浪涌廠家解析雷擊的形式（續(xù)）

(3)雷電波侵入。由于雷電流有極大峰值和陡度，在雷電流周圍產(chǎn)生瞬變電磁場(chǎng)，處在這一瞬變電磁場(chǎng)中的導(dǎo)體會(huì)感應(yīng)出較高的電動(dòng)勢(shì)，而此瞬變電磁場(chǎng)又會(huì)在空間一定的范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁作用，也可以是脈沖電磁波輻射，而這種空間雷電電磁脈沖波會(huì)在三維空間范圍里對(duì)一切電子設(shè)備發(fā)生作用。浪涌廠家提示您：由于雷電流峰值大和陡度高(變·化率快)，其瞬變時(shí)間極短，在此種交變磁場(chǎng)中的導(dǎo)體感應(yīng)的電壓卻很高，以致產(chǎn)生電火花，其磁脈沖往往超過(guò)2．4G(高斯)。雷電波通過(guò)架空線侵入示意田如圖2—3所示。

在遠(yuǎn)方落雷時(shí)，雷電波通過(guò)電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)方式從高壓輸電線路、低壓電源線路、通信線、金屬管道等途徑侵人建筑物，由于管線相對(duì)較長(zhǎng)，且存在著分布電感和電容，使雷電波傳播速度減慢，這一現(xiàn)象用波傳輸理論來(lái)解釋稱為波傳導(dǎo)衰減過(guò)程。雷電波在傳輸過(guò)程中通過(guò)不同參數(shù)的連接線段或線路端點(diǎn)時(shí)，波阻抗發(fā)生變化會(huì)產(chǎn)生反射、折射，可導(dǎo)致波阻抗突變處的電壓升高許多，加大了對(duì)設(shè)備的危害。

1)電阻耦合過(guò)電壓。圖2—4為電阻耦合過(guò)電壓經(jīng)屏蔽層破壞設(shè)備的示意圖，當(dāng)雷擊a處時(shí)，雷電流人地產(chǎn)生的泄放電流和電壓降在a處和b處之間產(chǎn)生電位差E。由于建筑物b端的電纜屏蔽層沒接地，在電纜屏蔽層和建筑物b的接地系統(tǒng)間會(huì)出現(xiàn)電位差厶V。厶V的一部分以共態(tài)電壓厶v、的形式加在等效負(fù)載zb和建筑物b的接地系統(tǒng)間。

2)電容擱合過(guò)電壓。在雷電形成過(guò)程中由于靜電場(chǎng)的作用，電荷會(huì)積聚在電場(chǎng)中所有的導(dǎo)電物體上。雷擊終止后，靜電場(chǎng)消失，電荷的重新分布便形成物體內(nèi)部及阻抗上的電流，由此產(chǎn)生壓降導(dǎo)致過(guò)電壓。

3)電感耦合過(guò)電壓。雷電沖擊電流流經(jīng)導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)在相鄰的各類傳輸線內(nèi)感應(yīng)出過(guò)電壓。

(4)地電位反擊。地電位反擊通常是指建筑物的外部防雷系統(tǒng)(如避雷針，避雷網(wǎng)等)遭受直接雷擊時(shí)，在接閃器引下線和接地體上都產(chǎn)生很高的電位，由于雷電流巨大的陡度及幅值，雷電流周圍產(chǎn)生了強(qiáng)大變化的磁場(chǎng)。處在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體會(huì)感應(yīng)出日高的電動(dòng)勢(shì)。如果防雷裝置與建筑物內(nèi)外的電氣設(shè)備、電線或其他金屬管道的絕緣距離不夠，它們之間會(huì)產(chǎn)生放電，稱之為反擊。反擊將會(huì)損壞儀器設(shè)備，甚至危及人的生命，引起爆炸。

浪涌廠家提示您：在直擊雷電流通過(guò)地表突㈩物的電阻入地散流時(shí)，若接地電阻為10il，一個(gè)30kA的雷電流將會(huì)使地網(wǎng)電位上升至300kV。如果受雷擊建筑物的供電線路來(lái)自另一個(gè)不同地網(wǎng)的變電所，那么上升的地電位與輸電線上的電位將形成巨大反差，導(dǎo)致與輸電線路相連的電氣設(shè)備的損壞。不僅是輸電線路、動(dòng)力電纜，凡是引進(jìn)建筑物的金屬管線都會(huì)引起雷電反擊。

另一種雷電反擊對(duì)建筑物內(nèi)的電子設(shè)備危害也不容忽視，雷電流沿建筑物的接地網(wǎng)散流，支線上的雷電流和各點(diǎn)電位差異很大。連接在不同電位接地網(wǎng)上的電子沒備，如果其間有電信號(hào)聯(lián)系，那么超過(guò)其容許承受能力的地電位差將導(dǎo)致設(shè)備損壞。地電位反擊通常存在兩種形式：

1)雷電流流人大地時(shí)，由于接地電阻的存在，產(chǎn)生較大的壓降，使地電位抬高，反向擊穿設(shè)備；

2)兩個(gè)地網(wǎng)之間，由于設(shè)有離開足夠的安全距離，其中一個(gè)地網(wǎng)接受了雷電流，產(chǎn)生高電位，則會(huì)向沒有接受雷擊的地網(wǎng)產(chǎn)生反擊，使得該接地系統(tǒng)上帶有危險(xiǎn)的電壓。

在強(qiáng)大的雷擊電流人地后，地電位會(huì)瞬間升高，這時(shí)的地電位(kV)為b，＝／只十l^罕(2—2)

式中：i為雷擊電流(kA)，此處i30kA；R為接地電阻(n)，此處R--4Fl~L，，為引下線每米電感量(tzH／m)，取L。＝1．671lH／m；^為接地引下線長(zhǎng)度(m)，取h=20m。

若取i30kA，只＝4n，L。＝1．67t~H／m，^＝20m，則w戶504．1kV，該值足以擊穿lm的千空氣。當(dāng)與避雷針的接地系統(tǒng)間距離不夠時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生地電位反擊效應(yīng)，使周圍的設(shè)備受到損壞或人員受到傷害。因此，用避雷針保護(hù)時(shí)，必須保持足夠的安全距離(應(yīng)符合GB500572010規(guī)范的規(guī)定)。

這種由于接地技術(shù)處理不當(dāng)引起的地電位反擊，可造成建筑物內(nèi)外的設(shè)備全部擊毀。地電位暫態(tài)高電位不僅危害本建筑物內(nèi)的設(shè)備，還會(huì)危及相鄰建筑物內(nèi)的設(shè)備。該相鄰建筑物內(nèi)的設(shè)備雖然沒有遭受直接雷擊，但在附近建筑物遭雷擊后，暫態(tài)高電位將沿地下管道傳至相鄰建筑物內(nèi)的設(shè)備接地系統(tǒng)中對(duì)線路發(fā)生反擊，使得與這些線路相連接的設(shè)備受到暫態(tài)高電位的損害。地電位反擊可感生出幾千伏到幾十千伏甚至數(shù)百千伏的反擊電壓，這種反擊會(huì)沿著電力系統(tǒng)的中性線、保護(hù)接地線和各種形式的接地線，以波的形式傳人室內(nèi)或傳播到更大的室內(nèi)范圍，造成大面積的危害。兩個(gè)地網(wǎng)間的地電位反擊示意圖如圖2—5所示。

反擊過(guò)電壓使設(shè)備的接地外殼與設(shè)備的導(dǎo)電部分之間產(chǎn)生可能使設(shè)備損壞的高電壓，兩座建筑物的設(shè)備通過(guò)屏蔽電纜連接，在出現(xiàn)雷擊時(shí)，電阻耦合導(dǎo)致的反擊過(guò)電壓，如圖2—6所示。

當(dāng)雷擊在圖2—s所示的a處時(shí)，建筑物L(fēng)處的設(shè)備負(fù)載zLl：的反擊過(guò)電壓為Vf--izRz—tz(只，+ZO—d6／d／＝i2R 2--ii(只l+ZD—Lldil／dt(2—3)式中：i，為電纜內(nèi)芯的沖擊電流；i。為電纜屏蔽層的沖擊電流；9為電纜內(nèi)芯和電纜屏蔽層回路的磁通量；R：為電纜內(nèi)芯的電阻；只。為電纜屏蔽層的電阻；zb為建筑物b處的設(shè)備負(fù)載阻抗；厶為電纜芯線電感．

可以通過(guò)使h和i；分別等于零，得到電纜兩端屏蔽層分別開路時(shí)加在建筑物b處的設(shè)備負(fù)載zl—L的反擊過(guò)電壓。

(日)雷電浪涌。雷電浪涌是近年來(lái)由于微電子設(shè)備的不斷使用而引起人們極大重視的一種雷電危害形式，同時(shí)其防護(hù)方式也不斷完善。最常見的電子設(shè)備危害不是由于直接雷擊引起的，而是由于雷擊發(fā)牛時(shí)在電源和通信線路中感應(yīng)的浪涌電流引起的。一方面由于電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化，從而造成設(shè)備耐過(guò)電壓、耐過(guò)電流的水平下降，對(duì)雷電(包括感應(yīng)雷及雷電過(guò)電壓浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信號(hào)來(lái)源路徑增多，電子系統(tǒng)更容易遭受雷電波侵入。

浪涌電壓可以從電源線或信號(hào)線等途徑竄人電子設(shè)備，美國(guó)GE公司測(cè)定一般低壓配電線(1lOV)在l0000h(約一年零兩個(gè)月)內(nèi)，在線間發(fā)生的超出原工作電壓一倍以上的浪誦電厄次數(shù)達(dá)到800余次，其中超過(guò)i000V的就有300余次。這樣的浪涌電壓完全有可能一次性將電子設(shè)備損壞。信號(hào)系統(tǒng)浪誦電壓的主要來(lái)源是感應(yīng)雷擊、電磁干擾、無(wú)線電干擾和靜電干擾。信號(hào)傳輸線路受到這些干擾信號(hào)的影響，會(huì)使傳輸中的數(shù)據(jù)產(chǎn)牛誤碼，影響傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和傳輸速水。

(6)球形雷(球狀閃電)。在同際建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)(1EC／TC—81)和我國(guó)的GB 500572010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中，均沒有對(duì)球形雷的防護(hù)做出規(guī)定。在調(diào)查統(tǒng)計(jì)中，球狀閃電約占閃電統(tǒng)計(jì)總數(shù)的13．7％。盡管國(guó)內(nèi)外科技人員對(duì)球狀閃電的形成機(jī)理尚無(wú)一致的觀點(diǎn)，但對(duì)其性質(zhì)、狀態(tài)和危害還是比較清楚的。

球形雷是一種橙色或紅色的類似火焰的發(fā)光球體，偶爾也有黃色、藍(lán)色或綠色的。大多數(shù)火球的直徑為lO~100cm。球形雷多在強(qiáng)雷暴時(shí)串中普通閃電最頻繁的時(shí)候出現(xiàn)，球形雷通常沿水平方向以l~2m／s的速度上下滾動(dòng)，有時(shí)距地面o．5～lm，有時(shí)升起2～3m。它在空中飄游的時(shí)間可由幾秒到幾分鐘。球形雷如圖2—?所示。

球形雷常由建筑物的孔洞、煙囪或開著的門窗進(jìn)入室內(nèi)，有時(shí)也通過(guò)不接地的門窗鐵絲網(wǎng)進(jìn)入室內(nèi)。最常見的是沿大樹滾下進(jìn)人建筑物井伴有嘶嘶聲。球形雷有時(shí)自然爆炸，有時(shí)遇到金屬管線而爆炸。球形雷遇到易燃物質(zhì)(如木材、紙張、衣物、被褥等)則造成燃燒，遇到可爆炸的氣體或液體則造成更大的焊炸。有的球形雷會(huì)不留痕跡地?zé)o聲消失，但大多數(shù)均伴有爆炸聲且響聲震耳，球形雷爆炸后偶爾有硫黃、臭氧或二氧化碳?xì)馕?。球形雷火球可輻射出大量的熱能，因此它的燒傷力比破壞力要大?/p>

防護(hù)球形雷并不困難，應(yīng)滇在規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定相應(yīng)的措施。就防護(hù)球形雷措施而；扒最好是籠式避雷網(wǎng)，如果達(dá)不到籠式避雷網(wǎng)條件，就在建筑物的門窗上安裝金屑紗網(wǎng)并接地；堵好建筑物墻面上不必要的fL洞；煙囪與出氣管上口均要加裝鐵絲網(wǎng)并接地；儲(chǔ)存易燃、易爆物體的倉(cāng)庫(kù)和廠房的煙囪和放氣管應(yīng)加裝阻火器井接地。對(duì)高大樹木廠的重要建筑物尤其要采取防護(hù)球雷的措施。

出自：浪涌廠家