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关键词 防雷工程 传输线缆 屏蔽方法
1 引言
目前， 雷击破坏电子设备的主要途径是雷电产生的高电压通过传输线缆等金属导体的引入。传输线缆遭受雷电危害主要有三种形式： 一是雷电直接击中传输线缆； 二是由于在电缆附近的地面物遭雷击， 雷电辐射的电磁场在传输线缆上产生感应电压和电流； 三是来自雷击电磁脉冲， 即雷雨云对大地放电， 或雷雨云之间放电， 由于雷电流幅值和陡度很大， 在雷电流的通道附近形成一个很强的感应电磁场， 感应在传输线缆或电子设备上， 形成感应过电压损坏电子设备。据统计， 这种由雷电电磁脉冲所造成的事故占电子设备雷击事故的70% 以上， 所造成的经济损失也非常严重。为此， 在防雷工程中做好传输线缆的防护是非常重要的。
2 传输线缆保护方法
雷击电磁脉冲在远场条件下， 可看作平面电磁场传播， 因此对传输线缆防护应采用电磁屏蔽。电磁屏蔽的机理是在外界交变电磁场作用下， 通过电磁感应使屏蔽壳体内产生感应电流， 而感应电流在屏蔽空间又产生了与外界电磁场方向相反的电磁场， 从而抵消了外界的电磁场， 产生屏蔽效果。为保护传输线路， 通常将线缆穿入金属管中实现屏蔽， 并将其埋入地下后， 钢管两端接地， 以减少电磁干扰。金属管直径越大， 其屏蔽系数越小， 屏蔽效果越好。钢管屏蔽系数见下表［2］。
虽然采用线缆穿金属管的方法有较好的屏蔽效果， 但一些防雷工程往往受条件所限， 并非都能采用此法。根据相关书籍的介绍及近几年的工程实践， 本文介绍几种在防雷工程中传输线缆处理的简便方法。在实际工程施工中， 可根据具体情况采用不同的方法或结合其它有效的方法进行处理， 防止雷电电磁脉冲沿传输线缆引入， 以减少雷电灾害的发生。
2． 1 多余芯线接地
用正弦衰减振荡波、幅值为5 050 A 的冲击电流对保护装置作的反击过电压试验表明［2］， 电缆芯线和设备接地处之间的电位差为1 700 V， 当一根芯线两端接地后， 电位差降低到750 V， 起到了屏蔽及分流的作用。当采用全塑线缆无法对其进行屏蔽时， 可采用多余芯线接地方法， 同样可达到屏蔽的效果。
2． 2 加装排流线
为减小地下电缆遭受直接雷击和雷击电磁脉冲在电缆外皮引起的感应电流等的危害， 可采用排流线对线缆进行保护。排流线是在埋地电缆上方30 cm 处平行敷设的一根或两根导线， 可采用扁钢或圆钢。一般来说， 如击中排流线雷电流峰值不高于15 kA ， 则对电缆几乎不发生反击。另外排流线上流动着的雷电流使传输线缆上产生了与雷电流方向相反的感应电流， 又抵消了电缆上部分雷电流， 从而降低了电缆芯和金属护套间的过电压， 见图1。
2． 3 加设金属线槽
当线缆已经铺设完成， 没有采取屏蔽措施时，可采取加设金属屏蔽线槽的办法（要符合综合布线的规定）。具体做法是将原固定线缆的卡子拆除， 将一段适当规格的金属线槽铺设在线缆下方， 并加以固定， 盖上槽盖， 见图2， 然后铺设另一段金属线槽， 金属线槽间的连接见图3。如果原来穿的是PVC 管也不需拆除， 可直接装入线槽内， 将金属线槽固定后不要忘记每节线槽之间用连接板跨接（转角处可用导线跨接）。这样， 可以一边拆除原传输线缆上的卡子， 一边铺设金属线槽， 最后在线槽两端做接地处理。用这种方法解决传输线缆的屏蔽是简易有效的： 一是不用拆除或更换设备上的传输线缆；二是设备可以照常工作； 三是不用考虑传输线缆的长度（因为是按原位置铺设）。
2． 4 架空线缆上架设避雷线
如果架空线缆数量较多（如两栋建筑物之间），可采用在线缆上方架设避雷线的办法， 利用避雷线的屏蔽作用降低导线的感应电压， 同时也能保护被覆盖的线缆免遭直击雷。
2． 5 现场制作屏蔽层
在处理区间的架空线缆时（例如两栋建筑物之间的架空线缆） ， 可采用现场制作屏蔽层的办法（见图4）。首先将准备好的一段钢丝绳， 两端分别固定在将被屏蔽线缆两端的位置上， 并拉直敷在线缆上端。采用厚度不小于0. 5 mm 的镀锌铁皮或铝板做成圆管状（ 直径、长度及节数根据实际情况而定）， 将已经拉好的钢丝绳及线缆装入铁皮做成的圆管内， 并将铁皮圆管临时用铁丝绑紧， 使得圆管搭接长度在20 mm 左右， 然后间隔200 mm 左右打孔， 用拉铆钉固定（打孔时注意不要伤到线缆） ，形成屏蔽管。再取一节同样做成的铁皮圆管， 把线缆及钢丝装入管内， 应将圆管一端的直径卷得略小一些， 用拉铆钉固定后插入到上个圆管内约50 mm 左右， 然后打孔用拉铆钉固定3 ～ 4 个点，把两个铁皮管连接起来， 一边向前推已接好的管子一边做下一组， 以此类推。当整个区间布满后将屏蔽管两端与对应的钢丝绳跨接， 钢丝绳两端做接地处理。钢丝绳起到接地、分流及承重的作用。
2 ． 6 局部移动线缆的处理
对于需要随设备移动的线缆， 可采用单芯铜线（ 有无绝缘均可） 在被保护线缆上全程密绕， 密绕后铜线两端分别接在设备金属外壳上， 再用软铜线跨接， 跨接线及设备金属外壳接地， 见图5。摄像头到云台之间引线、太阳能辐射仪引线、雷达伺服系统引线等， 均可采用这种方法对引线进行防护， 既起到了屏蔽作用， 又不影响设备移动。
3 结束语
本文介绍了几种传输线缆的屏蔽方法， 在实际防雷工程施工中， 可根据具体情况采用不同的方法对传输线进行防护处理， 几种方法可以灵活运用， 举一反三， 这样既不必对原传输线缆进行更换改动， 又能起到良好的防雷效果。
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hdsr178 发表于 2010/8/27 15:40:39
2楼 回复本楼※
雷电的等效干扰频率在100k左右， 属于低频干扰。
而这种干扰是用高导电率材料做屏蔽层的电缆无法解决的，包括原装的进口电缆。只有用高导磁率材料（如钢带、钢丝）做的屏蔽层才能有效抑制低频干扰。
最常用的方法就是给电缆套上钢管或直接采用高导磁率材料制成的铠装型电缆——ASTP-120Ω（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG ，电缆外径
《GB50057-94建筑物防雷设计规范》第
《GB 50217-2007电缆设计规范》也有类似的表述，参见：http://www.gongkong.com/forum/ForumTopic.aspx?Id=4-8F2B-47446DC42DCE （复制贴到IE地址栏可打开）
欢迎交流：hdsr178@yahoo.cn
引用 hdsr178 2010/8/27 15:40:39 发表于2楼的内容
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