電子信息時(shí)代防雷技術(shù)
20世紀(jì)70年代后，由于電子信息、航天技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體集成技術(shù)和微電子技術(shù)的普遍應(yīng)用，導(dǎo)致雷電的電磁干擾、閃電脈沖的危害越來(lái)越嚴(yán)重。因此，防雷技術(shù)逐漸由電氣時(shí)代向電子信息時(shí)代邁進(jìn)。電子信息時(shí)代防雷的主要目的表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(1)防止雷電直接擊在建構(gòu)物上產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)危害。
(2)防止雷電以金屬導(dǎo)線或金屬管道為通道，以雷電波的形式侵入建構(gòu)物內(nèi)，危害室內(nèi)人身安全和毀壞設(shè)備。
(3)防止因雷雨云閃電時(shí)，強(qiáng)大的脈沖電流使云中電荷與地面中和，從而引起靜電場(chǎng)的強(qiáng)烈變化，導(dǎo)致附近導(dǎo)體上感應(yīng)出與先導(dǎo)通道符號(hào)相反電荷產(chǎn)生的高電位對(duì)電子設(shè)備和易燃易爆場(chǎng)所的危害。
(4)防止雷電的電磁場(chǎng)感應(yīng)危害，當(dāng)雷電流在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)，從零變化到幾十千安，在其周?chē)臻g中產(chǎn)生瞬變的強(qiáng)電磁場(chǎng)，線路上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)造成危害；同時(shí)閃電可輻射從頻率為幾赫茲的極低頻率直到幾千兆赫茲的特高頻率，當(dāng)被保護(hù)物距離雷電較近時(shí)，主要受靜電感應(yīng)影響；當(dāng)被保護(hù)場(chǎng)距離雷電較遠(yuǎn)時(shí)，主要受電磁輻射的影響，輕則干擾信號(hào)線、天線等無(wú)線電通信，重則損壞儀器設(shè)備、引起易燃易爆場(chǎng)所產(chǎn)生火花，甚至發(fā)生爆炸。
電子信息時(shí)代的防雷方法主要有對(duì)雷電流進(jìn)行分流、泄流和阻斷雷電波入侵，以及對(duì)保護(hù)設(shè)備進(jìn)行屏蔽、等電位等防雷技術(shù)及其綜合應(yīng)用。
人類(lèi)還不可能完全控制雷電，但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的摸索與實(shí)踐，已積累了很多有關(guān)防雷的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，形成了一系列對(duì)防雷行之有效的方法和技術(shù)，這些方法和技術(shù)對(duì)各行各業(yè)行之有效地預(yù)防雷電災(zāi)害具有普遍的指導(dǎo)意義。
1.接閃
接閃是指在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電(直接雷擊)不能任意選擇放電通道，而只能按照人們事先設(shè)計(jì)的防雷系統(tǒng)及規(guī)定通道將能量泄放到大地中去。用來(lái)接閃的裝置稱(chēng)為接閃器。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中說(shuō)明：接閃竿、接閃帶(線)、接閃網(wǎng)是直接接受雷擊的裝置，統(tǒng)稱(chēng)為接閃器。
在建筑物外部防雷中，通過(guò)接閃器接閃后，強(qiáng)雷電流通過(guò)規(guī)定通道泄入地面，可有效防止雷電流對(duì)建筑物自身的損毀；同時(shí)，在接閃后泄流的過(guò)程中，要注意防雷電感應(yīng)。外部屏蔽可阻止雷電流產(chǎn)生的強(qiáng)烈電磁場(chǎng)對(duì)處在相鄰位置的人或物造成傷害。雷電感應(yīng)還會(huì)對(duì)建筑物內(nèi)部的電子、電氣設(shè)備及人身造成損害，因此，要在電子和電氣設(shè)備線路前加裝電涌保護(hù)器，防止瞬態(tài)過(guò)電壓沿線路擊毀設(shè)備。
到了20世紀(jì)，人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到雷電感應(yīng)的危害。1914年，德國(guó)人W. Peterson提出了接地避雷線(接閃線)防雷的理論;后來(lái)美國(guó)人F. W. Peek 和W. W. Lewis 也認(rèn)識(shí)到對(duì)電力線路的威脅不僅來(lái)自雷電直擊，還有雷電感應(yīng)。直到20世紀(jì)30年代后期，人類(lèi)才取得共識(shí)：對(duì)應(yīng)100kV 以上的供電線路，避雷線是防避直擊雷的基本保護(hù)措施，其功能類(lèi)同接閃竿。
接閃帶是指在平頂房屋頂四周女兒墻或坡頂屋的屋脊、屋檐上裝上金屬帶作為接閃器，并把它與大地進(jìn)行良好的連接即可得到較好的避雷效果。
接閃網(wǎng)是指利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行雷電保護(hù)，必要時(shí)可以添加輔助的接閃網(wǎng)，因此，接閃網(wǎng)又稱(chēng)暗裝接閃網(wǎng)。
2.均壓
接閃裝置在捕獲雷電時(shí)，引下線立即升至高電位，會(huì)對(duì)防雷裝置周?chē)刑幱诘碗娢坏膶?dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，使其電位升高，進(jìn)而對(duì)人員和設(shè)備構(gòu)成危害。為了減少這種閃絡(luò)危險(xiǎn)；最簡(jiǎn)單的辦法是采用均壓環(huán)：將處于低電位的導(dǎo)體等電位連接起來(lái)，一直到接地裝置。如果金屬設(shè)施、電氣裝置和電子設(shè)備與防雷系統(tǒng)的導(dǎo)體，特別是接閃裝置的距離達(dá)不到規(guī)定的安全要求時(shí)，則應(yīng)該用導(dǎo)線把它們與防雷裝置進(jìn)行等電位連接。這樣在閃電電流通過(guò)時(shí)，可保證導(dǎo)電部件之間不產(chǎn)生有害的電位差，不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產(chǎn)生的反擊。
3.接地
防雷接地就是讓已經(jīng)進(jìn)入防雷裝置的閃電能量泄放入大地。良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。過(guò)去有些規(guī)范要求電子設(shè)備單獨(dú)接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設(shè)備的正常工作。20世紀(jì)90年代之前，通信導(dǎo)航裝備以電子管器件為主，采用模擬通信方式，模擬通信對(duì)干擾特別敏感。為了抗干擾，通信導(dǎo)航裝備都采取電源與通信接地分開(kāi)的辦法?，F(xiàn)在，防雷工程領(lǐng)域不提倡單獨(dú)接地。在IEC標(biāo)準(zhǔn)和ITU 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中都不提倡單獨(dú)接地，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)IEEE Std1100—1992 也不建議采用任何一種所謂分開(kāi)的、獨(dú)立的、計(jì)算機(jī)的、電子的或其他大地接地體作為設(shè)備接地導(dǎo)體的一個(gè)連接點(diǎn)。接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，如果接地不好，所有防雷措施的防雷效果將都不能發(fā)揮出來(lái)。
4.分流
分流就是在一切從室外來(lái)的線路(包括電力電源線、電話(huà)線、信號(hào)線、天線的饋線等)與接地線之間并聯(lián)電涌保護(hù)器。當(dāng)線路上產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿著這些線路進(jìn)入室內(nèi)或設(shè)備時(shí)，電涌保護(hù)器的電阻突然降到低值，近于短路，將雷電流分流入地。
采用分流這一防雷措施時(shí)，應(yīng)特別注意電涌保護(hù)器性能參數(shù)的選擇，因?yàn)楦郊釉O(shè)施的安裝會(huì)影響防雷裝置的性能。例如，信號(hào)電涌保護(hù)器的接入應(yīng)不影響系統(tǒng)的傳輸速率；天饋電涌保護(hù)器在通帶內(nèi)的損耗要盡量??；若使用在定向設(shè)備上，要求不能導(dǎo)致定位誤差。
5.屏蔽
屏蔽就是用金屬網(wǎng)、箔、殼、管等導(dǎo)體把需要保護(hù)的對(duì)象遮擋起來(lái)，阻隔閃電電磁場(chǎng)從空間入侵。
浪涌保護(hù)是指在雷雨天為應(yīng)對(duì)雷電流擊中輸電線路而形成的過(guò)電壓在線路傳播時(shí)，可通過(guò)電涌保護(hù)器中的非線性元件將瞬態(tài)過(guò)電壓限制住，并將電涌電流分別泄入大地，從而使電子和電氣設(shè)備得以保護(hù)。
7.躲避
躲避是指雷雨來(lái)臨時(shí)，關(guān)掉運(yùn)作的設(shè)備，截?cái)嚯娏鬟M(jìn)線，將天線及饋線連接到接地裝置。成功的躲避需要一套可靠的雷電探測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，選址應(yīng)避開(kāi)容易落雷的特殊地點(diǎn)。
以上防雷方法，必須根據(jù)當(dāng)?shù)亻W電的規(guī)律，靈活選用。
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