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(jīng)濟和科技的快速發(fā)展，雷電災(zāi)害的破壞性也越來越得到人們重視。雷電災(zāi)害造成的損失對我國發(fā)展有著較大的影響，由于天氣具有多變性以及復(fù)雜性的特點，雷電難于預(yù)測，為了減少雷電災(zāi)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(guān)知識，淺述了電子防雷避雷與保護。

[關(guān)鍵詞]電子;防雷避雷;保護

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

1.前言

經(jīng)過富蘭克林等科學(xué)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(xiàn)象的原理以及防護方式也有了科學(xué)的理論。本文從對雷電的簡介出發(fā)，闡述了雷電種類以及易出現(xiàn)雷擊的區(qū)域，分析了雷電入侵設(shè)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(shè)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(xiàn)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(nèi)就能發(fā)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(yīng)雷

感應(yīng)雷出現(xiàn)的條件有以下兩種：一是直擊雷出現(xiàn)后，雷擊地面的散流電阻較高，使得該地區(qū)出現(xiàn)高電壓感應(yīng);二是直擊雷使得雷擊周圍的導(dǎo)線或者金屬出現(xiàn)電磁感應(yīng)，導(dǎo)致高電壓出現(xiàn)或者出現(xiàn)二次雷擊。這兩種原因都可能出現(xiàn)感應(yīng)雷。感應(yīng)雷的覆蓋面積通常較大，加上其對電子設(shè)備也有著較大的破壞性，所以對感應(yīng)雷的防護也是電子防雷避雷工作的重要環(huán)節(jié)。

2.3 球雷

球雷通常表現(xiàn)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(zāi)等事故。

3.雷電災(zāi)害種類與容易遭受雷電區(qū)域的闡述

3.1 雷電災(zāi)害的種類

雷電災(zāi)害的種類可以大體分為感應(yīng)雷危害、電磁波危害以及地電位反擊危害三種。感應(yīng)雷危害比直擊雷危害而言損失面積要廣得多。例如感應(yīng)雷能夠利用電力線和信號線等作為傳輸通道，如果感應(yīng)雷出現(xiàn)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(shè)備損壞;電磁波危害主要是由雷擊之后產(chǎn)生的瞬變電磁場導(dǎo)致的。即使感應(yīng)雷由零到幅值再結(jié)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(shè)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(shè)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(shè)備、線路器材以及傳輸設(shè)備。

3.2 常見的雷擊區(qū)域

根據(jù)雷電災(zāi)害的總結(jié)和實驗發(fā)現(xiàn)，雷擊災(zāi)害在不同區(qū)域的發(fā)生概率是不一樣的，其中主要是與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)。這是因為電流會朝著電阻較小的地方流通，不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的電阻率會不相同。通常出現(xiàn)雷擊的區(qū)域有以下幾種：一是某些土壤電阻率高的山區(qū)和平原，其中以山坡和稻田連接的位置出現(xiàn)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(xiàn)雷擊;二是湖泊沼澤地、地下水位高的地區(qū)以及一些金屬礦床地區(qū)、地下水出口地區(qū);三是有較高的物體存在的空曠地區(qū);四是有大量金屬存在的建筑物和內(nèi)部經(jīng)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(xiàn)雷擊現(xiàn)象的區(qū)域，防雷避雷的規(guī)劃才能更具有針對性，才有利于對傳輸線路以及廣電設(shè)備進行保護，減少人民生命財產(chǎn)損失。

4.雷電入侵電力設(shè)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(shè)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(wǎng)絡(luò)線路等）進入電力設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)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(fā)生雷擊

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

4.3 感應(yīng)電涌

感應(yīng)電涌的出現(xiàn)可能是由于雷云之間的放電產(chǎn)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(dǎo)線出現(xiàn)感應(yīng)帶異電荷從而出現(xiàn)電涌，電涌情況會隨著線路進入設(shè)備，造成設(shè)備損壞。

5.防雷措施淺析

5.1 接入設(shè)備是擴大接入范圍

雷電災(zāi)害影響范圍畢竟有限，一般感應(yīng)雷的危害范圍大概在以雷擊為中心，半徑1.5km～3km之內(nèi)。雷電破壞電力設(shè)備主要的方式是雷擊線路，使得設(shè)備受到強烈的電能，高溫?zé)龤гO(shè)備，嚴(yán)重者可能引起火災(zāi)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(shè)備。

5.2 關(guān)閉手機等電源

雷雨天氣將電源關(guān)掉是保護電力設(shè)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(chǎn)生影響，但是事實上手機等有輻射的電子產(chǎn)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(fā)地區(qū)，盡量不要接聽電話并將手機關(guān)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(yè)生產(chǎn)的防雷避雷措施介紹

對于工業(yè)生產(chǎn)而言，雷電對工廠內(nèi)的大量電力設(shè)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(fā)地區(qū)一定要做好防雷避雷措施，例如在較多雷雨的天氣應(yīng)該盡量避免使用電力設(shè)備進行生產(chǎn)活動，為了防雷避雷，工廠企業(yè)還應(yīng)該對廠內(nèi)人員做好人員統(tǒng)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(yīng)該注意不要讓工作人員使用金屬材質(zhì)的工具，工作時必須佩帶手套，禁止從事攀登等高空作業(yè)。

6.電子防雷避雷的發(fā)展與保護方式

6.1 電子防雷避雷技術(shù)的發(fā)展

電子防雷技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展可以從避雷針開始，這是在雷電原理發(fā)現(xiàn)之后由富蘭克林發(fā)明的，發(fā)展至今避雷針以及避雷帶、避雷線等避雷設(shè)備的種類都較多。在避雷針發(fā)明之后，放電管也是較早的防雷避雷技術(shù)產(chǎn)品，它的使用對象大多是一些小型的電子設(shè)備。不過其有著較明顯的技術(shù)缺陷，而且其使用壽命不長，應(yīng)用于防雷特別是感應(yīng)雷時的效果較差?！暗入娢弧狈览桩a(chǎn)品的發(fā)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(guān)型器件等器件，使電力設(shè)備在雷電來臨時形成短路的效果，保護電力設(shè)備?！暗入娢唤亓骷夹g(shù)”防雷產(chǎn)品是21世紀(jì)的新型防雷產(chǎn)品，“等電位截流技術(shù)”防雷產(chǎn)品的防雷原理是導(dǎo)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(yōu)點。

6.2 電子防雷避雷技術(shù)設(shè)備簡介

在電子防雷避雷技術(shù)的設(shè)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(yīng)雷對電力設(shè)備的破壞力，因為感應(yīng)雷對電力設(shè)備的破壞性較大，范圍也較廣，對感應(yīng)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(shè)備。

7.結(jié)語

總而言之，電子避雷防雷措施對減少雷電災(zāi)害的破壞，保護人民的財產(chǎn)安全有著重要的意義。掌握好雷電的形式、易發(fā)生地區(qū)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(chǎn)品、“等電位截流技術(shù)”防雷產(chǎn)品以及系統(tǒng)防雷工程等電子防雷避雷產(chǎn)品，可以有效的提高防雷避雷工作的質(zhì)量。相信通過多方努力，電子防雷避雷工作的發(fā)展將會更加順利。

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