摘要：從雷電的入侵途徑可知，雷電會產(chǎn)生強大的電磁波，在周圍的導體上產(chǎn)生感應(yīng)雷電流，也會構(gòu)成對電子設(shè)備的直接沖擊損壞。本文主要在防雷技術(shù)方面進行綜述。

    關(guān)鍵詞：雷電表現(xiàn)形式雷電設(shè)備

    雷電是由天空中云層間的相互高速運動、劇烈磨擦，使高端云層和低端云層帶上相反電荷。此時，低端云層在其下面的大地上也感應(yīng)出大量的異種電荷，形成一個極大的電容，當其場強達到一定強度時，就會產(chǎn)生對地放電，這就是雷電現(xiàn)象。

    雷電的表現(xiàn)形式主要有兩種：

    一種是直擊雷，是指帶電云層與大地上某一點之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。直擊雷威力巨大，雷電壓可達幾萬伏至幾百萬伏，瞬間電流可達十幾萬安，在雷電通路上，物體會被高溫燒傷甚至融化。通常在建筑物頂部安裝避雷針或避雷網(wǎng)等來防直擊雷。

    另一種是感應(yīng)雷，是指當直擊雷發(fā)生以后，帶電云層迅速消失，而地面上某些范圍由于散流電阻大，以致出現(xiàn)局部高電壓，或者由于直擊雷放電過程中，強大的脈沖電流對周圍的導線或金屬物因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生高電壓以致發(fā)生閃擊的現(xiàn)象。

    一、雷電干擾的入侵路徑

    1.當建筑物本身受雷電直擊時，和建筑物連接的金屬導體包括建筑物鋼筋與地極之間產(chǎn)生瞬時電位差，構(gòu)成摧毀電子設(shè)備之沖擊過電壓。并且經(jīng)下引線流過的大量電流，亦產(chǎn)生磁場沖擊波。如上圖中①所示。

    2.當遠端的導線因雷電而產(chǎn)生感應(yīng)電壓會由遠端經(jīng)導線傳導過來，如圖②所示。

    3.當云層間放電時，強大的電磁沖擊會在鄰近的地上金屬導線感應(yīng)出沖擊電壓，并且磁場沖擊會漫延到地上的建筑物，如圖③所示。

    4.另外，內(nèi)部操作過電壓，如變壓器的空載，電機的啟動，開關(guān)的開啟等，也能引起強大的脈沖沖擊電流通過線纜引入，破壞電子設(shè)備。

    由感應(yīng)雷引起的事故約占雷害事故的80%至90%。針對感應(yīng)雷的破壞途徑，我們可采取接地、分流、屏蔽、均壓等電位等方法進行有效的防護，以保證人身和設(shè)備的安全。

    防雷器的作用就是在最短時間內(nèi)將線路上因感應(yīng)雷產(chǎn)生的大量的浪涌電流釋放到地網(wǎng)，使建筑物內(nèi)各點之間電位差大致不變，從而保護設(shè)備。

    二、接地系統(tǒng)

    接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、感應(yīng)雷、或其他形式的雷，最終都是把雷電流送入大地。因此，沒有合理而良好的接地裝置是不能可靠地避雷的。接地電阻越小，散流就越快，被雷擊物體高電位保持時間就越短，危險性就越小。對于計算機場地的接地電阻要求≤4歐姆，并且采取共用接地的方法將避雷接地、電器安全接地、交流地、直流地統(tǒng)一為一個接地裝置。如有特殊要求設(shè)置獨立地，則應(yīng)在兩地網(wǎng)間用地極保護器連接，這樣，兩地網(wǎng)之間平時是獨立的，防止干擾，當雷電流來到時兩地網(wǎng)間通過地極保護器瞬間連通，形成等電位連接。

    三、防雷等電位連接

    等電位連接的目的，在于減少需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差。穿過各防雷區(qū)交界的金屬部件和系統(tǒng)，以及在一個防雷區(qū)內(nèi)部的金屬部件和系統(tǒng)，都應(yīng)在防雷區(qū)交界處做等電位連接。應(yīng)采用等電位連接線和螺栓緊固的線夾在等電位連接帶做等電位連接，而且當需要時，應(yīng)采用避雷器做暫態(tài)等電位連接。

    四、屏蔽和分區(qū)防雷保護

    從雷電的入侵途徑可知，雷電會產(chǎn)生強大的電磁波，在周圍的導體上產(chǎn)生感應(yīng)雷電流，也會構(gòu)成對電子設(shè)備的直接沖擊損壞。據(jù)資料統(tǒng)計，2.4高斯的電磁波沖擊就能造成電子設(shè)備的直接損壞，0.03高斯的電磁波沖擊就能造成電子設(shè)備的誤動。屏蔽是減少電磁波破壞的基本措施，包括外部屏蔽措施、適當?shù)牟季�措施、線路的屏蔽措施。雷電保護區(qū)是以屏蔽層為界面來劃分的。

    國際電工委員會IEC1312《雷電電磁脈沖的防護》對雷電保護區(qū)的劃分問題，提出了原則性的建議。

    一個欲保護的區(qū)域，從EMC（電磁兼容）的觀點來看，由外到內(nèi)可分為幾級保護區(qū)，最外層是0級，危險性最高；我國大多數(shù)情況下的機房，就與0區(qū)僅一墻之隔，即只有一層屏蔽，則該機房內(nèi)空間定為1區(qū)；各電子設(shè)備的外殼為一層屏蔽層，可視機殼內(nèi)的空間為2區(qū)等。越往內(nèi)部，危險程度越低，過壓主要是沿線穿過的，保護區(qū)的界面通過外部防雷系統(tǒng)、鋼筋混凝土及金屬管道等構(gòu)成的屏蔽層面形成。穿過各級雷電保護區(qū)的金屬構(gòu)件，一般應(yīng)在保護區(qū)的分界面做等電位連接。

    五、雷擊保護的基本原則

    欲使設(shè)備得到很好的保護，首先應(yīng)對其所處的環(huán)境、受雷電影響的程度作出客觀的估計，因它與出現(xiàn)過電壓的幅值、概率、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備抗電壓能力、保護水平和接地等有關(guān)；防雷工作應(yīng)作為一項系統(tǒng)工程來考慮，強調(diào)全面防護（包括建筑物、傳輸線路、設(shè)備和接地等），綜合治理，且要做到科學、可靠、實用和經(jīng)濟。針對感應(yīng)雷瞬時能量較大的特點，根據(jù)IEC國際標準對能量逐級吸收的理論，及防護區(qū)間量級分類的原則，需要做多級防護。