提高電子防雷避雷和保護成效的幾點思考

單兆波

[摘 ?要]隨著我國經濟和科技的快速發展，雷電災害的破壞性也越來越得到人們重視。雷電災害造成的損失對我國發展有著較大的影響，由于天氣具有多變性以及復雜性的特點，雷電難于預測，為了減少雷電災害的破壞性，減少因雷電而造成的損失，做好防雷避雷措施就顯得十分重要。本文簡介了雷電的相關知識，淺述了電子防雷避雷與保護。

[關鍵詞]電子;防雷避雷;保護

中圖分類號：TS761.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0110-01

1.前言

經過富蘭克林等科學家的努力，人們對雷電的了解從無到有，并且隨著雷電研究的深入，雷電現象的原理以及防護方式也有了科學的理論。本文從對雷電的簡介出發，闡述了雷電種類以及易出現雷擊的區域，分析了雷電入侵設備的幾種方式，并探討了幾種防雷措施和電子防雷避雷的設備。

2.淺述雷電的幾種形式

2.1 直擊雷

直擊雷指的是帶電云層跟大地上的一點出現猛烈放電的過程，直擊雷的特點是放電迅猛，大概在幾微秒之內就能發出極大的能量，很短時間里就能釋放幾十至幾百千安的電能，這也使得其放電時的空氣溫度也很高，往往能達到2萬度。所以直擊雷對人類的威脅較大，而且難以保護。

2.2 感應雷

感應雷出現的條件有以下兩種：一是直擊雷出現后，雷擊地面的散流電阻較高，使得該地區出現高電壓感應;二是直擊雷使得雷擊周圍的導線或者金屬出現電磁感應，導致高電壓出現或者出現二次雷擊。這兩種原因都可能出現感應雷。感應雷的覆蓋面積通常較大，加上其對電子設備也有著較大的破壞性，所以對感應雷的防護也是電子防雷避雷工作的重要環節。

2.3 球雷

球雷通常表現為紅色或者橙紅色的火球，一般它的直徑不超過1m。通常會直接進入建筑并造成火災等事故。

3.雷電災害種類與容易遭受雷電區域的闡述

3.1 雷電災害的種類

雷電災害的種類可以大體分為感應雷危害、電磁波危害以及地電位反擊危害三種。感應雷危害比直擊雷危害而言損失面積要廣得多。例如感應雷能夠利用電力線和信號線等作為傳輸通道，如果感應雷出現在低壓架空線路周圍時，將會使電訊路線上的電壓達到40kV至60kV左右，然后造成電子設備損壞;電磁波危害主要是由雷擊之后產生的瞬變電磁場導致的。即使感應雷由零到幅值再結束的全過程可能只有幾秒鐘，但是其包含著許多的高次諧波，基波的頻率也可能達到幾千赫茲。所以電磁波對電子設備的危害也不容忽視;地電位反擊主要指的是雷擊時引起的地電位上升對電子設備危害的情況。地電位反擊的危害對象主要是對連接地線的電子設備、線路器材以及傳輸設備。

3.2 常見的雷擊區域

根據雷電災害的總結和實驗發現，雷擊災害在不同區域的發生概率是不一樣的，其中主要是與地質結構有關。這是因為電流會朝著電阻較小的地方流通，不同的地質結構的電阻率會不相同。通常出現雷擊的區域有以下幾種：一是某些土壤電阻率高的山區和平原，其中以山坡和稻田連接的位置出現雷擊的幾率較高，同時不同電阻率的土壤連接處也容易出現雷擊;二是湖泊沼澤地、地下水位高的地區以及一些金屬礦床地區、地下水出口地區;三是有較高的物體存在的空曠地區;四是有大量金屬存在的建筑物和內部經常潮濕的建筑;五是高低并排的煙囪或者排氣管道。只有掌握好容易出現雷擊現象的區域，防雷避雷的規劃才能更具有針對性，才有利于對傳輸線路以及廣電設備進行保護，減少人民生命財產損失。

4.雷電入侵電力設備的方式分析

4.1 直接雷擊建筑物

直接閃擊建筑物是雷電入侵電力設備的主要途徑之一。雷電閃擊建筑物之后將雷電能量利用電位反擊，電容耦合、電流耦合、電感耦合、和電磁脈沖輻射等途徑沿著各種線路（供電線路、金屬管線、通訊線路、網絡線路等）進入電力設備，導致設備受到傷害，雷電電磁脈沖的范圍大約是以雷擊為中心的1.5km～3km的半徑范圍。

4.2 輸電線上發生雷擊

輸電線路被雷擊的時候，線路上會出現較高的電壓和電流，或者線路通過感應出現高電壓以及電流，這些電流沿著線路流通至設備中，使得設備遭受傷害。

4.3 感應電涌

感應電涌的出現可能是由于雷云之間的放電產生雷電浪涌，也可能是因為帶電云層使得地面建筑的表面或者長導線出現感應帶異電荷從而出現電涌，電涌情況會隨著線路進入設備，造成設備損壞。

5.防雷措施淺析

5.1 接入設備是擴大接入范圍

雷電災害影響范圍畢竟有限，一般感應雷的危害范圍大概在以雷擊為中心，半徑1.5km～3km之內。雷電破壞電力設備主要的方式是雷擊線路，使得設備受到強烈的電能，高溫燒毀設備，嚴重者可能引起火災等。可以通過將接入范圍擴大，例如擴大到雷擊范圍之外就能有效的保護設備。

5.2 關閉手機等電源

雷雨天氣將電源關掉是保護電力設備的常用辦法，不過手機由于體積較小常常被人忽視，有部分人覺得雷雨天氣不會對手機產生影響，但是事實上手機等有輻射的電子產品更容易受到雷擊。在雷雨天氣打電話和玩游戲的危險性還是比較大的。特別是在雷電多發地區，盡量不要接聽電話并將手機關閉，雷雨天氣在高層的建筑以及大樹下接聽電話危險性也較高。

5.3 工業生產的防雷避雷措施介紹

對于工業生產而言，雷電對工廠內的大量電力設備以及工作人員的安全都有威脅，在雷雨天特別是雷電多發地區一定要做好防雷避雷措施，例如在較多雷雨的天氣應該盡量避免使用電力設備進行生產活動，為了防雷避雷，工廠企業還應該對廠內人員做好人員統計的工作，盡量不要讓工作人員處于雷電影響較大的場所，在進行工作時也應該注意不要讓工作人員使用金屬材質的工具，工作時必須佩帶手套，禁止從事攀登等高空作業。

6.電子防雷避雷的發展與保護方式

6.1 電子防雷避雷技術的發展

電子防雷技術應用的發展可以從避雷針開始，這是在雷電原理發現之后由富蘭克林發明的，發展至今避雷針以及避雷帶、避雷線等避雷設備的種類都較多。在避雷針發明之后，放電管也是較早的防雷避雷技術產品，它的使用對象大多是一些小型的電子設備。不過其有著較明顯的技術缺陷，而且其使用壽命不長，應用于防雷特別是感應雷時的效果較差。“等電位”防雷產品的發明利用了等電位的原理，其利用耦合元件、電感器件以及電壓開關型器件等器件，使電力設備在雷電來臨時形成短路的效果，保護電力設備。“等電位截流技術”防雷產品是21世紀的新型防雷產品，“等電位截流技術”防雷產品的防雷原理是導體電位相同的原理，將雷擊電流瞬間進行攔截，同時吸收和限制雷電能量。其有著安裝簡便、防雷效果好等優點。

6.2 電子防雷避雷技術設備簡介

在電子防雷避雷技術的設備簡介上本文以中光防雷避雷器為例。避雷器上中光ZGB2信號系列的電子避雷器能夠有效的降低感應雷對電力設備的破壞力，因為感應雷對電力設備的破壞性較大，范圍也較廣，對感應雷的避雷也將非常重要。中光ZGB2信號系列電子避雷器可以有效的阻止雷電沖擊波，其信號系列的電子避雷器的工作頻率上限可達9000兆赫茲（MHz）。中光ZGF系列全方位多功能防雷器有著防雷和避雷等功能，可以進行自動報警以及雷電記錄，是電子防雷避雷的較為高效的設備。

7.結語

總而言之，電子避雷防雷措施對減少雷電災害的破壞，保護人民的財產安全有著重要的意義。掌握好雷電的形式、易發生地區有利于進行防雷避雷工作。通過使用例如避雷針、放電管、“等電位”防雷產品、“等電位截流技術”防雷產品以及系統防雷工程等電子防雷避雷產品，可以有效的提高防雷避雷工作的質量。相信通過多方努力，電子防雷避雷工作的發展將會更加順利。

參考文獻：

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