淺談弱電設(shè)備的雷電危害與防護(hù)措施

翁加云

摘要：近年來，隨著弱電設(shè)備在日常生活中的廣泛應(yīng)用，其設(shè)備的安全性直接影響到人們的生活，而其受到的雷電災(zāi)害不斷增加，造成了嚴(yán)重的損失，甚至威脅到了人們生命和財產(chǎn)的安全，針對雷電對弱電設(shè)備的影響，本文主要分析了弱電設(shè)備的雷電危害，進(jìn)而提出了相應(yīng)的防護(hù)措施，以期在弱電設(shè)備應(yīng)用中對雷電防護(hù)有一定的啟示作用。

關(guān)鍵詞：弱電設(shè)備；雷電危害；防護(hù)措施

強(qiáng)電和弱電是電力系統(tǒng)中的兩大輸電類型，而強(qiáng)電設(shè)備起步早，在防雷避害方面的措施也較為完善，經(jīng)驗(yàn)相對豐富，能夠很有效的避免雷電帶來的災(zāi)害，而弱電設(shè)備如通信設(shè)備、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、弱電控制以及電源等設(shè)備的防雷電還十分薄弱，每年因弱電設(shè)備遭雷擊破壞時有發(fā)生，嚴(yán)重影響著人們的生活。隨著近年來生產(chǎn)辦公設(shè)備的自動化、智能化的發(fā)展，弱電系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中占有地位越來越重要，一旦遭遇雷電，將造成設(shè)備的損壞，進(jìn)而可能引起整個電力系統(tǒng)的癱瘓，造成不可挽回的損失。因此，我們有必要進(jìn)一步深入的探討弱電設(shè)備的雷電危害和防護(hù)措施，以保證弱電系統(tǒng)避免遭遇雷電襲擊，保證其正常有效的運(yùn)行。

一、弱電設(shè)備雷電危害分析

相對強(qiáng)電設(shè)備而言，雷電更容易造成弱電設(shè)備危害，其危害有很多種不同的形式，不可能依靠一、二種先進(jìn)的防雷設(shè)備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應(yīng)過電壓的影響。但是我們可以通過分析雷害的原因，進(jìn)而采取相應(yīng)的預(yù)防措施，來盡可能降低雷害造成弱電設(shè)備發(fā)生故障的概率。通過對現(xiàn)實(shí)中遭遇雷電危害的弱電設(shè)備分析，其造成雷擊的原因有以下幾個方面：

（1）直擊雷是帶電云團(tuán)直接擊中地面上的建筑物（或物體），對該處物體所造成的放電現(xiàn)象；直擊雷產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力，造成暴露在空間中物體的損壞。由于雷電流產(chǎn)生的巨大熱量，從而造成建筑物損壞或動植物的傷亡，危害極大，但是發(fā)生的幾率很小。

（2）雷電感應(yīng)是指在雷云運(yùn)動的過程中或雷云對大地（或云際之間）放電時，對附近的金屬導(dǎo)體產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，雷擊電磁脈沖（LEMP）通過電磁場傳播和金屬電路及金屬管路傳導(dǎo)，對該處和設(shè)施造成危害。感應(yīng)雷一般依據(jù)電磁感應(yīng)和電路原理，因此其危害范圍廣，幾率高，對弱電系統(tǒng)的危害較大。

（3）雷電浪涌。近幾年隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對雷電浪涌的危害也更加重視。它主要是由于發(fā)生雷擊時，產(chǎn)生于電源和通訊線路之間的電流浪涌引起的。一是，電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是高度集成化，對設(shè)備的過電壓、過電流等承受水平都有限，進(jìn)而對雷電電流浪涌的承受力也有限，在發(fā)生雷電浪涌時設(shè)備就容易受到損害。二是，信號來源的路徑有很多，導(dǎo)致系統(tǒng)在信號傳導(dǎo)中更容易受到雷電的入侵，而雷電浪涌可以通過電源線或信號線等途徑而入侵電腦等設(shè)備。通常來講，信號系統(tǒng)的浪涌電壓主要來源于電磁干擾、靜電干擾以及感應(yīng)雷擊和無線電干擾。

二、弱電設(shè)備雷電危害的防護(hù)措施

雷電是一種自然現(xiàn)象，也是一種自然災(zāi)害，我們可以采取一定的預(yù)防措施來預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生。弱電設(shè)備的主要防雷措施是安裝接閃器、接地、屏蔽、均壓、分流（保護(hù)）等裝置，將雷害減少到最低限度。

（1）外壁防護(hù)措施。該防護(hù)措施一是要通過建筑設(shè)置的避雷針將雷電產(chǎn)生的強(qiáng)大電流直接引入大地。二是在引導(dǎo)雷電產(chǎn)生的電流時要注意對電流的分流，否則容易造成過電壓而引起設(shè)備的燒毀損害。三是可以利用建筑結(jié)構(gòu)中的金屬構(gòu)件以及鋼筋籠作為不規(guī)則的屏蔽籠（法拉第籠），從而起到保護(hù)作用。若建筑中的設(shè)備為低壓電子邏輯系統(tǒng)、小功率信號的電路電器，則需要加設(shè)專門的屏蔽網(wǎng)，并且均壓環(huán)采用避雷帶等電位連接。四是保證建筑物的各點(diǎn)的電位均衡，處于等電位狀態(tài)，避免由于電位差而對設(shè)備產(chǎn)生的損壞。五是保證建筑接地良好，從而減低雷擊時接點(diǎn)電位設(shè)備的損害。

（2）內(nèi)部保護(hù)措施。從電磁兼容性的觀點(diǎn)來看，防雷電保護(hù)應(yīng)當(dāng)由外向內(nèi)劃分多級保護(hù)區(qū)，其中最外層為LP20級，危險性最高，是直擊雷區(qū)，主要由外部防雷系統(tǒng)保護(hù)，越往內(nèi)部，危險性越低。一般來講，在雷電電流經(jīng)過傳統(tǒng)的避雷裝置后會大約有一半的電流直接進(jìn)入大地，還有一半會平均分布于各個電氣管道中。在隨著通信等弱電設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，在防護(hù)電上應(yīng)當(dāng)進(jìn)行綜合的多級保護(hù)。首先是電源的防護(hù)。雷電侵入弱電設(shè)備的重要途徑之一便是電源，因此，需要加強(qiáng)對電源的防雷電保護(hù)。一是在高壓設(shè)備后端到二次低壓設(shè)備總配電盤間的線纜內(nèi)芯線兩端加避雷器，作為一級防護(hù)。二是二次低壓設(shè)備配電箱間的電纜內(nèi)芯線兩端對地加避雷器，作為二級防護(hù)。三是在重要的、精密的設(shè)備前端加對地避雷器，作為三級防護(hù)。通過分流，來達(dá)到將雷電電流引入大地。需要注意的是，避雷器的選擇。其次，信號的防護(hù)。該部分可分為粗保護(hù)和細(xì)保護(hù)兩種，粗保護(hù)需要根據(jù)國家的規(guī)范級別來確定，細(xì)保護(hù)，要根據(jù)電子設(shè)備的精密度和靈敏度來設(shè)置。再次，接地處理。由于雷電在短時內(nèi)產(chǎn)生大量的電流和熱量，這就要求接地系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有良好的性能，來保證將雷電電流引入大地，從而保護(hù)人們的生命和財產(chǎn)的安全。接地必須符合下列條件：①接地電阻值要求R<1Ω；②接地體應(yīng)離建筑物3～5m左右設(shè)置；③水平和垂直接地體應(yīng)埋入地下0.8m左右，垂直接地體長2.5m；④在地網(wǎng)焊接時，焊接面積應(yīng)≥6倍接觸點(diǎn)，且焊點(diǎn)做防腐蝕防銹處理；⑤地網(wǎng)應(yīng)在地面下0.6～0.8m處與多根建筑立柱鋼筋焊接，作防腐蝕、防銹處理；⑥回填土必須是導(dǎo)電狀態(tài)較好的新粘土。若接地保護(hù)處理的不好，將會造成嚴(yán)重的設(shè)備故障，輕則燒毀設(shè)備元件，重則引起火災(zāi)和人員傷亡。此外，還需要注意的是防干擾、防靜電等屏蔽的問題，這些都需要一個良好的接地系統(tǒng)。

弱電設(shè)備在日常生活中和電力系統(tǒng)中的作用越來越重要，其防雷電工作是一項(xiàng)綜合性的長期復(fù)雜的任務(wù)，防護(hù)不當(dāng)不僅會損壞弱電設(shè)備，還會造成人員的安全問題。因此，在加強(qiáng)并完善弱電防護(hù)措施的同時，還要做好弱電設(shè)備的外防護(hù)系統(tǒng)并提高設(shè)備承受電流浪涌的過電壓或過電流的能力，從而切實(shí)的達(dá)到防雷電的目的，保證弱電設(shè)備的安全有效的正常運(yùn)行。