Tecnologia de proteção contra raios na era da informação eletrônica
Após a década de 1970, devido ao desenvolvimento da informação eletrônica e da tecnologia aeroespacial, a ampla aplicação da tecnologia de integração de semicondutores e da tecnologia microeletrônica, a interferência eletromagnética dos raios e os perigos dos pulsos de raios tornaram-se cada vez mais graves. Portanto, a tecnologia de proteção contra raios está gradualmente passando da era elétrica para a era da informação eletrônica. O principal objetivo da proteção contra raios na era da informação eletrônica se manifesta nos seguintes aspectos.
(1) Impedir que os raios atinjam diretamente as estruturas e causem efeitos elétricos, efeitos térmicos e efeitos mecânicos.
(2) Impedir que raios invadam estruturas na forma de ondas de raios através de fios metálicos ou tubos metálicos, colocando em risco a segurança pessoal interna e destruindo equipamentos.
(3) Para evitar raios causados por trovoadas, a forte corrente pulsada neutraliza a carga da nuvem com o solo, o que provoca uma forte alteração no campo eletrostático, causando o alto potencial gerado pela carga oposta ao sinal do canal piloto ser induzido nos condutores próximos a equipamentos eletrônicos e perigos em locais inflamáveis e explosivos.
(4) Evite o risco de indução de campo eletromagnético causado por raios. Quando a corrente do raio muda de zero para dezenas de milhares de amperes em um microssegundo, um forte campo eletromagnético transitório é gerado no espaço circundante, e a força eletromotriz induzida na linha causará danos; ao mesmo tempo, o relâmpago pode irradiar de frequências extremamente baixas de alguns hertz até frequências ultra-altas de vários gigahertz. Quando o objeto protegido está próximo ao raio, ele é afetado principalmente pela indução eletrostática; quando o campo protegido está longe do raio, é afetado principalmente pela indução eletromagnética. O impacto da radiação pode variar desde a interferência nas comunicações de rádio, como linhas de sinal e antenas, até danos a equipamentos, causando faíscas em locais inflamáveis e explosivos, e até mesmo explosões.
Os métodos de proteção contra raios na era da informação eletrônica incluem principalmente desvio e descarga de corrente de raios e bloqueio de intrusão de ondas de raios, bem como equipamentos de proteção de blindagem, equipotenciais e outras tecnologias de proteção contra raios e suas aplicações abrangentes.
Ainda é impossível para os seres humanos controlarem completamente os raios, mas após exploração e prática de longo prazo, muito conhecimento e experiência sobre proteção contra raios foram acumulados e uma série de métodos e tecnologias eficazes para proteção contra raios foram formadas. Tem um significado orientador universal para a indústria prevenir eficazmente desastres com raios.
1. Recepção relâmpago
Conexão relâmpago significa que o raio (queda direta de raio) dentro de uma determinada faixa não pode escolher o canal de descarga arbitrariamente, mas só pode liberar energia para a terra de acordo com o sistema de proteção contra raios e canais prescritos projetados antecipadamente pelas pessoas. O dispositivo usado para receber raios é chamado de terminal de raios. Na norma nacional “Código para Projeto de Proteção contra Raios de Edifícios”, afirma-se que pára-raios, pára-raios (linhas) e redes contra raios são dispositivos que recebem diretamente descargas atmosféricas, coletivamente denominados receptores de raios.
Na proteção contra raios fora do edifício, após o raio ser conectado ao terminal de raios, a forte corrente do raio vaza para o solo através do canal especificado, o que pode prevenir eficazmente os danos ao próprio edifício pela corrente do raio; ao mesmo tempo, no processo de vazamento após o recebimento do raio, preste atenção à indução da proteção contra raios. A blindagem externa evita que os fortes campos eletromagnéticos gerados pelas correntes atmosféricas prejudiquem pessoas ou objetos nas proximidades. A indução de raios também pode causar danos a equipamentos eletrônicos e elétricos e às pessoas dentro do edifício. Portanto, um protetor contra surtos deve ser instalado na frente das linhas de equipamentos eletrônicos e elétricos para evitar que sobretensões transitórias destruam o equipamento ao longo da linha.
No século 20, as pessoas começaram a perceber os perigos da indução de raios. Em 1914, o alemão W. Peterson apresentou a teoria do aterramento da linha de proteção contra raios (linha de proteção contra raios); mais tarde, os americanos F. W. Peek e W. W. Lewis também perceberam que a ameaça às linhas de energia vinha não apenas de quedas diretas de raios, mas também da indução de raios. Somente no final da década de 1930 é que os humanos chegaram a um consenso: correspondendo às linhas de alimentação acima de 100kV, os pára-raios são as medidas básicas de proteção contra descargas atmosféricas diretas e suas funções são semelhantes às dos pára-raios.
As tiras de terminação de raios referem-se à instalação de tiras de metal no parapeito ao redor do telhado de telhados planos ou na cumeeira e beirais de telhados inclinados como dispositivos de terminação de raios, e conectá-las bem ao solo pode obter melhores efeitos de proteção contra raios.
A rede de para-raios refere-se à utilização da malha armada na estrutura de concreto armado para proteção contra raios. Se necessário, uma rede auxiliar de terminação de raios pode ser adicionada. Portanto, a rede de terminação de raios também é chamada de rede de terminação de raios oculta.
2. Equalização de pressão
Quando o dispositivo de terminação de raios captura um raio, o condutor de descida sobe imediatamente para um potencial alto, o que causará uma descarga lateral nos condutores ao redor do dispositivo de proteção contra raios que ainda estão em baixo potencial, aumentando seu potencial e causando danos ao pessoal e ao equipamento . Para reduzir este risco de flashover; a maneira mais fácil é usar um anel de classificação de tensão: para conectar equipotencialmente os condutores de baixo potencial até o dispositivo de aterramento. Se a distância entre instalações metálicas, dispositivos elétricos e equipamentos eletrônicos e os condutores do sistema de proteção contra raios, especialmente o dispositivo de proteção contra raios, não puder atender aos requisitos de segurança especificados, eles devem ser conectados equipotencialmente ao dispositivo de proteção contra raios com fios. Desta forma, quando a corrente do raio passa, pode-se garantir que nenhuma diferença de potencial prejudicial seja gerada entre as partes condutoras e que nenhuma descarga lateral ocorra. Uma conexão equipotencial perfeita também pode evitar o contra-ataque causado pelo aumento do potencial de terra causado pela corrente do raio que entra no solo.
3. Aterramento
O aterramento da proteção contra raios é para liberar a energia do raio que entrou no dispositivo de proteção contra raios para o solo. Um bom aterramento pode efetivamente reduzir a tensão no condutor de descida e evitar contra-ataques. No passado, alguns regulamentos exigiam que os equipamentos eletrónicos fossem ligados à terra separadamente, a fim de evitar que correntes parasitas ou correntes transitórias na rede elétrica interferissem no funcionamento normal do equipamento. Antes da década de 1990, os equipamentos de comunicação e navegação eram principalmente dispositivos de tubo eletrônico, utilizando comunicação analógica, que era particularmente sensível a interferências. Para resistir a interferências, os equipamentos de comunicação e navegação adotam o método de separar a fonte de alimentação do aterramento de comunicação. Agora, o aterramento separado não é recomendado no campo da engenharia de proteção contra raios. O aterramento separado não é recomendado nos padrões IEC e nos padrões relacionados à ITU, e o padrão americano IEEE Std1100-1992 não recomenda o uso de qualquer corpo de aterramento separado, independente, de computador, eletrônico ou outro como parte do condutor de aterramento do equipamento. Junção. O aterramento é o elo mais básico do sistema de proteção contra raios. Se o aterramento não for bom, o efeito de proteção contra raios de todas as medidas de proteção contra raios não será exercido.
4. Desvio
A manobra consiste em conectar protetores contra surtos em paralelo entre todas as linhas vindas de fora (incluindo linhas de energia, linhas telefônicas, linhas de sinal, alimentadores de antena, etc.) e a linha de aterramento. Quando a onda de sobretensão gerada nas linhas entra na sala ou equipamento ao longo dessas linhas, a resistência do protetor contra surtos cai repentinamente para um valor baixo, próximo a um curto-circuito, e a corrente do raio é desviada para o solo.
Ao utilizar a medida de proteção contra raios de manobra, atenção especial deve ser dada à seleção dos parâmetros de desempenho do protetor contra surtos, pois a instalação de instalações adicionais afetará o desempenho do dispositivo de proteção contra raios. Por exemplo, a conexão do protetor contra surtos de sinal não deve afetar a taxa de transmissão do sistema; a perda do protetor contra surtos do alimentador da antena na banda passante deve ser a menor possível; se for utilizado no equipamento direcional, é necessário não causar erros de posicionamento.
5. Escudo
Blindagem consiste em usar condutores como malhas metálicas, folhas, invólucros e tubos para proteger os objetos a serem protegidos, de modo a bloquear a intrusão de campos eletromagnéticos de raios vindos do espaço.
Proteção contra surtos means that when the overvoltage formed in response to the lightning current hitting the transmission line propagates on the line in thunderstorm days, the transient overvoltage can be limited by the nonlinear element in the surge protector and the surge current Leak into the earth respectively, so that electronic and electrical equipment can be protected.
7. Esquivar
Evitar significa que, quando ocorrer uma tempestade, desligue o equipamento operacional, corte a linha de entrada de corrente e conecte a antena e o alimentador ao dispositivo de aterramento. A prevenção bem-sucedida requer um sistema confiável de detecção de raios e alerta precoce, e a seleção do local deve evitar locais especiais que sejam propensos a quedas de raios.
Os métodos de proteção contra raios acima devem ser selecionados de forma flexível de acordo com as leis locais sobre raios.
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