探析現(xiàn)代氣象防雷設(shè)備與技術(shù)及其應(yīng)用

吳杰 李洛銘 梁智

關(guān)鍵詞：氣象防雷設(shè)備;防雷技術(shù);雷電災(zāi)害;應(yīng)用

雷電災(zāi)害是全球公認(rèn)的世界上最為嚴(yán)重的十大自然災(zāi)害之一，相關(guān)研究資料表明，世界上每年因雷電災(zāi)害造成的損失嚴(yán)重。隨著人類(lèi)社會(huì)的快速發(fā)展，因雷電災(zāi)害造成的損失呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)，我國(guó)針對(duì)這一災(zāi)害制定出了與之相關(guān)的解決對(duì)策與方案，再加上社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平的迅猛發(fā)展，在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)的氣象防雷設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展。只有對(duì)現(xiàn)代氣象防雷工作中的防雷設(shè)備和防雷技術(shù)加大創(chuàng)新力度，才能進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代氣象防雷工作的順利進(jìn)行，進(jìn)而確保人們生命財(cái)產(chǎn)安全，最大限度地避免或者降低雷電造成的影響。

1當(dāng)前主要防雷技術(shù)

（1）分流。將從室外引入到室內(nèi)的導(dǎo)線，利用避雷泄流裝置并接到接地線之間的方法稱(chēng)之為分流技術(shù)。在雷電天氣還沒(méi)有出現(xiàn)之前，避雷泄流裝置并不會(huì)影響線路的正常工作，一旦雷電擊中線路，雷電中將會(huì)有強(qiáng)大的過(guò)電壓出現(xiàn)，并以線路為媒介進(jìn)入到室內(nèi)，此時(shí)可以第一時(shí)間啟動(dòng)避雷裝置，確保在短時(shí)間內(nèi)的電阻下降，并實(shí)現(xiàn)閃電分流，還有一部分的閃電流泄放進(jìn)入大地，以確保室內(nèi)電子電器設(shè)備的安全。通常情況下，開(kāi)展多級(jí)分流之前需要結(jié)合設(shè)備承載能力和實(shí)際需要，以將殘壓降到最低。選擇合適的避雷器是應(yīng)用分流技術(shù)的要點(diǎn)。

（2）攔截。所謂的攔截雷電，就是采取相關(guān)辦法來(lái)引導(dǎo)雷電，且根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的通道將雷電流排放泄入到大地上的防雷方法。為了確保攔截技術(shù)可以順利實(shí)施，需要使用到接閃設(shè)備，如避雷針、避雷網(wǎng)、接閃器等，通過(guò)人為方式對(duì)雷擊發(fā)生點(diǎn)進(jìn)行控制，以確保人們生命和相關(guān)儀器設(shè)備的安全。為了精確控制雷擊發(fā)生點(diǎn)，需對(duì)避雷針不斷進(jìn)行研制和優(yōu)化?，F(xiàn)階段，在攔截中應(yīng)用的優(yōu)化后避雷針主要包括兩種，分別是以先導(dǎo)放電為原理的避雷針和抗阻限流為原理的避雷針，前者的主要特點(diǎn)是對(duì)電子技術(shù)進(jìn)行利用，以對(duì)上行放電進(jìn)行主動(dòng)引發(fā)，進(jìn)而降低放電電壓和電流幅度，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷擊點(diǎn)進(jìn)行控制，將側(cè)擊雷出現(xiàn)的概率降到最低;后者的特點(diǎn)則是可以適當(dāng)增加阻抗或者感抗值，進(jìn)而降低電流幅度，減少雷電電磁效應(yīng)，將因電磁脈沖造成的干擾降到最低。

（3）屏蔽。屏蔽技術(shù)則是借助于保護(hù)網(wǎng)、保護(hù)箱等金屬制的保護(hù)裝置來(lái)包圍受保護(hù)對(duì)象，進(jìn)而阻隔對(duì)脈沖電磁場(chǎng)空間入侵通道，這種方法可以有效避免電磁脈沖輻射對(duì)電子設(shè)備的影響。在氣象防雷中選用屏蔽技術(shù)，需注意以下幾方面的內(nèi)容：①對(duì)于現(xiàn)代建筑物來(lái)說(shuō)，通常都是選用建筑結(jié)構(gòu)的鋼筋作為引下線，其屏蔽效果較好，而機(jī)房則不需要另外建造金屬屏蔽室，需在樓宇中間的位置處作為機(jī)房位置，若是機(jī)房設(shè)置在樓宇邊緣部位，應(yīng)確保設(shè)備與窗口之間有一定的距離，進(jìn)而降低電磁脈沖輻射;②在設(shè)置電線的過(guò)程需選擇屏蔽電纜，若是缺少屏蔽層，應(yīng)在金屬管道內(nèi)橫穿電纜線，之后則是將地線分別與金屬管或屏蔽層進(jìn)行連接，否則防雷屏蔽效果將會(huì)大打折扣。

（4）均壓。均壓技術(shù)可以有效避免導(dǎo)體出現(xiàn)閃絡(luò)危險(xiǎn)，也可以防止高電位反擊的出現(xiàn)。若是出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象，借助于避雷器的非線性電阻效應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)通信和電力系統(tǒng)線路以及接地系統(tǒng)間的瞬間等電位連接。在設(shè)計(jì)防雷系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)保證建筑物中的管線、各種類(lèi)型電氣設(shè)備與引下線之間有一定的安全絕緣距離，避免雷電閃擊出現(xiàn)。若是受到環(huán)境因素的影響，使得這些設(shè)備之間不能保持安全距離，需要連接設(shè)備中對(duì)應(yīng)的金屬制部件和接地系統(tǒng);若是金屬裝置不能連接接地系統(tǒng)，可以利用地電位平衡器進(jìn)行連接。若是閃電電流通過(guò)，建筑物中的金屬裝置可以始終保持等電位狀態(tài)，避免出現(xiàn)旁側(cè)閃絡(luò)放電。

（5）接地。接地技術(shù)是防雷工程建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，主要是將雷電中的雷電流泄放進(jìn)入大地的過(guò)程，只有確保接地設(shè)計(jì)良好，才能有效降低引下線電壓，避免或者降低雷電反擊現(xiàn)象的出現(xiàn)。在進(jìn)行防雷接地的過(guò)程中，需要注意以下幾點(diǎn)：①為了確保防雷效果，避免單獨(dú)設(shè)置接地，應(yīng)將保護(hù)接地、直流接地、防雷接地等與共用接地網(wǎng)進(jìn)行連接;②在互相聯(lián)結(jié)的過(guò)程中，需優(yōu)先進(jìn)行單點(diǎn)接地，之后則是等電位連接。

2現(xiàn)代氣象防雷的應(yīng)用

（1）建筑物防雷。①外部防雷。對(duì)建筑物進(jìn)行外部防雷保護(hù)是最為直接的防雷方式，可以將防雷裝置直接安裝在建筑物上，也可以在建筑物四周直接安裝防雷獨(dú)立系統(tǒng)。由于廉江市屬于雷暴高發(fā)區(qū)，夏季出現(xiàn)雷電天氣的頻率較大，很容易引發(fā)火災(zāi)，將防雷系統(tǒng)直接安裝在建筑物外部，可有效預(yù)防雷電起火的出現(xiàn)，還能降低建筑物遭受雷擊風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)。防雷裝置的主要原理就是借助于接閃器和引下線將雷電流引入到大地，防止建筑物遭受直接雷擊，進(jìn)而確保建筑物安全。②內(nèi)部防雷。外部防雷是防止雷擊對(duì)建筑物內(nèi)部造成破壞，而建筑物內(nèi)部也能選擇較好性能的防雷裝置進(jìn)行防雷，進(jìn)而降低雷擊造成的危害。將較好的防雷系統(tǒng)安裝到建筑物內(nèi)部，就能有效避免反擊電壓等情況的出現(xiàn)，二次雷害也能借助于室內(nèi)避雷器進(jìn)行預(yù)防。對(duì)于進(jìn)入到室內(nèi)的線路，也可以通過(guò)電線保護(hù)系統(tǒng)，確保建筑物安全。③防雷接地。針對(duì)建筑物防雷，首要解決的問(wèn)題就是電氣設(shè)備分別與電線和防雷裝置之間距離過(guò)近的問(wèn)題，若是距離較近，防雷裝置在感受電流時(shí)很容易出現(xiàn)地電位反擊，進(jìn)而對(duì)室內(nèi)的電路造成破壞，甚至是引發(fā)火災(zāi)，嚴(yán)重威脅著室內(nèi)電子電氣設(shè)備和人們生命安全。為了避免這種情況出現(xiàn)，在防雷設(shè)備安裝的過(guò)程中需與電線保持適當(dāng)距離，遠(yuǎn)離所有的電氣設(shè)備。

（2）電力系統(tǒng)防雷。①堵截法。避雷器的安裝部位主要分布在設(shè)備的前后或左右，避雷器的主要避雷區(qū)域則是設(shè)備周?chē)鷧^(qū)域內(nèi)，也就是通過(guò)避雷器將雷電在線路中進(jìn)行了堵截，進(jìn)而確保線路安全。在配電線路中也能?chē)L試選用堵截法，進(jìn)而起到雙重保護(hù)的作用。②遮蓋法。遮蓋法是防雷中最為普遍的方法，主要是在建筑物上方安裝避雷針，該避雷針就如同保護(hù)傘一般將建筑物遮蓋，進(jìn)而確保建筑物安全。當(dāng)前，選擇避雷線對(duì)建筑物進(jìn)行防雷的也不在少數(shù)。避雷線主要是通過(guò)線將雷電中的雷電流向大地中傳遞，進(jìn)而降低雷電對(duì)建筑物的破壞程度。為了避免因雷擊產(chǎn)生的電路紊亂，部分配電線中選擇避雷線確保電路安全。③隔離法。為了確保通行線路可以正常運(yùn)行，降低雷電對(duì)建筑物的危害，確保建筑物安全，可以選擇隔離法。這種方法可以在變壓器等具體的建筑物系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，以起到隔離的作用。在將避雷器隔離之后，雷電不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，進(jìn)而降低雷電對(duì)人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活造成的影響。

3氣象防雷設(shè)備的安裝

（1）避雷針。在對(duì)避雷針進(jìn)行安裝的過(guò)程中，可以將金屬桿、木桿或電線桿作為安裝位置，且安裝過(guò)程中應(yīng)將其與避雷針相連的引下線或接地引下線之間進(jìn)行有效焊接，同時(shí)還要確保裝置的牢固性。通常情況下，引下線的最小直徑為8mm，若是引下線選擇的扁鋼材料，需保證厚度在4mm以上，且截面積需高于48mm2。若是將避雷針安裝在鋼筋混凝土桿上，可以根據(jù)就近原則選擇混凝土桿上的鋼筋作為接地引線;若是避雷針安裝在金屬桿上，可以就近選擇金屬桿本身作為接地引線。通常情況下，應(yīng)保證接地引線的材料筆直，且不宜過(guò)長(zhǎng)，盡量沒(méi)有彎曲，這樣才能有較好地疏通電流效果，在對(duì)避雷針引線進(jìn)行安裝的過(guò)程中，需確保其牢靠穩(wěn)固。

（2）避雷器。在對(duì)避雷器進(jìn)行安裝的過(guò)程中，可以選用水泥基礎(chǔ)或金屬架上安裝，并將其作為預(yù)防線路和電器設(shè)備遭受雷擊的主要防護(hù)措施。在避雷器安裝的過(guò)程中，應(yīng)確保其與地面始終保持垂直。針對(duì)排氣式避雷器的安裝，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備之間的安裝距離，在保證設(shè)備安全的同時(shí)，還要使其不會(huì)對(duì)其他電氣設(shè)備產(chǎn)生干擾。

（3）避雷網(wǎng)。通常情況下，避雷網(wǎng)線的材料規(guī)格是鍍鋅圓鋼，其直徑在12～14mm之間，在將避雷網(wǎng)線安裝到建筑物頂部之前，需做好避雷網(wǎng)線的拉伸處理，同時(shí)還要測(cè)量其的長(zhǎng)度，確保每條網(wǎng)線通過(guò)建筑物的邊長(zhǎng)一致。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物，會(huì)選擇混凝土打造的支座當(dāng)作避雷網(wǎng)格底座，且固定住避雷網(wǎng)格。針對(duì)避雷網(wǎng)的選擇，其網(wǎng)格面積需與防雷類(lèi)別一樣，確保網(wǎng)格面積低于lOmm～lOmm，同時(shí)避雷網(wǎng)格還能選擇直徑為8～12ram的鍍鋅圓鋼，最后需要焊接網(wǎng)格與網(wǎng)線。若是在建筑物頂部安裝有避雷針，為了提升建筑物防雷效果，需要焊接避雷針與網(wǎng)格。

（4）接地裝置。對(duì)于建筑物的接地裝置來(lái)說(shuō)，其主要包括接地線和接地極兩部分。在對(duì)接地裝置進(jìn)行安裝的過(guò)程中，需要工作人員認(rèn)真考察周?chē)h(huán)境，針對(duì)比較潮濕或者是較強(qiáng)腐蝕性的場(chǎng)所，若接地裝置選用的是鋼材料，在對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程中需選用熱鍍鋅，安裝時(shí)需要確保熱鍍鋅不會(huì)遭到破壞，否則就要在焊接處涂抹柏油。在對(duì)接地極進(jìn)行安裝的過(guò)程中，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，若是安裝過(guò)程中缺少相關(guān)的指示說(shuō)明，需保證埋設(shè)的接地極深度在0.6mm以上。在將接地裝置安裝完成后，為了隨時(shí)監(jiān)測(cè)和掌握其運(yùn)行情況，可設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以將接地裝置的作用充分發(fā)揮出來(lái)。

4結(jié)論

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)水平的增強(qiáng)，氣象防雷設(shè)備和防雷技術(shù)的現(xiàn)代化水平不斷提升，對(duì)人們的日常生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重影響。經(jīng)過(guò)多年的研究和發(fā)展，我國(guó)的氣象防雷技術(shù)不斷完善，并得到了長(zhǎng)足進(jìn)步，再加上成功經(jīng)驗(yàn)的積累，為人們的生活安全提供了保障。另外，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，雷電對(duì)社會(huì)各個(gè)行業(yè)均造成了不同程度的影響，只有對(duì)防雷設(shè)備和防雷技術(shù)加大研究和創(chuàng)新力度，才能為人們的生存創(chuàng)造舒適安全的生活環(huán)境。