雷電現象的產生、危害及防護

(一)雷電的分類及產生

 一般來講，帶電的云稱為雷云，雷云之間或雷云對地之間迅猛放電即為雷電現象，也稱雷擊。這種迅猛的放電過程產生強烈的閃光并伴隨巨大的聲音。從電學的角度來講，雷云放電就會產生雷電流，這種雷電流除具有電流的一般特性外還有發生時間短（微秒級）幅值高（幾百KA）的特點，由此可見雷電流的瞬間功率是巨大的。正因為雷電流的特殊性，使得雷電有其特殊的破壞力。

     按照現代雷電理論雷擊分為直接雷擊、感應雷擊：

 a．直接雷擊：

     雷云之間或雷云對地面某一點(包括建筑物、構架、樹木、動植物等)的迅猛放電現象稱之為直接雷擊（見直接雷擊示意圖）。這種雷擊的破壞力主要表現在：雷電流熱效應的破壞作用、雷電流沖擊波的破壞作用、雷電流電動力效應的破壞作用。

b．感應雷擊：

     雷云放電時，在附近導體上(包括架空電纜、埋地電纜、鋼軌、水管等)產生的靜電感應和電磁感應等現象稱之為感應雷擊(見感應雷擊示意圖)。這種雷擊的破壞力主要表現在：靜電感應的破壞作用、電磁感應的破壞作用、地電位反擊的破壞作用。

(二)雷電危害

    強大的雷電造成建筑物損壞，人畜傷亡的事故是比較普遍的。但是隨著電子技術快速發展，集成電路對電壓和電流脈沖的敏感程度越來越高，計算機網絡的廣泛建立，雷害問題變得日益突出。除直接雷擊影響外，雷電引起的沖擊過電壓和電流成為造成電子設備損壞和工作中斷的新的主要因素之一。特別是近兩年，氣候不穩定，雷電災害較以往頻繁，更換或維修因雷災損壞的設備的費用大大增加。更多的雷災損失表明，70％以上是感應雷擊造成的。因此，對雷擊的防護，尤其是感應雷擊的防護，已經成為郵電、電力、鐵路、銀行(計算機網絡)等行業重點關注和防范的課題。據統計損壞微電子設備的雷電主要是感應雷電，這種雷電主要是通過電源線和信號線傳過來的。從經濟角度來講，每年雷擊造成直接經濟損失就有幾十億，有時更多，由此而引發的間接經濟損失就更為嚴重。

(三)雷電的防護

威邁提示一個完整的防雷系統包括兩個方面：直接雷擊的防護和感應雷擊的防護。缺少任何一方面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險的。

l、直接雷擊的防護措施：

  防護原理：是用接閃器將雷電經引下線泄入大地。

  防護裝置：主要包括接閃器、引下導體、地網三大部分。

  ·接閃器通常用避雷針、避雷帶、避雷網等。

  ·引下導體用一定截面積的鋼筋或鋼管。

  ·地網是指埋在地下用來泄放雷電的金屬件，對地阻有一定的要求。

    直擊雷的防護可以采用威邁傳統避雷針，避雷帶應均勻分布在建筑物的四周并與建筑物的框架結構及金屬管等相連，計算機的地網地阻不大于4Ω。

2、感應雷擊的防護措施：

防護原理：在有可能引入感應雷電的地方安裝防雷器或對可能感應到雷電的導體加以屏蔽以及合理布線、等電位連接等措施。

    防護措施：

  ·安裝有效的威邁防雷器(包括電源防雷器(三相和單相兩種)和信號避雷器)。

  ·電纜線路的合理布放、附加屏蔽等也是一種有效的保護措施。

  ·設備的等電位連接，有效的防止由電位差的產生而造成的危害。

工業控制系統防雷系統示意圖