雷電防御中對(duì)暫態(tài)電位升高引起雷電反擊處理措施分析

李亞芬

（內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市氣象局內(nèi)蒙古通遼028000）

雷電防御中對(duì)暫態(tài)電位升高引起雷電反擊處理措施分析

李亞芬

（內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市氣象局內(nèi)蒙古通遼028000）

雷電是常見的自然現(xiàn)象，雷電的發(fā)生對(duì)人類的生活和生產(chǎn)安全造成嚴(yán)重危害，防雷工作者為了避免或減少雷電危害采取一系列的防御措施。本文針對(duì)雷電防御中暫態(tài)電位升高引起雷電反擊問題進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的防護(hù)措施。

雷電防御暫態(tài)電位雷電反擊處理措施

0　引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)雷電防御工作提出了新的要求，特別是電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，使得直擊雷、雷擊電磁脈沖及地電位反擊等雷害防御倍受關(guān)注。在紛繁復(fù)雜的雷電災(zāi)害中，暫態(tài)電位升高引起的地電位反擊造成人員傷亡和建筑物及電子設(shè)備損壞就是常見的雷害之一。如何有效抑制這種由暫態(tài)電位升高引起的雷電反擊，是雷電防御工作的一項(xiàng)重要課題。

1　雷電防御中暫態(tài)電位升高的原因

1.1暫態(tài)電位的概念

固體絕緣材料在制作過程中由于工藝的原因，其產(chǎn)品中存在很多很微小的空隙，在絕緣體的使用過程中其一端接地，另一端接入高壓設(shè)備，這些絕緣體內(nèi)部的微小孔隙就像小電容一樣進(jìn)行充電，充滿后再次放電，在充電和放電的過程中發(fā)生一些物理或化學(xué)的變化，例如電荷交換、發(fā)射的電磁波、聲波、發(fā)熱、光、等生成分解物碳化物等，這些碳化物導(dǎo)致這些小空隙具有導(dǎo)電的功能，長此以往很容易造成絕緣擊穿的結(jié)果。雷電中的電磁脈沖通過金屬制品進(jìn)行傳輸，同時(shí)產(chǎn)生暫態(tài)電壓，該電壓經(jīng)過電子設(shè)備的金屬外殼再傳輸?shù)酱蟮亍?/p>

1.2暫態(tài)電位升高的原因

雷擊過程中,雷電流通過導(dǎo)電物質(zhì)流到人、建筑和電子設(shè)備及大地的導(dǎo)體中，這些接觸到電流的導(dǎo)體的電感、電阻會(huì)產(chǎn)生壓降現(xiàn)象，造成雷電防御設(shè)備對(duì)地電位有所提高，但是由于雷電現(xiàn)象一般都十分短暫，由雷電引起的電位升高也十分短暫。

1.3暫態(tài)電位升高的危害

暫態(tài)電位升高是引起雷電反擊的主要原因，雷電反擊會(huì)對(duì)人、建筑或電子設(shè)備造成危害。雷電襲擊一般會(huì)被雷電防御設(shè)備將其巨大電流引入接地設(shè)備中，從而使其流入到大地，使雷電流進(jìn)行消散，消除雷電流對(duì)人、建筑或電子設(shè)備的危害。若是當(dāng)雷電流產(chǎn)生的瞬間，建筑沒有安裝防雷設(shè)備、屏蔽設(shè)備和等電位連接等基本防范措施，或者防雷設(shè)備與接地設(shè)備的距離差沒達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)產(chǎn)生接地設(shè)備中的母線會(huì)發(fā)生雷電反擊，引起跨步電壓或接觸電壓的事故，雷電流通過接地設(shè)備流入大地，地面會(huì)產(chǎn)生一定范圍的電壓降，從而產(chǎn)生電位差，由于電位差分布不均勻，人們從這里經(jīng)過，人們兩腳之間正好存在電位差，則極有可能發(fā)生觸電事故，造成不可挽回的損失。

2　雷電反擊的防范和處理措施

2.1雷電反擊的防范措施

“預(yù)防為主，綜合處理為輔”一直是安全工程遵循的主要原則。雷電反擊的防治措施主要包括接閃、均壓、屏蔽、接地、分流和躲避等措施。

（1）接閃。接閃裝置我們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常見到，例如接閃桿、接閃帶和接閃網(wǎng)等。接閃的作用是雷電襲擊時(shí)讓雷電流按照人們規(guī)定的電路傳輸，將雷電流安全的引入大地中，保證設(shè)備建筑和人類的安全。

（2）均壓。接閃裝置接閃時(shí)，雷電流通過引下線會(huì)產(chǎn)生瞬間高電位，對(duì)防雷設(shè)備周邊低電位設(shè)備產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，從而對(duì)人類和設(shè)備造成一定程度的危害，而均壓設(shè)備就可以避免這類現(xiàn)象的產(chǎn)生，利用均壓環(huán)將低電位的設(shè)備相連接，并將其與接地設(shè)備相連接，消除這種危害。在建筑室內(nèi)中的金屬設(shè)施和電子設(shè)備等導(dǎo)電物體如果其沒有達(dá)到安全距離的標(biāo)準(zhǔn)，則需要用導(dǎo)線將其和防雷設(shè)備進(jìn)行等電位連接，在雷電流經(jīng)過的時(shí)候，建筑室內(nèi)形成一個(gè)等電位的空間，避免出現(xiàn)電位差、旁側(cè)閃絡(luò)等有害現(xiàn)象，也可以防止暫態(tài)電位升高引起雷電反擊發(fā)生。

（3）屏蔽。屏蔽是利用金屬網(wǎng)、箔等導(dǎo)體將設(shè)備包圍起來使電磁脈沖順著屏蔽設(shè)備流入接地裝置，促使雷電流入大地，防止電磁脈沖與設(shè)備直接接觸，對(duì)電磁脈沖危害進(jìn)行防范。

（4）接地。接地是對(duì)建筑和電子設(shè)備基本的保護(hù)，是雷電流能夠順利流入大地的基本通道，避免雷電流集中在設(shè)備的某一部位，對(duì)其進(jìn)行破壞。接地裝置，將其按照人們規(guī)定的安全渠道流入大地，也是降低引下線電壓的有效措施。

（5）分流。分流裝置是將室外的一切導(dǎo)體與防雷裝置和接地裝置之間建立連接，在直擊雷接觸導(dǎo)電體時(shí)，雷電流進(jìn)行分流，避免高壓電流對(duì)設(shè)備的損害。

（6）躲避。建筑物和電子設(shè)備的設(shè)計(jì)初期就應(yīng)該選擇避免容易受到雷電襲擊的地點(diǎn)，在雷電發(fā)生時(shí)，拔掉帶電物體的電源等也是防護(hù)措施之一。

2.2雷電反擊的處理措施

我們應(yīng)盡可能避免雷電反擊現(xiàn)象的產(chǎn)生，但是如果出現(xiàn)雷電反擊現(xiàn)象時(shí)我們也應(yīng)該有應(yīng)對(duì)的能力，避免或降低雷電反擊對(duì)人、建筑或電子設(shè)備的危害。地電位反擊主要是由直擊雷和電磁脈沖產(chǎn)生的雷電反擊現(xiàn)象。

（1）建筑物對(duì)直擊雷的處理。建筑物的防雷工程要嚴(yán)格按照國家的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，要嚴(yán)格按照規(guī)范要求的建筑物防雷類別設(shè)計(jì)安裝接閃器、引下線等防雷裝置，如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的機(jī)房受到建筑物的保護(hù)，一般可以避免受到直接電雷的破壞。

（2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電磁脈沖的處理。電磁脈沖主要是對(duì)低壓電子設(shè)備的損壞，主要的入侵方式包括交流電源供電線路入侵、計(jì)算機(jī)通訊線路入侵和地電位反擊電壓通過接地體入侵三種途徑。針對(duì)這三種入侵方式，我們主要采取三方面的措施：一是合理布局。當(dāng)直擊雷擊中機(jī)房大樓時(shí)，雷電流通過各類導(dǎo)體的內(nèi)部分布直接影響室內(nèi)的電子設(shè)備的安全，當(dāng)電磁脈沖流入機(jī)房大樓時(shí)更是如此，合理布局可以有效的降低雷電對(duì)機(jī)房的破壞；二是等電位連接。室內(nèi)的電子設(shè)備的終端接口處安裝終端保護(hù)裝置，如電涌保護(hù)器，并通過均壓設(shè)備、屏蔽、接地等措施實(shí)現(xiàn)室內(nèi)電子設(shè)備的等電位的空間，有效降低直擊雷對(duì)電子設(shè)備的影響；三是聯(lián)合接地。對(duì)于計(jì)算機(jī)機(jī)房的所有電子設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合接地，建立合格的地網(wǎng)，有效的避免電位升高對(duì)設(shè)備的影響。聯(lián)合地網(wǎng)主要由建筑物基礎(chǔ)、環(huán)形接地裝置、工作地網(wǎng)共同組成。根據(jù)實(shí)際情況，若是受到客觀條件的限制，地網(wǎng)達(dá)不到防護(hù)要求，可以適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展地網(wǎng)的范圍和優(yōu)化地網(wǎng)的系統(tǒng)，從而縮短雷電流泄放的時(shí)間，達(dá)到防護(hù)的要求。

3　結(jié)束語

綜上所述，雷電防御中對(duì)電位升高引起的雷電反擊的處理方案，主要從預(yù)防和處理兩大方面著手，對(duì)于雷電反擊的處理措施采取綜合處理的方案，共同實(shí)現(xiàn)防護(hù)的目標(biāo)。

[1]吳澤，邱奕煒.雷電防御中對(duì)暫態(tài)電位升高引起雷電反應(yīng)[J].河南科技：上半月. 2013（9）.

[2]李占中，胡曦.基于雷電防御中對(duì)暫態(tài)電位升高引起雷電反擊的處理分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì).2014（29）.

[3]鐘萬強(qiáng).基于雷電分類體系的雷電電位差效應(yīng)分析[J].氣象科技.2010(12).

S761.5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-378-1