摘要：從雷電的入侵途徑可知，雷電會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波，在周圍的導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)雷電流，也會(huì)構(gòu)成對(duì)電子設(shè)備的直接沖擊損壞。本文主要在防雷技術(shù)方面進(jìn)行綜述。

    關(guān)鍵詞：雷電表現(xiàn)形式雷電設(shè)備

    雷電是由天空中云層間的相互高速運(yùn)動(dòng)、劇烈磨擦，使高端云層和低端云層帶上相反電荷。此時(shí)，低端云層在其下面的大地上也感應(yīng)出大量的異種電荷，形成一個(gè)極大的電容，當(dāng)其場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生對(duì)地放電，這就是雷電現(xiàn)象。

    雷電的表現(xiàn)形式主要有兩種：

    一種是直擊雷，是指帶電云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。直擊雷威力巨大，雷電壓可達(dá)幾萬(wàn)伏至幾百萬(wàn)伏，瞬間電流可達(dá)十幾萬(wàn)安，在雷電通路上，物體會(huì)被高溫?zé)齻�甚至融化。通常在建筑物頂部安裝避雷針或避雷網(wǎng)等來(lái)防直擊雷。

    另一種是感應(yīng)雷，是指當(dāng)直擊雷發(fā)生以后，帶電云層迅速消失，而地面上某些范圍由于散流電阻大，以致出現(xiàn)局部高電壓，或者由于直擊雷放電過(guò)程中，強(qiáng)大的脈沖電流對(duì)周圍的導(dǎo)線或金屬物因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生高電壓以致發(fā)生閃擊的現(xiàn)象。

    一、雷電干擾的入侵路徑

    1.當(dāng)建筑物本身受雷電直擊時(shí)，和建筑物連接的金屬導(dǎo)體包括建筑物鋼筋與地極之間產(chǎn)生瞬時(shí)電位差，構(gòu)成摧毀電子設(shè)備之沖擊過(guò)電壓。并且經(jīng)下引線流過(guò)的大量電流，亦產(chǎn)生磁場(chǎng)沖擊波。如上圖中①所示。

    2.當(dāng)遠(yuǎn)端的導(dǎo)線因雷電而產(chǎn)生感應(yīng)電壓會(huì)由遠(yuǎn)端經(jīng)導(dǎo)線傳導(dǎo)過(guò)來(lái)，如圖②所示。

    3.當(dāng)云層間放電時(shí)，強(qiáng)大的電磁沖擊會(huì)在鄰近的地上金屬導(dǎo)線感應(yīng)出沖擊電壓，并且磁場(chǎng)沖擊會(huì)漫延到地上的建筑物，如圖③所示。

    4.另外，內(nèi)部操作過(guò)電壓，如變壓器的空載，電機(jī)的啟動(dòng)，開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟等，也能引起強(qiáng)大的脈沖沖擊電流通過(guò)線纜引入，破壞電子設(shè)備。

    由感應(yīng)雷引起的事故約占雷害事故的80%至90%。針對(duì)感應(yīng)雷的破壞途徑，我們可采取接地、分流、屏蔽、均壓等電位等方法進(jìn)行有效的防護(hù)，以保證人身和設(shè)備的安全。

    防雷器的作用就是在最短時(shí)間內(nèi)將線路上因感應(yīng)雷產(chǎn)生的大量的浪涌電流釋放到地網(wǎng)，使建筑物內(nèi)各點(diǎn)之間電位差大致不變，從而保護(hù)設(shè)備。

    二、接地系統(tǒng)

    接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、感應(yīng)雷、或其他形式的雷，最終都是把雷電流送入大地。因此，沒(méi)有合理而良好的接地裝置是不能可靠地避雷的。接地電阻越小，散流就越快，被雷擊物體高電位保持時(shí)間就越短，危險(xiǎn)性就越小。對(duì)于計(jì)算機(jī)場(chǎng)地的接地電阻要求≤4歐姆，并且采取共用接地的方法將避雷接地、電器安全接地、交流地、直流地統(tǒng)一為一個(gè)接地裝置。如有特殊要求設(shè)置獨(dú)立地，則應(yīng)在兩地網(wǎng)間用地極保護(hù)器連接，這樣，兩地網(wǎng)之間平時(shí)是獨(dú)立的，防止干擾，當(dāng)雷電流來(lái)到時(shí)兩地網(wǎng)間通過(guò)地極保護(hù)器瞬間連通，形成等電位連接。

    三、防雷等電位連接

    等電位連接的目的，在于減少需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差。穿過(guò)各防雷區(qū)交界的金屬部件和系統(tǒng)，以及在一個(gè)防雷區(qū)內(nèi)部的金屬部件和系統(tǒng)，都應(yīng)在防雷區(qū)交界處做等電位連接。應(yīng)采用等電位連接線和螺栓緊固的線夾在等電位連接帶做等電位連接，而且當(dāng)需要時(shí)，應(yīng)采用避雷器做暫態(tài)等電位連接。

    四、屏蔽和分區(qū)防雷保護(hù)

    從雷電的入侵途徑可知，雷電會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波，在周圍的導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)雷電流，也會(huì)構(gòu)成對(duì)電子設(shè)備的直接沖擊損壞。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，2.4高斯的電磁波沖擊就能造成電子設(shè)備的直接損壞，0.03高斯的電磁波沖擊就能造成電子設(shè)備的誤動(dòng)。屏蔽是減少電磁波破壞的基本措施，包括外部屏蔽措施、適當(dāng)?shù)牟季�措施、線路的屏蔽措施。雷電保護(hù)區(qū)是以屏蔽層為界面來(lái)劃分的。

    國(guó)際電工委員會(huì)IEC1312《雷電電磁脈沖的防護(hù)》對(duì)雷電保護(hù)區(qū)的劃分問(wèn)題，提出了原則性的建議。

    一個(gè)欲保護(hù)的區(qū)域，從EMC（電磁兼容）的觀點(diǎn)來(lái)看，由外到內(nèi)可分為幾級(jí)保護(hù)區(qū)，最外層是0級(jí)，危險(xiǎn)性最高；我國(guó)大多數(shù)情況下的機(jī)房，就與0區(qū)僅一墻之隔，即只有一層屏蔽，則該機(jī)房?jī)?nèi)空間定為1區(qū)；各電子設(shè)備的外殼為一層屏蔽層，可視機(jī)殼內(nèi)的空間為2區(qū)等。越往內(nèi)部，危險(xiǎn)程度越低，過(guò)壓主要是沿線穿過(guò)的，保護(hù)區(qū)的界面通過(guò)外部防雷系統(tǒng)、鋼筋混凝土及金屬管道等構(gòu)成的屏蔽層面形成。穿過(guò)各級(jí)雷電保護(hù)區(qū)的金屬構(gòu)件，一般應(yīng)在保護(hù)區(qū)的分界面做等電位連接。

    五、雷擊保護(hù)的基本原則

    欲使設(shè)備得到很好的保護(hù)，首先應(yīng)對(duì)其所處的環(huán)境、受雷電影響的程度作出客觀的估計(jì)，因它與出現(xiàn)過(guò)電壓的幅值、概率、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備抗電壓能力、保護(hù)水平和接地等有關(guān)；防雷工作應(yīng)作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程來(lái)考慮，強(qiáng)調(diào)全面防護(hù)（包括建筑物、傳輸線路、設(shè)備和接地等），綜合治理，且要做到科學(xué)、可靠、實(shí)用和經(jīng)濟(jì)。針對(duì)感應(yīng)雷瞬時(shí)能量較大的特點(diǎn)，根據(jù)IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)能量逐級(jí)吸收的理論，及防護(hù)區(qū)間量級(jí)分類的原則，需要做多級(jí)防護(hù)。