雷電防御中對暫態(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)生對人類的生活和生產(chǎn)安全造成嚴重危害，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。本文針對雷電防御中暫態(tài)電位升高引起雷電反擊問題進行探討，并提出相應的防護措施。

雷電防御暫態(tài)電位雷電反擊處理措施

0　引言

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，對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注。在紛繁復雜的雷電災害中，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，另一端接入高壓設備，這些絕緣體內(nèi)部的微小孔隙就像小電容一樣進行充電，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，這些碳化物導致這些小空隙具有導電的功能，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行傳輸，同時產(chǎn)生暫態(tài)電壓，該電壓經(jīng)過電子設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,雷電流通過導電物質(zhì)流到人、建筑和電子設備及大地的導體中，這些接觸到電流的導體的電感、電阻會產(chǎn)生壓降現(xiàn)象，造成雷電防御設備對地電位有所提高，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，雷電反擊會對人、建筑或電子設備造成危害。雷電襲擊一般會被雷電防御設備將其巨大電流引入接地設備中，從而使其流入到大地，使雷電流進行消散，消除雷電流對人、建筑或電子設備的危害。若是當雷電流產(chǎn)生的瞬間，建筑沒有安裝防雷設備、屏蔽設備和等電位連接等基本防范措施，或者防雷設備與接地設備的距離差沒達到安全標準，則會產(chǎn)生接地設備中的母線會發(fā)生雷電反擊，引起跨步電壓或接觸電壓的事故，雷電流通過接地設備流入大地，地面會產(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。接閃裝置我們在日常生活中經(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，保證設備建筑和人類的安全。

（2）均壓。接閃裝置接閃時，雷電流通過引下線會產(chǎn)生瞬間高電位，對防雷設備周邊低電位設備產(chǎn)生旁側(cè)閃絡，從而對人類和設備造成一定程度的危害，而均壓設備就可以避免這類現(xiàn)象的產(chǎn)生，利用均壓環(huán)將低電位的設備相連接，并將其與接地設備相連接，消除這種危害。在建筑室內(nèi)中的金屬設施和電子設備等導電物體如果其沒有達到安全距離的標準，則需要用導線將其和防雷設備進行等電位連接，在雷電流經(jīng)過的時候，建筑室內(nèi)形成一個等電位的空間，避免出現(xiàn)電位差、旁側(cè)閃絡等有害現(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)、箔等導體將設備包圍起來使電磁脈沖順著屏蔽設備流入接地裝置，促使雷電流入大地，防止電磁脈沖與設備直接接觸，對電磁脈沖危害進行防范。

（4）接地。接地是對建筑和電子設備基本的保護，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備的某一部位，對其進行破壞。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體與防雷裝置和接地裝置之間建立連接，在直擊雷接觸導電體時，雷電流進行分流，避免高壓電流對設備的損害。

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

2.2雷電反擊的處理措施

我們應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)象時我們也應該有應對的能力，避免或降低雷電反擊對人、建筑或電子設備的危害。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）建筑物對直擊雷的處理。建筑物的防雷工程要嚴格按照國家的相關規(guī)定和標準實施，要嚴格按照規(guī)范要求的建筑物防雷類別設計安裝接閃器、引下線等防雷裝置，如計算機系統(tǒng)的機房受到建筑物的保護，一般可以避免受到直接電雷的破壞。

（2）計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)電磁脈沖的處理。電磁脈沖主要是對低壓電子設備的損壞，主要的入侵方式包括交流電源供電線路入侵、計算機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。當直擊雷擊中機房大樓時，雷電流通過各類導體的內(nèi)部分布直接影響室內(nèi)的電子設備的安全，當電磁脈沖流入機房大樓時更是如此，合理布局可以有效的降低雷電對機房的破壞；二是等電位連接。室內(nèi)的電子設備的終端接口處安裝終端保護裝置，如電涌保護器，并通過均壓設備、屏蔽、接地等措施實現(xiàn)室內(nèi)電子設備的等電位的空間，有效降低直擊雷對電子設備的影響；三是聯(lián)合接地。對于計算機機房的所有電子設備進行聯(lián)合接地，建立合格的地網(wǎng)，有效的避免電位升高對設備的影響。聯(lián)合地網(wǎng)主要由建筑物基礎、環(huán)形接地裝置、工作地網(wǎng)共同組成。根據(jù)實際情況，若是受到客觀條件的限制，地網(wǎng)達不到防護要求，可以適當?shù)臄U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間，達到防護的要求。

3　結(jié)束語

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

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S761.5[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-378-1