陈李喆

【摘要】本文以雷电防护为主题，重点探讨与自动化设备相关的雷电灾害防护问题。首先从科学的角度对雷电及其灾害进行了简要概述，介绍了自动化设备的相关信息，主要对雷电分类、破坏形式展开具体分析，并以此为基础，提出了一些具有针对性的防护措施。希望通过本文初步论述，可以引起更多的关注与交流，为该方面的理论研究工作、防护实践工作，提供一些有价值的信息，以供参考。

【关键词】自动化；设备；雷电灾害；防护

伴随经济增长、科技发展，人类在不断应用信息技术的同时，改变了工业的制作方式， 发明了以机器为主因素的自动化运作程序，不但减少了人的劳动强度，也将人从机器的控制下逐渐解放出来；另一方面，由于自动化设备的运行以信号、计算机软件或程序为主，所以，易受到各种自然条件的影响，比如，雷电的影响就非常大，若防护措施不足，可能在遇到雷电危害时，会直接造成设备不能正常运行。所以，在工业4.0的时代，应该认真研究自动化设备的维护方法，防止雷电等自然灾害给其带来损坏。

一、概述

由于以计算机为基础、互联网络为支撑的信息技术在二十世纪下半叶得到了迅猛发展，并在21世纪应用于各个领域，不仅引起了各领域劳动效率的提升、自动化水平的提高，也有效的改善了人们的生存状态与生活方式，尤其是在工业领域，由于信息技术的普遍应用，催生了3D打印技术、工业4.0以及“私人定制作坊”的出现。然而，这些自动化的设备若要安全运行，除了自身的各种要素完好之外，还要求对外界的干扰有一定的防护能力，以自然灾害带来的影响为例，雷电、电磁波、磁场等都是对自动化设备的安全造成威胁的主要因素。自富兰克林发明避雷针以来，虽然人类对雷电的防护有了一定的基础，然而，日趋复杂的自动化设备，却会因不同形式的雷电灾害而受到巨大影响，以下展开具体讨论。

二、雷电灾害

雷电属于自然现象，能量巨大，破坏性也大。据统计，我国每年有上万人因雷电原因遭受到损失，还有因雷电原因造成了工业设备事故，损失惨重，代价相当大，为了扭转这种局面，需要增加防雷意识，认识到雷电危害的同时，加强对它的研究与分析，从而找到具体的应对措施，以减少雷电灾害带来的具大损失。通常情况下，可以将其分为直击雷、感应雷、雷电波侵入、球形雷四大类型。

首先，直击雷通常指发生雷云闪击时，雷电直接给地面的建筑、生物等造成损害，原因在于“自然界中的电效应的存在、热效应的存在、机械效应的存在”；破坏性大，易造成人员死亡与建筑物的损毁。

其次，若雷电于雷云间或对地放电，并通过波形的方式，对各种信号线路、电磁感应、设备连线等产生影响，致其受损，就可以称之为感应雷，这种类型的雷电灾害，虽然对生物与地面建筑及其它物件的损坏程度没有直击雷大，然而发生机率大，易频发；而且，每次雷闪击都会造成广泛的感应雷，当过电压现象增强时，便可以扩大雷闪击的范围，增加对各种自动化设备的影响，比如电话、电力线、电子设备等。

第三，雷电波的侵入主要是由于雷电电流强大，存在大峰值与陡度，变化快，可于瞬间转化成电磁场作用而发生。从雷电灾害的整体上看，这种影响在电磁作用产生的情况下，也可能伴随着脉冲电磁波辐射，所以，当其在更广阔的多维空间中活动或者生成时，必然会对所及范围内所有的电子设备产生影响；瞬间变化中带来了很高的电压，引发电火花，通常测得的数据显示，此时的磁脉冲大于2.4高斯，所以，在以信息传输与接收为主的现代化的各种自动化设備运行中，必然会因其承受限度（小于0.07高斯）而遭受到巨大的破坏。

第四，球形雷即是民众通常所说的“火雷”，发生时会呈现出球体形状，伴有红或橙色光，大的球形雷直径可达到1米左右，从通常的数据来看，球形雷存在时间短，会以极快的速度与地面物体发生碰撞，发生爆炸，危害大；若与一棵树接触，树会瞬间点燃并发生形状变化，甚至直接将其击断。

三、防护措施

防雷的总原则是直接引入地下、对设备采取电压保护、限制流涌过压幅值。

首先，针对直击雷，可采取避雷装置引入地下，比如，针、带、网、线等接闪器皆可；建议以球形避雷器为主，可达到较好效果，在电极腐蚀的防护方面，最好以镀锌钢材为主；按照要求，接地电阻应该保持在10欧姆以内，防雷地电阻应该在4欧姆以上，而且需要进行定期测试，可根据发生雷电的频繁度，设置测试时间与频率。

其次，在感应雷的防护与雷电波的侵入防护方面，可以采取配电部分的防护、信号部分的防护两种措施并行的办法，比如，在雷电防护部分，可以在配电室进行每根电源的独立保护，并在计算机中心机房的配电中，对用电设备增加保护，在与设备连接中，以专用开关电源进线端为防护；而在信号部分的防护宜选择信号线或电缆埋地的方法，还可以在交换机、路由器类的设备之中，增加信号防雷器，若是在接收方面，则可以以最末端的防护为主，比如信号防雷器的采用、对接地的屏蔽等。

第三，对于球形雷的防护，可采用笼式避雷网，并做好孔洞的防护，对于没有必要的洞，需要进行封堵，在烟筒、出气管等这些直接对天的口中，可以加装铁丝网并接地，注意若遇到雷电灾害发生，需要对门窗等进行关闭，防止雷电引入室内造成不必要的损毁。

结束语

总之，在新的时代，就要坚持与时俱进、因时制宜，以自动化设备为主的现代化工业生产中，应该增加对设备维护问题的研究，认真分析雷电灾害的种类及造成危害的各种形式，并在科学防护的基础上，设置具体的雷电防护措施。通常情况下，可以通过避雷装置对直击雷加以防护，并对自动化设备的配电网络进行防护，比如，在配电部分设置第一、二、三个不同等级的防护；对于信号部分，则可以采用将信号线埋地的方法或者增加路由等设备的信号防雷器，若属于工厂类，则可以采用笼式避雷网，可以达到更好的效果。

参考文献

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