雷电防御中对暂态电位升高引起雷电反击处理措施分析

2015-03-31李亚芬

地球 2015年7期

关键词：电位差电磁脉冲暂态

李亚芬

（内蒙古自治区通辽市气象局内蒙古通辽028000）

雷电防御中对暂态电位升高引起雷电反击处理措施分析

李亚芬

（内蒙古自治区通辽市气象局内蒙古通辽028000）

雷电是常见的自然现象，雷电的发生对人类的生活和生产安全造成严重危害，防雷工作者为了避免或减少雷电危害采取一系列的防御措施。本文针对雷电防御中暂态电位升高引起雷电反击问题进行探讨，并提出相应的防护措施。

雷电防御暂态电位雷电反击处理措施

0　引言

随着经济社会的发展，对雷电防御工作提出了新的要求，特别是电子信息产业的迅猛发展，使得直击雷、雷击电磁脉冲及地电位反击等雷害防御倍受关注。在纷繁复杂的雷电灾害中，暂态电位升高引起的地电位反击造成人员伤亡和建筑物及电子设备损坏就是常见的雷害之一。如何有效抑制这种由暂态电位升高引起的雷电反击，是雷电防御工作的一项重要课题。

1　雷电防御中暂态电位升高的原因

1.1暂态电位的概念

固体绝缘材料在制作过程中由于工艺的原因，其产品中存在很多很微小的空隙，在绝缘体的使用过程中其一端接地，另一端接入高压设备，这些绝缘体内部的微小孔隙就像小电容一样进行充电，充满后再次放电，在充电和放电的过程中发生一些物理或化学的变化，例如电荷交换、发射的电磁波、声波、发热、光、等生成分解物碳化物等，这些碳化物导致这些小空隙具有导电的功能，长此以往很容易造成绝缘击穿的结果。雷电中的电磁脉冲通过金属制品进行传输，同时产生暂态电压，该电压经过电子设备的金属外壳再传输到大地。

1.2暂态电位升高的原因

雷击过程中,雷电流通过导电物质流到人、建筑和电子设备及大地的导体中，这些接触到电流的导体的电感、电阻会产生压降现象，造成雷电防御设备对地电位有所提高，但是由于雷电现象一般都十分短暂，由雷电引起的电位升高也十分短暂。

1.3暂态电位升高的危害

暂态电位升高是引起雷电反击的主要原因，雷电反击会对人、建筑或电子设备造成危害。雷电袭击一般会被雷电防御设备将其巨大电流引入接地设备中，从而使其流入到大地，使雷电流进行消散，消除雷电流对人、建筑或电子设备的危害。若是当雷电流产生的瞬间，建筑没有安装防雷设备、屏蔽设备和等电位连接等基本防范措施，或者防雷设备与接地设备的距离差没达到安全标准，则会产生接地设备中的母线会发生雷电反击，引起跨步电压或接触电压的事故，雷电流通过接地设备流入大地，地面会产生一定范围的电压降，从而产生电位差，由于电位差分布不均匀，人们从这里经过，人们两脚之间正好存在电位差，则极有可能发生触电事故，造成不可挽回的损失。

2　雷电反击的防范和处理措施

2.1雷电反击的防范措施

“预防为主，综合处理为辅”一直是安全工程遵循的主要原则。雷电反击的防治措施主要包括接闪、均压、屏蔽、接地、分流和躲避等措施。

（1）接闪。接闪装置我们在日常生活中经常见到，例如接闪杆、接闪带和接闪网等。接闪的作用是雷电袭击时让雷电流按照人们规定的电路传输，将雷电流安全的引入大地中，保证设备建筑和人类的安全。

（2）均压。接闪装置接闪时，雷电流通过引下线会产生瞬间高电位，对防雷设备周边低电位设备产生旁侧闪络，从而对人类和设备造成一定程度的危害，而均压设备就可以避免这类现象的产生，利用均压环将低电位的设备相连接，并将其与接地设备相连接，消除这种危害。在建筑室内中的金属设施和电子设备等导电物体如果其没有达到安全距离的标准，则需要用导线将其和防雷设备进行等电位连接，在雷电流经过的时候，建筑室内形成一个等电位的空间，避免出现电位差、旁侧闪络等有害现象，也可以防止暂态电位升高引起雷电反击发生。

（3）屏蔽。屏蔽是利用金属网、箔等导体将设备包围起来使电磁脉冲顺着屏蔽设备流入接地装置，促使雷电流入大地，防止电磁脉冲与设备直接接触，对电磁脉冲危害进行防范。

（4）接地。接地是对建筑和电子设备基本的保护，是雷电流能够顺利流入大地的基本通道，避免雷电流集中在设备的某一部位，对其进行破坏。接地装置，将其按照人们规定的安全渠道流入大地，也是降低引下线电压的有效措施。

（5）分流。分流装置是将室外的一切导体与防雷装置和接地装置之间建立连接，在直击雷接触导电体时，雷电流进行分流，避免高压电流对设备的损害。

（6）躲避。建筑物和电子设备的设计初期就应该选择避免容易受到雷电袭击的地点，在雷电发生时，拔掉带电物体的电源等也是防护措施之一。

2.2雷电反击的处理措施

我们应尽可能避免雷电反击现象的产生，但是如果出现雷电反击现象时我们也应该有应对的能力，避免或降低雷电反击对人、建筑或电子设备的危害。地电位反击主要是由直击雷和电磁脉冲产生的雷电反击现象。

（1）建筑物对直击雷的处理。建筑物的防雷工程要严格按照国家的相关规定和标准实施，要严格按照规范要求的建筑物防雷类别设计安装接闪器、引下线等防雷装置，如计算机系统的机房受到建筑物的保护，一般可以避免受到直接电雷的破坏。

（2）计算机网络系统电磁脉冲的处理。电磁脉冲主要是对低压电子设备的损坏，主要的入侵方式包括交流电源供电线路入侵、计算机通讯线路入侵和地电位反击电压通过接地体入侵三种途径。针对这三种入侵方式，我们主要采取三方面的措施：一是合理布局。当直击雷击中机房大楼时，雷电流通过各类导体的内部分布直接影响室内的电子设备的安全，当电磁脉冲流入机房大楼时更是如此，合理布局可以有效的降低雷电对机房的破坏；二是等电位连接。室内的电子设备的终端接口处安装终端保护装置，如电涌保护器，并通过均压设备、屏蔽、接地等措施实现室内电子设备的等电位的空间，有效降低直击雷对电子设备的影响；三是联合接地。对于计算机机房的所有电子设备进行联合接地，建立合格的地网，有效的避免电位升高对设备的影响。联合地网主要由建筑物基础、环形接地装置、工作地网共同组成。根据实际情况，若是受到客观条件的限制，地网达不到防护要求，可以适当的扩展地网的范围和优化地网的系统，从而缩短雷电流泄放的时间，达到防护的要求。