计,而且与计算机机房的结构和环境有很大的关系。就物业管理而言,防静电主要指机房内部,主要措施有:

(一)屏蔽接地

屏蔽接地可以防止在计算机机房屏蔽层上由于电荷的集积、电压的上升而造成人员不安全或引起火花放电的事故发生。屏蔽接地的目的是抑制信号干扰,若接地处理不好,就会使机房屏蔽层变成一个天线,把干扰源引进机房内或把保密信号发射到机房外部。屏蔽接地可以使一个机房屏蔽层既起到电磁屏蔽作用又起到静电屏蔽作用,同时使屏蔽层上的感应电荷迅速入地[1]。

(二)无尘管理

1、机房环境应保持在最佳条件下,即温度20-25℃,绝对湿度在6-189H2/m3,相对湿度在20%-70%范围内。

2、机房防尘要求每年积尘在小于10g/m2范围内。

3、进入机房要在过滤门内换鞋,以保证地面整洁。

4、防静电地板要每天吸尘,绝不能用扫帚清除[2]。

(三)防护电磁干扰

1、电磁屏蔽技术。屏蔽是阻止电磁干扰渗透的好方法,电磁屏蔽主要是用来防止高频电磁场的影响,一般是采用低电阻的金属材料,并利用电磁场在屏蔽金属内部产生涡流达到屏蔽作用[3]。在进行屏蔽时,屏蔽体必须接地,否则会因天线效应反而对计算机造成更大的干扰。通过屏蔽,电磁干扰的电场、磁场都会产生衰减。

2、信号源抑制技术。即对电路印刷版的布局精心设汁使信号辐射减少。合理配置线路是减少电磁干扰对电子信息系统的锅台与干扰的重要手段,要求系统布线合理;不同用途、不同电平的线、弱电线与强电线等要分开,不能平行,元器件和电路的连线应尽量短,关键的元件、电路和走线要加屏蔽。

3、区域防护。电磁波强度是随距离的增加而减小,因此可以划定警戒区,将计算机设备设置于本部门若干建筑物保护区的内层。

四、结语

机房中产生的静电一般是由摩擦生电、感应生电和电容性感应生电、射线辐射生电和干燥空气中浮动带电粒子生电等。计算机机房的静电主要来源于计算机机房用的地板、机房使用的设施、工作人员的服装摩擦等产生的静电。由于这些静电,从而使计算机设备发生故障。而这些静电对计算机系统将产生多种不良影响。如瞬时流经机柜的电流引起信号线和电源线的感应噪声;静电放电时,产生的瞬时干扰脉冲以及接触部分产生的电磁波会给信号线带来辐射噪声,引起误码和存储器信息错误等。因此,应该采取措施,防止静电对计算机系统的危害。机房防静电措施有机器接地、屏蔽,机房内保持一定的相对湿度,工作人员不穿易产生静电的服装等。

参考文献:

[1] 吴勇, 陈祥善.防静电接地系统探讨[J]. 通信与广播电视, 2000,(04)

静电屏蔽篇3

关键词:干扰威胁二次措施

1防止静电耦合干扰的措施

抑制静电耦合产生的干扰,可以采用增大耦合阻抗,对二次回路及保护装置进行屏蔽,合理选择二次设备元器件参数等方法进行一致。我们知道二次回路二抗电压表达式为:

(式1)

(1)从式1可以看出,在相同干扰源电压Us情况下,当耦合阻抗Z1增大时,二次回路的干扰电压UT将下降。耦合阻抗Z1主要是干扰源与扰回路间的分布电容C1的容抗。适当合理布置干扰源与扰回路的相对位置,可以减小分布电容C1,可以增加耦合阻抗,从而降低干扰电压UT。

(2)在二次回路适当地点增加抗干扰电容,如在保护装置的电源入口处及电流、电压互感器二次回路接入保护装置前,可以将式1中的Z2减小。图1是采用抗干扰电容后的静电干扰的简化电路图,图中C1为漏电容,对应为式1中的Z1; C3为增加的抗干扰电容,其容量一般为几分之1μF~几十μF,等效阻抗为Z3;C2为二次回路与大地间的分布电容。此时加到二次回路上的耦合电压由下式表达。

图1电容对干扰信号的抑制

(式2)

式中Z2’为考虑抗干扰电容后的阻抗,由于一般C3的值比C2值大很多,所以Z2’与Z2相比将小很多,对照式1,干扰电压UT也将下降很多。采用抗干扰电容不但可以防止静电感应的干扰,对无线电干扰及二次回路内容产生的高频干扰也有很好的抑制作用。但是该抗干扰电容对二次回路也会带来一些副作用,如果容量太大,可能会造成不良后果。图1可以从一个方面说明抗干扰电容对控制回路的影响。

图2抗干扰电容对二次回路的影响

在图2电路中,由于直流绝缘监察系统的存在,并假定控制母线的额定电压为Ue,正负控制母线对地的绝缘电阻相等,则正常运行时+WC对地的电压为+50%Ue,-WC对地的电压为-50%Ue。可以看出,这时在抗干扰电容上的充电电压为50%Ue,如果在出口继电器KC的正电源侧接地,接于负电源侧的抗干扰电容C3将通过两个接地电沿着虚线对KC放电,当C3的容量足够大并KC的动作电压小于50%Ue时,KC将动作跳闸。这也是规程中要求直接用于跳闸的出口继电器其动作电压不能低于50%Ue的原因。

采用屏蔽电缆并将屏蔽层可靠与地网连接,可以有效抑制静电干扰。使用屏蔽电缆的抗干扰原理可以用图3来表示。

图3电缆屏蔽的抗干扰图

图3中由耦合电容C1传递给二次回路的干扰信号被电缆的屏蔽层屏蔽并通过接地点传人地网。试验表明,采用屏蔽电缆能将干扰电压降低95%以上,是一种非常有效的抗干扰措施。

当然采用屏蔽电缆的抗干扰效果与屏蔽层使用的材料、制作工艺、接地方式等有关。表1是在现场试验中测得的各种电缆在操作500kV隔离开关时的干扰电压,试验中采用的平行于500kV母线的电缆长度为80m,母线长度为250m。

表1 屏蔽电缆抗干扰效果试验数据

操作方式 最高暂态电压幅值(p-p,V)

塑料无屏蔽电缆 铅包铠装屏蔽 铜丝编织屏蔽 铜带绕包屏蔽 铜钢铝组合屏蔽

单相合闸 5060 170 190 175 163

单相分闸 7800 275 250 280 210

三相合闸 4500 320 490

三相分闸 9000 340 480

从上表中可以看出,在隔离开关操作过程中产生的干扰电压很大,当使用无屏蔽的塑料电缆时,其干扰电压最大达9000V;当使用屏蔽电缆时,对干扰电压的抑制效果很好,其干扰电压的幅值被抑制到5%以下;不同的屏蔽层材料抑制干扰效果很接近。屏蔽电缆除了对静电干扰有较好的抑制作用外,对电磁干扰和高频干扰也有很好的抑制作用,所以屏蔽电缆在变电所二次回路中得到广泛的应用。

(3)充分利用变电所中的自然屏蔽物,还可以进一步提高抗静电干扰的效果。在控制电缆敷设的路径上或二次设备的安装现场,有很多自然的屏蔽物,例如,电缆隧道和电缆沟盖板中的钢筋,各种金属构件,建筑物中的钢筋等,都是良好的自然屏蔽物。只要在施工中注意将它们与变电所的接地网连接起来就能形成良好的静电屏蔽。

2防止电磁感应干扰的措施

(1)减少干扰源与二次回路间的互感减小由于电磁感应在二次回路产生的干扰电压。从式2可知,互感M与控制电缆及一次导线的长度L、相互的平行度有关,还受同一回路的两根电缆芯与一次导线的距离之比b/a影响,所以在电缆沟道的布置时应尽可能与一次载流导体成直角,减少平行段的长度。为此,应尽可能使同一回路的电缆芯安排在一根电缆内,尽量避免同一回路的“+”“-”极电缆芯或电流、电压互感器二次回路中的ABCN四芯不在同一电缆内。这是降低感应电压最为有效的的措施,并且对任何频率的干扰电压都是有效的。

(2)电磁干扰需要磁性材料来进行屏蔽。在干扰源与二次环路之间设置电磁屏蔽物,使感应磁通不能进入二次环路,即可消除二次回路的感应电压。工程中常用的措施就是使用带电磁屏蔽的控制电缆,其屏蔽效果与屏蔽层材料的导磁系数、高频时的集肤效应、屏蔽层的电阻等因素有关。屏蔽层采用高导磁材料时,外部磁力线大部分偏移到屏蔽层中,而不与屏蔽层内导线相关链,因而不会在导线上产生感应电势。高导磁材料的屏蔽层对各种频率的外磁场都有屏蔽作用。我们常用的钢带铠装电缆,钢板做成的保护柜,就具有较好的磁屏蔽作用。

(3)非磁性材料的屏蔽层,其导磁率与空气的导磁率相近,故干扰磁通仍可达到电缆芯线。但在高频干扰磁场的情况下,干扰磁场会在屏蔽层上感应出涡流,建立起反磁通与干扰磁场抵消,使芯线不受影响。此种屏蔽的有效频率与屏蔽层的电导率、厚度和电缆外径成反比,有效频率一般在10-100kHz之间。

(4)在较低频率时,涡流产生反磁通的效应小,因而对外面干扰磁通场的抵御作用也小,为增强对低频干扰磁场的屏蔽,电缆的屏蔽层两端或多点接地,使电缆的屏蔽层与接地网构成闭合回路。干扰磁通在这一闭合回路中感应出的电流可产生反向磁通,减弱干扰磁通对芯线的影响。减少屏蔽层和地环路的阻抗,可增强屏蔽效果。所以,在变电所要敷设100mm2铜排,该铜排最好连接所有屏蔽电缆的两端接地点,这样可以提高屏蔽电缆抗电磁干扰的效果。

3防止地电位差产生干扰的措施

防止电位差干扰对二次回路的影响,首先要确保变电所有一个完善的电网,有条件时可以补充铜排连接,将各点可能产生的电位差降到最低。其次要保证各二次回路对地绝缘良好,确保在地电网产生较大电位差时,不致损坏二次回路绝缘,影响二次回路的正常运行。对于电流、电压互感器的二次回路,要求严格按照一个电气连接中只能有一个接地点。如果一个电气回路中存在两个接地点,电位差产生的地网电流会穿入该回路,影响保护的正确动作。

4 案例

下面来看发生于梅县发电厂受电磁干扰所出现的几个问题的例子。

梅县发电厂一期2号炉热工炉膛灭火保护发出引风机、送风机均停的故障信号,继保人员分别检查引风机、送风机提供给热工状态反馈用的中间继电器线圈、接点及端子均良好,后来发现该反馈信号电缆各线芯对地约有交流80~95V的感应电压,而热工炉膛灭火保护又是微机电子类装置,采取加装隔离继电器的措施后,故障消失,于是可初步确定是由于状态反馈线感应电压过高造成热工炉膛灭火保护误发信号。

二期工程自投产以来,DCS柜内电路板损坏的情况时有发生,后检查为接入的反馈线感应电压引起,采取加装隔离继电器的措施后,就不再发生电路板损坏情况。

一期主控室充电屏发生单相接地短路时,造成正在运行中的1、2号机突然跳闸,同时发出匝间保护动作信号的异常情况,后来查明是B600线未在主控室接地,当周围电缆有一条发生接地短路时,造成在B600上产生很高的感应电压(相对于匝间保护的定值而言),使匝间保护动作跳发电机。这是一起典型的由于电磁干扰引起的事故。将B600线在主控室接地后,也不再发生该保护误动作的情况。

从上述事例可见,二次回路电磁干扰对保护的正确性可靠性有着重大的影响,从而关系到电力系统的安全生产,及时查明原因,做好相关防范措施显得尤为重要。

5结束

为了进一步降低干扰信号信号进入保护装置的可能性,除了上章中讲到的装置本身采取措施之外,还需要在外回路即二次回路中采用专门措施进行抗干扰,例如将原有变电所二次回路增设专用的铜排接地网,采用高频直流电源,减少直流电流源干扰,针对干扰较大的电缆改用屏蔽电缆,在新建变电所,大部分采用屏蔽电缆,正确选择合理的二次电缆敷设方式和路线,尽量远离高频信号的入地点,保护装置用直流电源在保护装置入口处经抗干扰电容吸收高频干扰信号等。

笔者认为,为达到抑制干扰的目的,弄清楚干扰源是首要条件,针对不同干扰源的性质,产生的机理,特点采取相应的技术措施,来消除干扰源的存在。本文所论述的干扰源情况及防范措施是笔者在实际工作中的一些体会,在现实的变电站运行过程中,保护系统的二次回路中还存在许多复杂的外部信号的干扰源,需要在实践中不断总结和实践经验的积累。

参考文献

【1】白同云.李晓德.电磁兼容设计[R].北京:北京邮电大学出版社,2001.

【2】李乐乐.谢志远.李娜.变电站二次设备的抗干扰性研究[J].电测与仪表,2008,(02).

【3】贺景亮.电力系统电磁兼容[M].北京:水利电力出版社,1993.

【4】王洪新.贺景亮.电力系统电磁兼容[R].武汉:武汉大学出版社,2004.5.

【5】连纪文.浅谈电力通信电磁兼容问题[J].电力系统通信.2003,24(3):20-23.

静电屏蔽篇4

关键词:输电线路带电作业安全防护防护用具

中图分类号:TM621.5 文献标识码:A 文章编号:

输电线路在运行过程中产生较强的电场,这种强电场、电流及静电感应都对带电作业者人身安全有很大影响,因此,输电线路带电作业安全防护显得十分必要。所以,为了更好地进行输电线路带电作业,确保带电作业者人身安全的前提下,必须对带电作业安全防护过程中所涉及的各个方面都进行研究,包括带电作业安全防护主要用具及输电线路带电作业安全防护措施。那么,带电作业安全防护主要用具有哪些?输电线路带电作业安全防护措施主要包括哪些方面呢?以下是几点具体的建议:

一、带电作业安全防护主要用具

(一)屏蔽服的选用

带电作业安全防护用具主要有屏蔽服、静电防护服,屏蔽服的主要材质包括金属纤维和棉纤维,通常以“屏蔽效率”来判断衡量屏蔽性能的优劣,而屏蔽效率是屏蔽前后接收级上的电压比值分贝值,是衡量屏蔽服性能的一项相对指标。通常而言,屏蔽服具有经纬线编织的网眼,通过网眼会有一小部分外界电磁的电场线进入屏蔽服内,而穿透量越大,就意味着屏蔽效果越差。

(二)静电防护服的选用

静电防护服的功能原理与屏蔽服的基本相似,其不同的是,静电防护服对于技术指标的要求较低,其应用广泛的是地面巡视作业和踏上地电位作业。

(三)对安全防护用具的维护

对于安全防护用具的维修应该有其重视,作业者在使用前后,都应该对防护用具进行检查,由于这类产品大多都属于塑料或者橡胶制品,所以容易被作业现场的各种金属设备及其构件损伤或划破,所以,应该在使用前后仔细检查,防止因为绝缘防护损坏而造成的事故发生。另外,在使用的过程中,如果被汗水沾湿,应该用干毛巾及时擦干净,以免汗水中所含的盐碱影响到其绝缘性,从而降低用具的使用寿命。

二、≤500kv、750kv及1000kv输电线路带电作业安全防护措施

(一)≤500kv输电线路带电作业安全防护

当作业人员在≤500kv输电线路带电作业的时候,进入电位人员体表场强及周围电场在不断变化,但是也有规律可循,其一般规律主要包括:作业者在登塔的过程中,越往高处,同带电体的距离越近,体表超强不断增高,场强在与相导线等高的时候较强;作业者在绝缘子悬挂点的横担端部作业时,体表场强值较高;作业人员同带电导体面对面时,带电到点的体表场强较高,背对的时候较低;作业者从杆塔地电位靠近带电体等电位的时候,随着距离的减少,体表场强不断增大;当作业者从塔体沿水平方向靠近带电体时,其身体部位的体表场强呈U型分布,也就是脚尖和头顶的场强较高,胸部和腹部场强较低;当作业者与导线等电位时,其体表场强达到最大值。因此,对500kv输电线路等电位作业时的人体体表场强进行了试验和测量,得出结果如下表所示:

表1体表场强实测结果

注:位置1,末等电位、离导线1m;位置2,等电位,人头出导线0.5m;位置3,等电位,人头未超过导线。

1、对脉冲电流的具体防护

在人体等电位作业时,带电体与人体之间存在着一定的电位差,其大小根据外加电压的大小而言,因此,当作业者接近带电体的时候,会感到刺痛感,是由于产生火花放电及脉冲电流,所以,为了保证作业者的安全,应该在转移电位的同时,应该屏蔽服旁路电流,而且,应该保证面部与带电体的距离大于产生火花放电的距离。

2、对静电感应的具体防护

一般而言,在≤500kv输电线路带电作业中,静电感应产生的电击有两种情况,第一,作业者在穿绝缘鞋在线路杆塔窗口的时候,用手触摸塔身会感觉到刺痛,是由于人体在距离带电导线较近的时候,人体感应电荷较多;第二,地面作业者在强电场中接触悬空吊起的金具或停电设备上的金属部件时,会因为静电感应而遭到电击。因此,为了避免以上两种状况的发生,在带电作业的过程中,应该采取相应的防护措施,首先,作业者应该穿全套的屏蔽服或静电防护服,而且,确保屏蔽的各个连接点接触良好;其次,对于登塔作业者而言,在不允许穿绝缘鞋或者屏蔽服的时候,作业者在接触传送绳上大的金属物件的时候,先让其接地,就能避免被电击。

(二)750kv及输电线路带电作业安全防护

对于750kv输电电路带电作业安全防护而言,其基本原理与≤500kv的一致,只是防护措施有所不同,由于750kv输电线路带电作业中线路的电压提高,其电场也增大,带电位作业者在转移电位的时候,安全距离也增大,因此,为了减少人体的面积,对于屏蔽服帽子和上衣采用连在一起的方式,并加大了帽檐,另外,应该使用网状屏蔽面罩,其材料最好用导电材料和阻燃纤维。

(三)1000kv输电线路带电作业安全防护

目前,我国1000kv输电线路正在建设中,因此,对其输电线路带电作业安全防护也有了一些研究,通过对500kv、750kv输电线路带电作业安全防护的研究,结合1000kv输电线路特点,提出一些防护要求:

1、采用屏蔽效率更大的屏蔽服,这就要求同制造单位的实际制造能力充分结合起来,尽可能地增大屏蔽服的屏蔽效率,而且,屏蔽服也较为适宜采用上衣、裤子、帽子连在一起的样式,并且在面部加装金属网状的屏蔽面罩,面罩在不会阻碍作业者的视野的同时,尽量保证密实。

2、对于静电感应保护的时候,其主要措施及其注意的事项,可参照500kv的原理和要求进行。

总之,输电线路带电作业安全防护工作不仅直接关系到作业者的生命安全,同时也为电力企业在市场中获得更多的经济效益和社会效益有着巨大影响作用,因此,输电线路带电作业安全防护工作显得尤为重要,必须对输电线路带电作业安全防护用具、作业方式及防护措施等进行深入研究,并提出相应的解决方法,这更是目前电力企业所面临的新的机遇和挑战。

参考文献:

[1] 胡毅.输配电线路带电作业技术的研究与发展[J].高电压技术,2006,32(11):1-10.

静电屏蔽篇5

关键词:传感器;抗干扰;措施

中图分类号:TP273 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)029(C)-0087-01

国家标准GB7665―87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。随着现代科学技术的发展,自动化水平的不断提高,在工业、农业生产、交通运输、航天、航空等各领域丈量使用了各种类型的传感器和自动检测技术来监控生产过程、控制生产过程中的各个环节。除了传感器本身的性能指标外,生产现场中存在的各种干扰问题也会使自动检测系统发生一些故障、误动作,甚至造成计算机的死机和系统的严重故障。这些干扰如有些生产现场大能耗设备多,特别是大功率感性负载的启、停往往会使电网产生几百伏甚至几千伏的尖脉冲干扰,供电电压的波动,各种信号线绑扎在一起或走同一根多芯电缆,信号线间的干扰,空间各种电磁、气象条件、雷电其至地磁场的变化也会干扰传感器的正常工作。为了保证自动检测系统的正常工作,必须采用相应的措施,将各种干扰消除或抑制干扰,使系统正常工作。

一、传感器的分类

可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。

二、传感器的抗干扰措施

1、静电屏蔽

静电屏蔽就是用铜或铝等导电性能良好的金属为材料制作成封闭的金属容器,并与地线连接,把需要屏蔽的电路置于其中,使外部干扰电场的电力场不影响其内部的电路,反过来,内部电路产生的电力线也无法外逸去影响外电路。静电屏蔽不但能够防止静电干扰,也一样能防止交变电场的干扰,所以许多仪器的外壳用导电材料制作并且接地。现在虽然有越来越多的仪器用工程塑料制作外壳,但当你打开外壳时,仍然会看到在机壳的内壁上粘贴有一层接地的金属薄膜,它起到与金属外壳一样的静电屏蔽作用。

2、低频磁屏蔽

低频磁屏蔽就是用来隔离低频磁场和固定磁场耦合干扰的有效措施。任何通过电流的导线或线圈周围都存在磁场,客观存在磁场,它们可能对检测仪器的信号线或者仪器造成磁场耦合干扰。为了防止磁场耦合干扰,必须采用高导磁材科作屏蔽层,以便让低频干扰磁力线从磁阻很小的磁屏蔽层上通过,使低频磁屏蔽层内部的电路免受低频磁场耦合干扰的影响。例如,仪器的铁皮外壳就起到低频磁屏蔽的作用。若进一步将外壳接地,以同时起静电屏蔽的作用。

3、电磁屏蔽

电磁屏蔽也是采用导电良好的金属材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等不同的外形,将被保护的电路包围在其中。它屏蔽的干扰对象不是电场,而是高频磁场。干扰源产生的高频磁场遇到导电良好的电磁屏蔽层时,就在其外表面感应出同频率的电涡流。从而消耗了高频干扰的能量。其次,电涡流也将产生一个新的磁场,根据楞次定律,其方向恰好与干扰源的方向相反,以抵消了一部分干扰磁场的能量,从而使电磁屏蔽层内部的电路免受高频干扰磁场的影响。由于无线电广播的本质是电磁波。所以电磁屏蔽也能吸收掉它们的能量,这就是我们在汽车里收不到电台,而必须将收音机的天线拉出车外的原因。若将电磁屏蔽层接地,它可同时兼有静电屏蔽作用,对电磁波的屏蔽效果就更好。通常作为传输线使用的铜质网状屏蔽电缆接地时就能同时起到电磁屏蔽和静电屏蔽的作用。

4、光电隔离

光电耦合器是一种电光电耦合器件,它的输入量是电流,输出量也是电流,但是输入、输出之间从电气上看却是绝缘的。保证了输入回路和输出回路的电气隔离。光电耦合器的主要特点是:输入、输出同路绝缘电阻高、耐压超过1KV;因为光的传输是单向的,所以输出信号不会反馈和影响输入端;输入、输出回路在电气上是完全隔离的。能很好的解决不同电位、不同逻辑电路之间的隔离和传输矛盾。

结束语:干扰是一个比较复杂的技术问题,要针对不同的技术要求,不同的工作环境,干扰源的种类。干扰的途径等具体情况,在设计过程中充分考虑,采用与之相适应的各种抗干扰措施,使系统可靠正常的工作。

作者单位:重庆市南川区大兴煤炭有限责任公司

作者简介:刘进波,男,专科,技术员,就职于重庆市南川区大兴煤炭有限责任公司。

参考文献:

静电屏蔽篇6

关键词:干扰;干扰方式;干扰类型;防护方法与技术

1 干扰

1.1 干扰的方式

干扰分为差模干扰、共模干扰和串模干扰。差模干扰又叫常模干扰、横模干扰或对称干扰,它是指叠加在线路电压正弦波上的干扰,是载流导体之间的干扰。如电网的过欠压、瞬态突变、尖峰等。共模干扰又叫纵模干扰、不对称干扰和接地干扰,它是指产生于电网与零线之间的干扰,是载流导体与大地之间的干扰,是由辐射或干扰耦合到电路中来的。如尖峰干扰、射频干扰、零线与地线间的稳态电压等。串模干扰是指外界磁场电场引起的干扰。如变压器漏磁、偏转电场引起的干扰等。

1.2 干扰的类型

电源干扰的类型包括电压降落(如重载接通造成电网电压下降)、失电(如雷电、变压器故障或其它因素造成的短时停电)、频率偏移(如区域性电网故障或发电机不稳定等)、电气噪声(如开关电源或大功率逆变设备等产生的电磁骚扰、无线电信号、电厂或工业电弧等)、浪涌(如突然减轻负载、变压器抽头不当等)、谐波失真(如整流、变频调速和开关电源的工作)和瞬变(如雷击、大功率开关的切换、对电感性负载的切换)等。

l.3 干扰对医疗仪器设备的影响

心脑电图机、监护仪、超声诊断仪、针灸电疗仪或银针直接接触人体的仪器设备等,特别是检测人体生物电信号的仪器设备,由于信号非常的微弱,如果受到干扰,就会在检测结果如波形、图形、图像上叠加一种类似于某些病变的畸变造成误诊,同时还会引起微电击,严重时还有生命危险。如果是带有计算机系统的医学仪器设备,当共模干扰中的尖峰干扰幅度达到2V~50V,时间持续数微秒时,可引起计算机逻辑错误、信息丢失等。强磁场会使显像管、X线影像增强管显示图象变形失真;加速器射线偏移;计算机磁盘、磁卡记录数据破坏;呼吸机工作失灵;心脏起博器工作失效等。

2 抑制干扰的常用方法

2.1接地

在阐述接地之前,必须弄清地线与零钱、保护接地和保护接零的基本概念。即:地线是指连接地球通向大地的金属连接线,而零线是我国电力部门提供的工作线路;保护接地是将仪器设备的金属外壳接上地线,在外壳由于干扰引起带电时,电流沿地线流入大地,达到保护人身和仪器设备安全的目的。而保护接零是将仪器设备的金属外壳与电源的零线连接起来,在短路时,立即烧断保险,以达到切断电源的目的。在这个问题上,不少基层维修人员概念模糊不清,甚至混为一谈,必须予以区别。

2.1.1 仪器设备的信号接地

①浮地 把电路的“零”电位或设备的“零”电位与公共接地系统,或可能引起环流的公共导线绝缘,即不接地,使此“零”电位相对于大地的零电位来说是个悬空的“零”电位。常用的方法有变压器隔离和光电耦合隔离。浮地的优点是抗干扰能力强,缺点是静电积累。当电荷积累到一定程度后,在设备地与公共地之间的电位差可能引起剧烈地静电放电,而成为破坏性很强的骚扰源。解决的方法是在浮地与公共地间跨接泄放电阻、阻值的大小以不影响设备漏电流的要求为宜。

②单点接地 电路和设备中凡需要接地的点都接到被定义的只有一个物理点为接地参考点的点上就称为单点接地。对一个系统如果采用单点接地,每个设备都要有自己的单点接地点,然后各设备的地再与系统中唯一指定的参考接地点相接。缺点是系统工作频率很高时呈某种电抗效应,引起接地效果不佳。

③多点接地 多点接地是指设备中凡需接地的点,都直接接到离它最近的接地平面(底板、专用接地母线等)上。优点是简单,高频驻波小。缺点是维护量(锈蚀、松动)较大。

④混合接地 集单点和多点接地之长,把需要就近接地的点,就近直接与接地平面相连或对需要高频接地的点,通过旁路电容与接地平面相连接,其余各点均采用单点接地。流通信号波长低于0.05λ时采用单点接地,接地线长度达到 0.05λ以上的就应采用多点接地。

2.1.2 仪器设备的接大地

①仪器设备的接大地 在实用中除仪器设备内部的信号接地外,还要将仪器设备的信号地、机壳和大地接在一起,并以大地作为仪器设备的接地参考点,从而保证了人身安全和电路工作的稳定。

②接大地的方法 接地电阻的大小是衡量接大地的有效性的重要指标。它取决于接地电极的制作方式和大地自身的性质。通常由于地下金属管道(如自来水、暖气、天然气管等)与大地有较大的接触面积,其接地电阻较小,人们习惯把它作为接地电极。值得注意的是流入管道的故障电流和杂散电流会对管道检修人员造成伤害。有些暖气管道架设在地下沟道中,与大地接触不良是不宜用来接地。煤气管道、液体燃料管(如石油管),有爆炸性的气管以及电力线的零线等,则绝对禁止用来接地,以免发生危险。

正确的接大地方法是自行埋设接地电极。先在地面潮湿处,挖一深度为两米以上的坑,放入一根焊有导线直径为1cm~2cm,长为2 M~4M的铜棒(特殊情况可多根互连成网),然后理上湿土,把导线露出地面。如果土质干燥。可在铜棒周围填以适量的食盐和水以降低接地电阻,其接地电阻一般可小于4Ω。

医学仪器设备的接地必须根据具体仪器设备分别对待,如心电图机、脑电图机、胃电图机、B超等必须单机分别接入大地,千万不要接在同一个地方。特别是不要与X线机、CT、MRI等接地线接在同一点上,否则会通过地线引起极强的干扰,导致无法正常工作。

2.2 屏蔽

为了有效地抑制设备内、外部的辐射电磁能通过空间传播的电磁干扰,通常采取的措施,是屏蔽。具体有电场、磁场、电磁场屏蔽三种。实践证明:对带有计算机系统的仪器设备,采用屏蔽计算机主机的方法对电磁干扰和静电产生的干扰有很好的抑制作用。用不同的屏蔽方式和材料其效果也各不相同。例如:对1MHz的干扰,若用金属网屏蔽,屏效可达40dB,单层铁皮屏蔽,屏效可达60dB,用双层铁网屏蔽,屏效可达100dB。

2.2.1 电场屏蔽

仪器设备中电位不同物体间(包括导线间)的相互感应可看成是分布电容间的电压分配。为了减少干扰源对被感应物的干扰,通常采取的措施是:增大干扰源与被感应物的距离,减小分布电容;尽可能让被感应物贴近接地板,增大其对地的电容;在两者间加入金属屏蔽层。屏蔽层必须是导电良好的导体,要有足够的强度,接地要好。例如心脑电图机、监护仪、针灸电疗仪或银针直接接触人体的仪器设备应远离超短波治疗机、高频电刀、X射线机、CT、MRI及一切能辐射电磁波的医疗设备的辐射区内。我市某医院有一台500mAX线机的高压电缆有一处表皮因其它原因被烤焦,开机后造成其它仪器设备不能正常工作,经过多次分析和检查,才发现是由此而引起的。可见X线机的高压电缆屏蔽层的重要性。

2.2.2 磁场屏蔽

磁场屏蔽是指对直流或低频磁场的屏蔽。其屏蔽原理是利用屏蔽体的高导磁率、低磁阻特性对磁通所起的磁分路作用,从而削弱屏蔽体内部的磁场。为了减少屏蔽体的磁阻,所用材料必须是高导磁率的,有一定的厚度的材料。被屏蔽物要尽量放在屏蔽体的中心位置,注意缝隙。通风孔等要顺着磁场方向分布。对强磁场的屏蔽可采用双层屏蔽体结构。所有材料因磁场强度的强弱而定:当要屏蔽外部强磁场时,外层屏蔽体用不易滋饱和的(如硅钢)材料;内层则用易饱和的(如坡莫合金)高导磁材料。反之,所用材料倒过来即可。安装时彼此间的磁路绝缘,无接地要求时用绝缘材料作支撑。有接地要求的可用非铁磁材料的金属作支撑。因屏蔽体兼有电、磁屏蔽功能,通常是要求接地的。

2.2.3 电磁场屏蔽

电磁场屏蔽的作用是防止电磁场在空间传播。它是利用屏蔽体金属材料对电磁波的反射和吸收作用来实现的。其过程是:当电磁波达到屏蔽体金属表面时,金属表面就起反射作用,而未被完全反射的电磁波进入屏蔽体内部时,继续向前传播的过程中会被屏蔽体金属吸收;当部分未被吸收掉的电磁波透过金属到达屏蔽体的另一表层时,在金属与空气交界上会再次形成反射,重返屏蔽层内部,这样在屏蔽体内部形成多次反射与吸收。

3 抑制干扰的技术

3.1 专用线路

为了抑制仪器设备间的相互干扰,最简单的方法是采用分相供电制。即:在三线供电线路中认定一相作为敏感设备的供电电源;一相作为外部设备的供电电源;再一相作为常用测试仪器或其它辅助设备的供电电源。这种措施常应用在大型的医疗仪器设备供电系统。

值得注意的是在现代医用电子仪器设备系统中,由于配电线路中非线性负载的使用,造成线路中谐波电流的存在,而零序分量谐波在中线里不能相互抵消,反而叠加,因此过于迁细的中线会造成线路阻抗的增加,干扰也将增加。同时过细的中线还会造成中线过热。

3.2 瞬变干扰抑制器

3.2.1 气体放电管

俗称避雷管。优点是绝缘电阻高、寄生电容小、浪涌吸收能力强。缺点是对浪涌电压的响应速度低。

3.2.2 金属氧化物压敏电阻

压敏电阻的主要参数是标称电压和通流容量。在使用时,压敏电阻的电压选择要考虑被保护线路可能有的波动电压,一般取1.2~1.4倍。如果是交流电路,还要注意电压的有效值与峰值间的关系。例如220V时其压敏电阻的标称电压应是220×1.4×1.4=430V。通流容量应根据所需保护的具体场合进行合理的选择。使用时除了安装引线不宜过长,还不宜在高频场合使用。前者因压敏电阻对瞬变干扰吸收时的高速性能(us)级,引线越长感应电压越大,后者因压敏电阻的固有电容(数千~数百PF)。

3.2.3 硅瞬变电压吸收二极管(TVS管)

TVS管又叫瞬态电压抑制电路。当瞬态电压保护二极管受到反向瞬态高能量冲击时,以1×10-12s的速度,将其两极间的高阻抗变成低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护了电子线路的敏感元件。具体又分为单向和双向两种。主要参数是击穿电压、漏电流和电容。特点是响应时间快(亚us级)、浪涌吸收能力高、瞬态功率大、漏电流小、箝位电压易控制、没有损伤极限和体积小等。广泛应用于医疗仪器设备的静电,电感性负载切换时产生的瞬变电压,雷击产生的过电压保护。使用时TVS管的击穿电压要高于被保护电路工作电压的10%。

3.2.4 固体放电管

固体放电管的特点是响应速度快(10~20ns级),吸收电流大、动作电压稳定、使用寿命长。其工作原理是:当外界干扰低于触发电压时,放电管处于截止状态;当干扰电压超出触发电压时,放电管工作在负阻区。此时电流极大,使干扰能量转移。随着干扰的减少,通过放电管的电流回落,当干扰电流低于维持电流时,放电管从低阻区回到高阻区,完成~次放电过程。

3.3 电源线滤波器

电源线滤波器安装在电源与电子设备之间,主要起抑制电能传输中寄生的电磁干扰,提高设备工作可靠性的作用。常用的由无源集中参数(电感、电容、电阻)构成的单级线路。如图1所示。图中Cx为差模电容,起衰减差模干扰的作用。在220V交流电源中取为几十~几百nF,耐压250VAC。Cy为共模电容,起衰减共模干扰的作用。一般取1nf~4.7nf,耐压3~6KVDC。L1、L2为共模电感,其电感量与通过电流的大小有关,对共模电流有很好的滤波效果。典型值为几百nH~几mH。R起消除滤波器上可能出现的静电积累。滤波器对电磁干扰的抑制作用的好坏不仅与它的设计与实际工作条件有关,还与它的安装情况有关。因此,安装时一定要确保滤波器外壳与设备的金属外壳接触良好后,再与大地可靠接触,同时,还要考虑输入和输出线路之间不存在耦合,合理安排滤波器的引线安装位置。最好的办法是电源线不直接进入设备机箱,而是经过滤波之后再进入,利用机壳的自然屏蔽,把电源线干扰排除在设备之外。

提高滤波器性能的措施:一是使用带地线电感的滤波器。这样可以抑制地线上的干扰。二是采用多级滤波器。三是滤波器与吸收器件组合使用。四是使用新型软磁材料。五是加接有耗元件。

3.4 隔离变压器

隔离变压器的作用是实现电路的电气隔离,解决由地线环路带来的设备间的相互干扰。

3.4.1 普通隔离变压器

普通隔离变压器在初级与次级间不设屏蔽层,它是通过输入与输出间的电隔离,从而解决公共地的问题。优点是对共模干扰有一定的抑制作用,其大小可用初次级间的分布电容和设备对地分布电容的比值来估算。通常初次级间的分布电容为几百Pf,设备对地分布电容为几~几十nF,因此共模干扰的衰减值在10~20倍左右(20~30dB)。缺点是对共模干扰的抑制效果因绕组间的分布电容随频率升高而下降。

3.4.2 带屏蔽层的隔离变压器

在变压器初次级间增设屏蔽层,并将屏蔽层可靠接地,既可获得较好的抑制共模干扰,也可利用屏蔽层抑制差模干扰。具体做法是将变压器屏蔽层接至初级的中线端。例如对50HZ工频来说,由于初级与屏蔽层构成的容抗很高,仍可通过变压器效应传递到次级,而未被衰减。对频率较高的共模干扰,由于初级与屏蔽层间容抗变小,使这部分干扰经由分布电容及屏蔽层与初级中线端的连线直接返回电网,而进入次级回路。

3.4.3 超级隔离变压器

超级隔离变压器就是性能较完善的多重屏蔽隔离变压器。具体有双重屏蔽和三重屏蔽两种。特点是对共模和差模干扰都有较强的抑制能力。双重的是一个屏蔽层接变压器初级的中线,以降低差模干扰;另一层接大地,以抑制共模干扰。三重的靠近初级的屏蔽层接初级中线;中间的屏蔽层接变压器的外壳后再接大地;靠近次级的屏蔽层,接次级的一个端子。

3.5 交流稳压器

交流稳压器的作用是在输入电压和负载电流变化时,把其输出电压稳定在所允许的范围内。常用的有铁磁谐振、参数调整型、伺服型、分级调整宽度、超级隔离、开关型、不间断和净化等交流稳压电源。

3.5.1 铁磁谐振交流稳压电源

工作原理是靠改变电感的饱和程度,而使电感与电容谐振来实现调节的。当输输入电压因某种因素过高或过低时,其输出电压可随输入电压的高低通过自动调节,从而使输出电压保持稳定不变。优点是电路简单、输出阻抗高、过载能力强、可靠性较高。缺点是稳压精度不高、输出电压波形失真大、有相移和噪声。不适宜启动电流大的负载。

3.5.2 参数调整型交流稳压电源

典型的是早年的614系列稳压器。现已被一种改进型参数调整型交流稳压电源所替代。该电源是在614的基础上进行了一定的改进,特别是利用可控硅调感技术代替了磁放大器。工作原理是利用可控硅的相位控制来改变电感的参数,实现调节使输出电压稳定不变。优点是稳压精度高(可优于土1%),同第一种比较还可以抑制交流输出电压中的部分谐波。缺点是输入侧的电流谐波较大、功率因数较低、有相移。特别是带非线性负载时可能有低频振荡现象。

3.5.3 伺服型交流稳压电源

该电源就是早期的多抽头自耦式调压变压器。工作原理是监视变压器输出电压的高低的办法来驱动伺服电动机改变变压器输出抽头的位置,使输出电压在维持负载所允许的电压范围内。缺点是响应速度低(秒级),调节时会出现许多尖峰和振铃干扰。

3.5.4 分级调整的宽限交流稳压电源

该电源和伺服型交流稳压电源类似,所不同的是多抽头自耦变压器的抽头位置是由继电器转换。由于该电源价格低廉,输入电压的适应范围较宽,应用于家用电器的交流稳压。缺点是稳压精度不高,在继电器转换过程中易产生电火花所带来的尖峰干扰。

3.5.5 超级隔离变压器

为了解决了现代电子仪器设备的小型化、数字化和低功耗化,对电网的瞬变干扰尤其敏感的问题,从而诞生多抽头的超级隔离变压器,俗称净化电源。对多抽头的绕组的控制则采用了无触点的双向可控硅,数字电路或单片机。有时也称为数控型净化电源。优点是:稳压电源的电压适应范围宽、对电网或负载变化的响应速度快(小于10ms)、对存在于电网中瞬变干扰抑制能力强。

3.5.6 开关型交流稳压电源

开关型交流稳压电源采用了先进的高频开关电源技术。优点:小型、轻量、高效、响应速度快。缺点:复杂、价格昂贵。

3.5.7 不间断电源

不间断电源目前有电动机——发电机组、静态后各式和静态在线式三类。

①电动机一发动机组 主要由直流电动机(交流电经整流后供电)驱动的惯性飞轮和交流发电机组组成。当电网电压停电时,利用飞轮的惯性储能,使发电机在短时间内继续供电;与此同时启动备用的柴油发电机组,当油机转速与发电机组转速相同时,油机离合器与发电机相连,完成由市电到油机的转换。它是较早发展的一种不间断电源。优点:稳定可靠。缺点:体积大、噪声大。

②静态后备式 电网正常时,静态后备式不间断电源处在旁通状态,即市电经输入滤波器、静态转移开关直接输送给负载;与此同时,市电通过充电器向蓄电池充电。这时逆变器不工作。只有当市电断电时,才将静态转移开关切换到逆变器一侧,经过2~4ms后逆变器启动,将蓄电池中储存的电能转换成交流电,输给负载。优点:简单、小巧、价格便宜。缺点:输出电压直接受电网波动的影响,抗电网中的突变干扰能力差。

③静态在线式 该电源的工作过程是市电先经整流后对蓄电池充电,再由蓄电地给逆变器供电,经逆变、稳压、稳频后为负载供给交流电源。断电时蓄电池不再充电,而逆变器供电的状态不变,所以不间断电源给负载继续提供交流电源。当逆变器发生输出过电压、过电流或不间断电源故障时逆变器会自动关闭,并通过静态转移开关转到旁通位置,直接由市电给负载供电。优点:保护和扩展能力强。该电源的容量(几KVA~几百KVA)较大,三相大功率的常用医院电子计算机及监护系统。

4 在医疗仪器设备中的应用

上述各种方法和抗干扰技术已广泛应用于心脑电图机、监护仪、超声诊断仪,电子脉冲治疗仪针灸电疗仪或银针直接接触人体等医疗诊断、治疗仪器设备之中。例如:超声诊断仪电路较为复杂,由换能器(探头)检测的信号较为微弱,对抗电源干扰有较高要求,若稍不注意就会在信号上叠加干扰信号而无法正确诊断,机器除了采用了外壳接地,内部特别是对电源部分采用了严格地屏蔽措施,但对周边环境要求也有很高。例如我市有一家医院购置了一台新的B超仪,放置的房间已经远离医院内易产生干扰源,开机后荧屏上有较强的干扰信号,经过反复分析排查发现是离医院1KM处市广播电台的信号引起,后在电源线上绕了几圈导线(相当于电感)接地后,干扰排除。

ECG—6511、ECG-ll系列心电图机从电路上看,可以说是医疗仪器设备防干扰措施和抗干扰技术综合应用的典范。它集机壳接地,放电管、二极管、浮地、屏蔽,变压器隔离,光电耦合为一体。在输入回路采用了放电管和二极管等组成的高压去颤保护电路,在放大电路前级采用了浮地技术,使前置放大器的地线和主放大器、主电源(电源变压器)的地线相互隔离。同时为了减少50Hz的交流电对共模信号的干扰,采用了右腿驱动电路。患者的右腿不直接接地、而是通过限流电阻与驱动放大器相连,当患者和地之间由于干扰或其它原因引起的高电压或漏电时,右腿放大器立即饱和,将高电压和漏电流旁路。另外还采用了变压器隔离电路,和优先使用交流电源的先进供电电源等。

总而言之,在实际工作中要根据具体情况进行具体分析,机动灵活加以运用。

参考文献

[1] 雷元义.中外心电图机实用技术[M].中国计量出版社,1997,5.

[2] 曹宏斌.原器件应用中的静电防护[J].电子元器件应用, 2001,(11)36.

静电屏蔽篇7

关键词:屏蔽;冲击波;电磁感应;屏蔽效能;干扰源

1、引言

当今科学技术突飞猛进,各种电气及电子设备数量正急剧增加,更使这些设备遍及千家万户。电子设备越来越精密,耐压水平越来越低,雷电、外电磁场等所引起的感应电压成为不可避免的危害。

闪电通道大约有几百米至几千米长,在先导主放电过程中,它们向外辐射高频和甚高频电磁能量,也就是雷电电磁脉冲。这会对电子设备等产生不可抗拒的干扰,甚至是毁坏。所以,为了使各种电子设备在现有的环境下,有限的空间、时间及频谱资源条件下正常工作,采取屏蔽并接地的措施就成为了必然。各种措施中屏蔽与接地是抑制与减少电磁干扰的重要措施。

2、雷电的冲击波和感应场

在发生雷击过程中,短促而强大的雷电流极其在空间产生的雷电电磁脉冲会通过传导、感应和耦合等方式在建筑物内部各电气系统中产生不同强度的瞬态过电压。在导致电气电子设备的毁坏的各种原因中,因雷击放电和与此相关的电磁感应在统计中列在首要位置。雷电电磁干扰主要通过两种方式传送到扰对象。一种是传导耦合,闪电干扰通过各种导线、金属体、电阻和电感及电容等阻抗耦合至电子设备的输入端,然后再进入设备。

2.1 雷电产生的冲击波。雷电波的侵入雷电袭击到远离建筑物的架空输线电路、通信线、各种金属管道或电视天线等高出建筑物的金属突出物上,从而产生高电位、大电流的雷电冲击波。冲击波沿着这些金属导体侵入建筑物内,它会危机到人身及设备的安全。

2.2 雷电感应。由于雷闪放电的强大电场和磁场的作用,在邻近导体上产生静电感应和电磁感应。

3、屏蔽技术的应用

3.1 电磁屏蔽。电磁屏蔽,主要被用于高频下,多采用低电阻金属,利用流过金属的电流而防止磁力线的互相干扰。电磁屏蔽是利用电磁感应的作用进行屏蔽,它主要用于防止在高频下的电磁感应。它同静电屏蔽一样,也是采用电阻小的金属,利用电磁场在屏蔽导体上所感应的涡流作用,屏蔽板接地实际就有静电屏蔽的作用。电磁场屏蔽。可以认为是由导体所流过的电流,进而产生磁通而形成屏蔽效果。流过电流所形成的电势,可认为是由磁通而形成的电磁感应的结果,也可认为是由电场强度形成的。

3.2 磁屏蔽。磁屏蔽,主要被用于低频下,多使用磁导率高的材料,防止磁力线的感应。电磁屏蔽在频率底的情况下,其效果并不大,因此在低频下往往采用磁导率高的材料进行磁屏蔽,磁屏蔽是利用高导磁体在磁场中,磁通会集中在磁性体内部的特性,被屏蔽的物体和屏蔽用的磁体距离靠近时,磁体因受高频波损失的影响,会使磁体的特性下降。

3.3 屏蔽在雷电防护中的应用。电缆屏蔽,屏蔽线和屏蔽电缆是各种电子装置中最常用的两个屏蔽体之间的连接导线。为保证柔软,易于弯曲,其外层屏蔽层通常用多股金属丝编织而成。屏蔽电缆可解决在雷电形成的复杂电磁场和冲击波作用下的以下几个问题:减少电缆感应的EMI辐射;减少电缆上的信号向外辐射EMI;减少不同电缆之间的串扰;减少几十千赫兹以上的共模阻抗耦合的影响。设备的屏蔽,主要依赖其外壳。对于屏蔽要求很高的设备,应设置专用的屏蔽室。设备外壳和屏蔽室的屏蔽体都应良好接地。

4、某局办公大楼的部分屏蔽

4.1 屏蔽效能的表示。屏蔽有两个目的:一是限制屏蔽体内部的电磁干扰越出某一区域;二是防止外来的电磁进入屏蔽体内的某一区域。屏蔽的作用通过一个将上述区域封闭起来的壳体实现。这个壳体可以做成金属隔板式、盒式,也可以做成电缆屏蔽和连接器地评比。屏蔽体一般有实芯型、非实芯型和金属编织带等几种类型。

4.2 某局办公大楼部分屏蔽措施。该建筑物位于城市的中心位置,本地年平均雷暴天数是58.6天。周围是智能大厦、交通等的集中区域,因此电磁环境污染很严重。该建筑物高36米,长15米,宽10米。楼顶已经安装一常规避雷针及避雷带用于直击雷的防护。此大楼内部分布有计算机机房、通信设备、中型交换机和配电系统,设计要求是建筑物内各种电子设备能够在存在雷电电磁场和冲击波干扰的环境下不毁坏而且能正常工作。此建筑为钢筋混凝土结构,防直击雷部分已经达到规范要求。

静电屏蔽篇8

汽车加油站储存的是易燃和可燃液体,属爆炸和火灾危险场所。雷电的闪电在空间的先导通道或回击通道中都产生瞬变电磁场,这些瞬变电磁场在空间一定的范围内产生电磁作用,可以感应出很高的电压,以至产生电火花。加油站的油罐、加油机、泵房、各种输油管道、变配电房间、通信、液位、报警和计算机等信息系统,都会受到雷电电磁作用,如果防雷、防静电不当,产生电火花引起爆炸,必将给国家和人民生命财产造成损失。

1小型加油站雷电及静电的危害

油罐总容积≤60m3、单罐容积≤30m3为三级加油站,本文称为小型加油站。雷电的电磁感应和静电感应作用在油罐、各种输油管道、加油机、电力线路、信息系统所产生的感应电流和感应电动势会直接作用在油罐、加油机或输油管道上,也可作用在电源线路和信息线路上,雷电高电位将沿其线路传至设备,造成设备损坏。如果防雷做得不好,会出现火花引起爆炸。加油站的静电主要是在输送过程中产生的,如果管道上聚集有大量的静电荷就会发生静电火花,产生静电事故;还有汽油罐车卸油时也易产生静电,如果管道连接或接地电阻值不合格,亦会引起静电事故。所以危害极大,防护必须做到安全可靠。

2加油站现代综合防雷技术

由于闪电会在一维通道四周的三维空间产生危害,因此防雷工程必须从整个三维空间来设防,这是现代防雷的新思维。另外,防雷时还需要内部、外部同时设防。目前现代综合防雷技术主要包括:直击雷防护、等电位连接、屏蔽、综合布线、共用接地和避雷器安装技术等。

3加油站防雷的基本原则和标准

加油站防雷的基本原则是在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护物的特点等的基础上,做到安全可靠、技术先进、经济合理。加油站防雷标准应按照GB50057—94(2000版)《建筑物防雷设计规范》和GB50156—2002《汽车加油加气站设计与施工规范》进行制定,其最低防雷标准不低于二类建筑防雷的标准;油罐、油机内油品液面上方空间为0区防雷,防雷设计需按照第一类防雷建筑物设置。

4加油站现代综合防雷措施

4.1加油站直击雷防护与接地加油站站房和罩棚防直击雷时应采用避雷带(网)保护,按第二类防雷建筑物设置避雷带(网)和引下线。避雷网(带)应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格;所有避雷针应采用避雷带相互连接,引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于18m;每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。油罐一般不做独立避雷针,但必须进行防雷接地,接地点不应小于两处。它可以降低雷击点的电位、反击电位和跨步电压。加油站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等,宜共用接地装置,其接地电阻不应大于4Ω。埋地油罐与露出地面的工艺管道相互做电气连接并接地,并共用一个接地装置。

4.2加油站电气设备与信息系统防护加油站供配电系统宜采用TN—S系统,在总配电盘引出的配电线路,PE线与N线必须分开设置,使各用电设备形成等电位连接,PE线平时没有电流流过,这在防爆场所是很有必要的,对人身和设备安全都有好处。供电系统的电缆金属外皮或电缆金属保护管两端均应可靠接地。在总配电盘安装一级避雷器,在电源线进设备之前,再安装一级避雷器。有了二级防护,就能可靠地防止雷电过电压,使其避免雷电损坏用电设备。

4.3加油站防静电保护加油站地上或管沟敷设的油品储藏容器,管道的始、末端和分支处应设防静电和防感应雷的联合接地装置,按规范要求,其接地电阻不应大于30Ω。加油站的汽油罐车卸车场地应设罐车卸车时用的防静电接地装置,并宜配置能检测跨接地及监视接地装置状态的静电接地仪。在爆炸危险区域内的油品、管道上的法兰、胶管两端等连接处应用金属线跨接。按规范要求,当法兰的连接螺栓不小于5根时,在非腐蚀环境下,可不跨接。防静电接地装置的接地电阻小于100Ω时就可以消除静电荷的积聚,起到防止静电火花的作用。

4.4加油站屏蔽措施及共用接地与等电位屏蔽、共用接地与等电位,在加油站防雷电中具有非常重要的作用。屏蔽技术主要从以下几点考虑:信息线路设置在屏蔽槽内,屏蔽槽穿建筑物时应就近做屏蔽接地;信息系统设备为非金属外壳,且站房屏蔽未达到要求时,如信息系统设备很重要,需对设备加装金属屏蔽网。接地技术方面还要考虑站内的金属门、窗、框架等,其必须进行等电位连接后接地。屏蔽电缆的屏蔽层至少在两端和雷电防护区交界处做等电位连接、接地。加油站的防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地还应与站房、罩棚的自然接地一起形成共用接地。按规范要求,共用接地装置的接地电阻不应大于4Ω。接地装置的材料和规格的选择要充分考虑其导电性、热稳定性、防腐性和承受雷电的能力,具体要求参见GB50057—94(2000版)《建筑物防雷设计规范》和GB50156—2002《汽车加油加气站设计与施工规范》,接地体埋设深度应在0.5m以上。等电位连接技术是现代综合防雷技术的重要防护措施之一。为了防止雷电电磁脉冲入侵,将进入站房或值班室的所有管、线的屏蔽层和电缆槽在进室内前进行一次等电位连接并接地,在所有管、线进入设备前再进行一次等电位连接并接地。

静电屏蔽篇9

关键词:电子信息系统;机房;静电;危害;防静电设计

对于电子信息系统而言,静电对其存在着较大的危害,特别是静电对于计算机半导体器件的损害,特别是一些大规模集成电路及一些双极性电路中,一旦静电过高,则会造成电路崩溃。同时静电还会干扰计算机元件对于信号的输入,从而使计算机工作产生错误。因此需要对静电对机房所造成的危害进行分析,并做好机房防静电设计,确保电子系统的安全。

1静电造成的危害

通常情况下,静电对于电子设备所带来的危害主要表现在静电引力作用下会吸附浮游尘埃。静电放电时会引发介质击穿。当在静电作用下时,软伯装置会发生错误信号或是出现暂时性故障无法正常运行。而对于元器件,则会在瞬间被击穿。在机房内,工作人员穿戴的衣帽手套等纤维物质,在摩擦作用下会静电产生,一旦其负载的电荷达到一定程度上则会放电产生电火花,瞬间会释放较大的电压或是放电功率,一旦携带电子的身体与电子设备接触,则会导致某些元器件被击穿,人体也会产生电感应。

2机房防静电设计

2.1防静电接地

防静电接地防护中,系统接地质量的好坏会直接对电荷的释放能力带来一定的影响,因此在具体接地设计时,需要对接地的要点进行严格把控。在防静电接地过程中,埋设与检测方法需要与相关规定相符,一般情况下各防静电测试点与防静电地线间电阻以小于4Ω为宜,理想条件下是0Ω。防静电地面与设备地面间电阻随两接地线间地面干湿程度不同,对地电流影响不同。三相五线供电时,通常把大地线作为防静电地线(但零线、地线不得混接),需要注意的是防静电的地线一定不能接在电源零线上更不能与防雷地线共用。为保障安全我们规定接地线颜色以黄绿色线为宜,截面积规定:接地主干线应≥10mm2;设备和工作台的接地线应≥2mm2支干线截面积应≥6mm2。防静电设备连接端子应确保接触可靠,易装拆,允许使用各种夹式连接器如锷鱼夹、插头座等。钎焊是接地主干线的主要连接方式。

2.2系统等电位的联结

利用等电位可以对机房的静电环境进行净化,有效的对工作人员和系统设备进行保护。因此在机房接地系统中,需要做好等电位联结设计。在具体设计过程中,辅导模式对电子信息系统设备的干扰频率、机房等级和规模等因素进行综合考虑,从而将等电位联结分为S型、M型以及SM混合型。在具体进行接地系统设置时,需要确保每台计算机都要与防静电接地体进行单独连接,在进行接地线埋设时,需要保证接地线和接地桩之间的连接具有较好的牢固性。另外,计算机显示器还需要安装防护屏,同时防护屏的引线一端还要与静电接地线之间有效的连接在一起,这样能够将静电有效的导入大地。

2.3浪涌保护器的设施

可以在变电所总配电室、电子信息系统机房的UPS室内和重要设备用电处等设置浪涌保护器,其对于计算机防静电具有非常重要的意义。另外,对于计算机系统的主机还需要安装SPD保护设备,在具体安装时要针对具体情况对保护装置进行合理设置,确保机房电子信息系统的安全运行。

2.4防静电地板

防静电地板又名耗能散静电地板,是指在机房四周墙面安装角钢支架,金属屏蔽网与机房接地铜排相连,组成一个完整的机房屏蔽系统,具有接地、抗干扰、抗静电的作用。当它接地或接到任何较低电位点时,使电荷能够耗散,表面电阻及系统电阻值均为:2.5×104Ω~10×109Ω。目前市场上的防静电地板主要有以下几种:无边防静电地板、防静电PVC地板、加强型防静电地板、三防防静电地板、全钢防静电地板、全钢通风防静电地板、陶瓷防静电地板、铝合金防静电地板,至于机房使用过程中选择哪种防静电地板应视环境而定。

2.5静电屏蔽

当一个导体处于静电平衡状态下时,其内部场强为零,如果把一个导体的内部挖空,其壳内的场强则为零。利用这个原理在实际机房防静电设计过程中,我们可以采用金属网或是金属板将信号源包围起来,这样内部信号无法向外部发射,而外部信号也无法进入到内部来。即所包围的区域内不会受到外部电场的影响,从而起到良好的屏蔽效果。在电子信息系统机房进行静电屏屏蔽时,可以针对机房的屏蔽情况和性能上的不同,将机房屏蔽分为不同的级别,将屏蔽性能最化的定为A级。

2.6温度、湿度控制

带电体表面的电荷会向四处进行散播,其散播途径具有多样性特点,即可以通过带电体表面、带电体体内进行散播,同时带电体表面的电荷也能够向空气中泄放,而且当周围温度和湿度较大时,表面的电荷向空气中泄放的速度也会随之加快。因此在电子信息系统机房防静电设计过程中,需要对机房内的电子设备的防静电温度和湿度进行有效控制,通常情况下,温度控制在24℃±2℃(夏季)、20℃±2℃(冬季),湿度控制在35%~65%,相对湿度应在50%~85%,这是机房内最适宜的湿度和温度,一旦超出这个值或是低于这个值,都会对电子设备的精度及正常运行带来一定的影响。

2.7人体静电防护系统

防静电工作服、鞋袜、防静电腕带是构成人体静电防护系统主要组成部分,具有静电泄露、中和、屏蔽的作用。防静电工作服主要是利用含有导电纤维的静电导电织物的面料缝制而成的,利用衣物上的导电纤维形成的电荷通向大地来释放静电荷。利用纤维的电晕放电中和静电荷的消电原理。利用电阻变化较小的静电导电材料,制作成工作人员的防静电鞋、袜通过导电材料连接大地把人体的静电泄放出去。防静电手环主要是由紧贴手腕的不锈钢外壳通过线内1MΩ电阻由导线,铁夹接地,使皮肤上的瞬时静电电压小于100V。这样不仅可以随时泄放掉人体携带的静电,而且防止电火花的产生烧毁敏感元器件。

对于电子信息系统机房而言,其静电设计直接关系到机房内电子设备的正常运行,因此需要认识到静电对电子设备的危害,重视对静电防护的研究,从而保证静电设计的科学性和合理性,有效的降低静电对机房内电子设备运行安全带来的影响。

作者:樊磊 单位:黑龙江省新桥机房工程有限公司

参考文献

[1]刘蕊霞.电子信息系统机房的防雷、防静电设计[J].现代建筑电气,2011,5,30.

静电屏蔽篇10

【关键词】山区;雷电感应;预防

多数人对雷电比较熟悉,但对雷电感应却只有一个相对模糊的概念。从客观的角度来说,雷电感应指的就是在在雷电放电的时候,在附近导体上产生的静电感应以及电磁感应,两种感应可能使金属部件之间产生火花,进而损害较大面积的设备。对于山区而言,一旦发生雷电感应,就会对大范围的设备构成很大的威胁。在近几年的工作中,技术人员和科研人员对山区雷电感应进行了系统的研究,制订了一系列有效的预防措施。本文就此进行一定的讨论。

一、静电感应现象、静电感应产生的“雷电感应”现象及危害

(一)静电、静电感应现象

在雷电感应发生的时候,静电、静电感应现象是主要的问题,现阶段人们对静电、静电感应现象的了解还有所欠缺,因此在处理方法上并不是特别的完善。从客观的角度来说,停留在物体内部或表面呈相对静止状态的电荷称为静电。而某一物体带上一定单位的静电后,另一不带电物体与它靠近时,不带电物体就会感应上与该带电物体等量的异种电荷,我们把这种现象称为静电感应现象。对于静电而言,我们并不是特别的陌生,在日常的生活中,经常会发生衣服在脱下来以后,会发出滋滋的声音,就是静电的作用。另外,在人体互相接触的过程中,产生的“被电”感觉,也是静电感应现象的一种。

(二)静电感应作用产生“雷电感应”现象的危害

对于雷电感应而言,现阶段的多数人都知道在发生的时候,会产生很大的消极影响。但对于静电感应作用产生“雷电感应”想象的危害并不是特别了解,本文将对此进行详细的阐述。在有雷云的情况下,通过静电感应的作用,从雷云形成到发生雷击,雷云下的地面以及建筑物,甚至是所有的相关建筑和设备都会带有大量的电荷,数量上的庞大和能量上的巨大根本没有办法估算出来。另一方面,当雷云发生雷击之后,雷云中所带有的电荷会通过闪击与地面的异种电荷迅速中和,如此一来便加剧了消极影响的范围和损害的建筑物、设备的程度。在雷云方面,会使其带有的电荷迅速减少,一直到消失不见。但是雷云下的众多建筑物与相关设施上感应的大量电荷,如果在电阻较大,并且没有办法在短时间消失的话,就会瞬间形成强大的高电压。造成客观上的安全威胁和极大的隐患。

二、防御雷电静电作用产生“雷电感应”现象危害的措施

(一)屏蔽

对于静电作用下产生的“雷电感应”而言,必须采取有效的措施进行应对,否则一旦在山区发生雷电感应,会因为空间上和时间上的不便,加上自然条件的便利,扩大损失的范围以及增大安全威胁的程度。以目前的情况而言,采取一定的屏蔽措施能够有效的解决一部分问题。本文认为,在实际的屏蔽工作中,需要有效的考虑到机房所在的建筑本身基本达到屏蔽要求,但进入机房的线缆基本未采取屏蔽措施,通过对进入机房的线缆作屏蔽处理,使经过改造的机房具有初步防“雷电感应”功能。在采用屏蔽的措施以后,就能够初步解决一些由于雷电感应所产生的问题,今后的预防工作也有了一定的基础。

(二)等电位联接

在山区中,雷电感应所带来的消极影响,之所以会被扩大化,原因之一在于现阶段的很多措施都停留在基础阶段,并没有进行深化和加强。虽然屏蔽措施能够解决一部分问题,但如果是强雷电感应或者是受到某些自然条件的影响,雷电感应的范围和影响就会扩大,屏蔽措施就不一定能够达到理想的防雷效果。今后的工作需要在等电位联接方面进行一定的努力,我们可以把从建筑物外引入的所有金属管道、电缆金属屏蔽层、电力系统的重复接地、建筑物的防雷接地线、设备保护接地线及其它金属装置用电气联接的方法连接起来,并与接地体连接成良好的电气通路,使整个建筑物空间成为一个良好的等电位体。如此一来,在外部的大环境上就具有了一定的保障,同时在内部的处理中,也会更加便利。等电位联接是现阶段一种比较有效的预防措施,能够满足部分山区的防雷要求。

(三)电涌抑制器

现阶段的科学技术进步较快,很多的地区都将设备进行了一定的深化与加强,提升了设备本身的防雷性能。另一方面,技术人员将目光投到了专业防雷设备方面。对于山区而言,在防雷的专业性要求方面是非常高的,而且需要这样的装备。比方说电涌抑制器,它通常在感应雷电波侵入电源传输线(信号线)时,能以非常快的响应速度呈低阻抗状态,迅速将雷电流泄放到大地,把雷电过电压限制在用电设备允许承受的绝缘耐压水平以下,以保障用电设备免受过电压侵入造成危害。这种设备在现阶段的发展中得到了广泛的应用,很多的山区由于应用了电涌抑制器,在发生雷电感应的时候,不仅降低了损失的范围,同时有效的保护了设备的其它功能能够正常运行。

(四)接地装置

山区雷电感应的预防工作除了上述的几个方面以外,还需要在接地装置上进行一定的深化和加强工作,这样才能在客观上和主观上充分的保证发生雷电感应的时候,更好的处理问题。本文认为,山区筑物、电器设备及电力设施等必须通过引下线与接地装置连接,接地装置承担着将雷电流泄入大地的重要任务,同时,在地面上起到均衡电位等多种作用,是防雷系统中不可或缺的重要组成部分。接地装置的冲击按地电阻值是衡量一个防雷系统是否符合要求的重要标准之一。通过应用不同的接地装置,能够处理不同程度的雷电感应情况。在今后的工作中,我们需要结合不同地区的实际情况,将接地装置有效的改良。

(五)线路方面的预防工作

很多三面环山、四面环山的低洼地带易引起雷电感应,有条件的话,不要用架空线引入电源,而应采用套钢管埋地引入,这样就能够在客观上起到很好的屏蔽作用。另一方面,应该采用三线(火线、零线、接地线)接电法安装电源线路,在山区,尤其是低洼地带,特别容易发生由雷电感应引起的电器烧坏现象,造成大范围的人员伤亡和较大程度的财产损失。

三、总结

本文对山区雷电感应及其预防工作进行了一定的讨论,我国的幅员比较辽阔,山区广布,近几年对山区的开发力度又在不断的增加。为了保证将来能够获得更大的经济效益和社会效益,必须加强山区雷电感应的预防工作,从多个角度出发,在整体的效果上有一个较大幅度的进步。

参考文献:

[1]贾平,李宝华.“雷电感应”对电源系统的侵袭与防范[J].通信与信息技术,2013(01).