淺談弱電設備的雷電危害與防護

池景波（浙江省臺州市三門縣氣象局,浙江 臺州 317100）

淺談弱電設備的雷電危害與防護

池景波
（浙江省臺州市三門縣氣象局,浙江 臺州 317100）

摘 要：我們的祖國迅速發(fā)展的現(xiàn)代電子技術，使得雷電不僅在每個領域給人類的生活帶來了比較大的危害，還給弱電設備帶來非常嚴重的危害。本文通過對雷電現(xiàn)象的認識以及其對弱電設備的危害進行分析，提出了如何對弱電設備遭受到的雷電危害進行防護。

關鍵詞：雷電;弱電設備;雷電危害

1　概況-對雷電現(xiàn)象的認識以及其危害

雷電產(chǎn)自于自然的一種現(xiàn)象。雷電能夠通過一系列的反應，向自然界釋放巨大能量，容易對外界造成破壞。當?shù)孛嫔虾兴羝目諝馐軣嵩丛床粩嗟厣礁呖盏臅r候，變成積雨云，地面因為受到靠近地面的雷雨云的電荷感應，也會帶有跟云低極性相反的電荷。當雷雨云的電場達到相當?shù)膹姸鹊臅r候，它就會把空氣擊穿，生成一條細窄的放電通道，并且發(fā)出強烈而耀眼的光，也就是閃電，放電通道上的高溫會讓空氣快速膨脹，因而形成沖擊波，也就是雷聲。

幾百年來，人們?nèi)藗冡槍纂姮F(xiàn)象進行了一些研究，針對雷電有可能造成的一些迫害也采取了一系列的辦法。從而減少雷電存在的傷害。隨著科技的發(fā)展，人們針對雷電而研究的微電子技術以及自動控制的相關系統(tǒng)，也在人們的生活中被普及并被廣泛地被使用，人類在得益于微電子技術帶來的極大便利的時候，也承受著它如果損壞就會帶來巨大的損失的代價。一旦被雷電入侵，設備就會損壞，而系統(tǒng)的癱瘓所造成的損失更加是無法估量。

2　雷電對弱電設備的影響

眾所周知，雷電現(xiàn)象會產(chǎn)生出人意料的迫害，盡管如此，人們目前也并未找到一些能夠防止雷電所帶來的一些危害。雷電現(xiàn)象容易給弱電設備造成一定的危害，舉例證明四次因為人類的考慮不足所造成這樣的結(jié)果。

不足的結(jié)果。以下就是直擊雷、感應雷以及球形雷的主要雷電形式以及雷害情況：

2.1 直擊雷

通常，雷暴活動區(qū)域是能夠直接對人體和建筑物架構(gòu)造成危害的直擊雷。動植物上的雷云，會使得建筑物以及人們因電效應、熱效應和機械效應等造成損壞和傷亡。所謂的直接雷擊，就是建筑物或設備等因為對地面放電所引發(fā)的電擊的現(xiàn)象。具有高溫熱效應的雷電流，能夠灼傷人體并且使建筑物燃燒以及熔化設備的零部件。當通道有雷電電流流過，水分受熱汽化會使得物體發(fā)生劇烈膨脹，從而產(chǎn)生巨大的沖擊性機械力。這種可達到5000～6000N的機械力，將會斷裂破碎人體的器官組織，建筑物結(jié)構(gòu)以及設備的各種部件等，因而造成人類的傷亡、建筑物被破壞，以及設備被毀壞等情況的發(fā)生。

2.2 感應雷

雷云之間或者雷云對電放電的時候產(chǎn)生的雷電現(xiàn)象就是感應雷，它不僅會侵入設備還會使戶外的一些傳輸信號線路與設備間的連線能夠產(chǎn)生電磁感應。這種現(xiàn)象造成線路中間串聯(lián)的終端的電子設備造成一定的損害，雖然感應雷較溫和于直擊雷，來說相對溫和，可是它發(fā)生的概率卻比直擊雷高出許多。感應雷可以進行二次破壞。因為它具有變化梯度很大的雷電流，會生成強大的交變磁場，周圍的金屬構(gòu)件會相應地發(fā)生感應電流，周圍物體可能會接受到來自這種電流的放電，比如不遠處如果有可燃物就可能發(fā)生火災甚至爆炸，如果正在聯(lián)機的導線被感應到則有可能對設備產(chǎn)生極大的破壞力。

2.3 雷電浪涌

近年來，雷電浪涌這種雷電危害形式因為微電子的使用頻率增大所以使得人們重視起來，同時人們也一直在完善其防護方式。雷電現(xiàn)象對于電子設備的損害一般都是通過電流浪涌以及處于通電過程中的感應造成的。像一些感應雷擊，電磁干擾以及無線電干擾都能夠造成浪涌電壓遭受不同程度的損害。一些金屬物體如果遭受到了這樣的損害，會造成一些誤碼，降低傳輸?shù)臏蚀_性以及傳輸?shù)乃俾省?/p>

3　關于弱電設備的防雷舉措

通常，弱電設備有不同的防護范圍。像一些大型的建筑物體本身的安全防護可以通過外部防護的方法，減弱對雷電的危害，比如通過安裝避雷針，屏蔽網(wǎng)以及均衡電位等來實現(xiàn)。這些都是一些比較常見的措施，用這種方法相對來說還算比較完善。一些建筑物也可以通過內(nèi)部防護的辦法，通過物理上的一些電位聯(lián)接，保護隔離以及屏蔽，采取合理的布線等措施，實現(xiàn)內(nèi)部防護的辦法。相對來說，內(nèi)部防護針對于一些實體的建筑物算是比較新的一種措施。因此，只有更加完善才能夠更好的實現(xiàn)內(nèi)部防護的措施，盡可能的減少雷電現(xiàn)象對建筑物的危害。

3.1 弱電設備的外部保護

首先，采用外部防護的方法將雷電流引向地面從而減少對弱電設備的保護。其次，被引向大地的電流只有不斷的被分流，才能夠減少對設備的危害。再者，建筑物都是有一些金屬設備組成，將這些金屬通過借助法拉第籠，使得一些電子邏輯系統(tǒng)，產(chǎn)生一定的防護作用。一些防護功能必須按照相關的防護方法，遵守相關的防護策略。其防護屏蔽過程中需要運用到的一些數(shù)據(jù)必須保持一定的嚴謹性。還有，在建筑物的各個電位要保持絕對的均衡，為了防止電位差有可能對設備造成的危害。最后，建筑物的一些接地保障的設備是必須具備的，這是通過電位設備來減少雷電的危害。

3.2 弱電設備內(nèi)部保護

根據(jù)電磁兼容（EMC)的角度講，防雷保護的層次劃分也應該不同。由于物體結(jié)構(gòu)層次的不同，雷電對物體的損害程度也不同。建筑物存在最外部的保護區(qū)，根據(jù)自然規(guī)律，越是在里面的物體所遭受的雷電的危害就會越小。在防雷系統(tǒng)，鋼筋混凝土的屏蔽層所帶來的保護層面。也可以將最外面劃分為0級，直至到達最內(nèi)層的保護區(qū)。而且，雷電的電壓也會隨著物體層次的不同，減少對物體的雷電損害。一般情況下，雷電的電流流經(jīng)過具有避雷作用的物體后，會有一半的電流直接進入大地，也會有一般的電流流入電氣各通道，像一些電源線，金屬管道以及信號線。

4　結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，信息時代的來臨。很多有利于豐富人們生活的通訊設備被廣泛的使用。而因為雷電現(xiàn)象對一些通訊設備存在的危害性，一些普通的防護方法并不能滿足通訊設備的安全要求。因此，一些防護設備的方法與措施有待于進一步提升。比如，可以采取一系列的三維防護可以減少直擊雷的危害。減少感應雷電波的入侵，從而從各個方面使得雷電現(xiàn)象中的電磁感應在不同的電壓情況下，得以系統(tǒng)的提升。

一些多級類的保護原則因為電氣以及微電子設備的不一樣，而造成其功能也不一樣。受保護程序的影響，以及一些保護要點的分類保護。一些雷電可能會對大自然造成的一瞬間的危害，也能夠在短時間內(nèi)得到多層級的保護。

參考文獻：

[1]戰(zhàn)麗紅.淺談弱電設備的雷電危害及防護[D].中國科技縱橫,2011:06.

[2]王堯,王開宇.從雷電災害淺談弱電設備的雷電防護[D].黑龍江氣象,2009:02.