1 雷電的產(chǎn)生
雷電是自然界中一種常見(jiàn)的放電現(xiàn)象。關(guān)于雷電的產(chǎn)生有多種解釋理論,通常我們認(rèn)為由于大氣中熱空氣上升,與高空冷空氣產(chǎn)生摩擦,從而形成了帶有正負(fù)電荷的小水滴。當(dāng)正負(fù)電荷累積達(dá)到一定的電荷值時(shí),會(huì)在帶有不同極性的云團(tuán)之間以及云團(tuán)對(duì)地之間形成強(qiáng)大的電場(chǎng),從而產(chǎn)生云團(tuán)對(duì)云團(tuán)和云團(tuán)對(duì)地的放電過(guò)程,這就是通常所說(shuō)的閃電和響雷。具體來(lái)說(shuō),冰晶的摩擦、雨滴的破碎、水滴的凍結(jié)、云體的碰撞等均可使云粒子起電。一般云的頂部帶正電,底部帶負(fù)電,兩種極性不同的電荷會(huì)使云的內(nèi)部或云與地之間形成強(qiáng)電場(chǎng),瞬間劇烈放電爆發(fā)出強(qiáng)大的電火花,也就是我們看到的閃電。在閃電通道中,電流極強(qiáng),溫度可驟升至2萬(wàn)攝氏度,氣壓突增,空氣劇烈膨脹,人們便會(huì)聽(tīng)到爆炸似的聲波振蕩,這就是雷聲。
2 雷電危害的種類
雷擊的危害主要有三方面:第一是直擊雷。是指雷云對(duì)大地某點(diǎn)發(fā)生的強(qiáng)烈放電。它可以直接擊中設(shè)備,雷電擊中架空線,如電力線,電話線等。雷電流便沿著導(dǎo)線進(jìn)入設(shè)備,從而造成損壞。第二是感應(yīng)雷。它可以分為靜電感應(yīng)及電磁感應(yīng)。當(dāng)帶電雷云(一般帶負(fù)電)出現(xiàn)在導(dǎo)線上空時(shí),由于靜電感應(yīng)作用,導(dǎo)線上束縛了大量的相反電荷。一旦雷云對(duì)某目標(biāo)放電,雷云上的負(fù)電荷便瞬間消失,此時(shí)導(dǎo)線上的大量正電荷依然存在,并以雷電波的形式沿著導(dǎo)線經(jīng)設(shè)備入地,引起設(shè)備損壞。當(dāng)雷電流沿著導(dǎo)體流入大地時(shí),由于頻率高,強(qiáng)度大,在導(dǎo)體的附近便產(chǎn)生很強(qiáng)的交變電磁場(chǎng),如果設(shè)備在這個(gè)場(chǎng)中,便會(huì)感應(yīng)出很高的電壓,以致?lián)p壞。對(duì)于靈敏的電子設(shè)備,尤需注意。第三是地電位提高。當(dāng)10kA的雷電流通過(guò)下導(dǎo)體入地時(shí),我們假設(shè)接地電阻為10Ω,根據(jù)歐姆定律,我們可知在入地點(diǎn)A處電壓為100kV。因A點(diǎn)與B、C、D點(diǎn)相連,所以這幾點(diǎn)電壓都為100kV。而E點(diǎn)接地,其電壓值為0,設(shè)備的D點(diǎn)與E點(diǎn)間有100kV的電壓差,足以將設(shè)備損壞。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明:直擊雷的損壞僅占15%,感應(yīng)雷與地電位提高的損壞占85%。目前,直擊雷造成的災(zāi)害已明顯減少,而隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,感應(yīng)雷和雷電波侵入造成的危害卻大大增加。一般建筑物上的避雷針只能預(yù)防直擊雷,而強(qiáng)大的電磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)雷和脈沖電壓卻能潛入室內(nèi)危及電視、電話及聯(lián)網(wǎng)微機(jī)等弱電設(shè)備。
3 防雷的方法和技術(shù)
在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天,雖然人類不可能完全控制暴烈的雷電,但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的摸索與實(shí)踐,已積累起很多有關(guān)防雷的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),形成一系列對(duì)防雷行之有效的方法和技術(shù)。
?。?)接閃 接閃就是讓在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電能量按照人們?cè)O(shè)計(jì)的通道泄放到大地中去。把一定保護(hù)范圍的閃電放電捕獲到,納入預(yù)先設(shè)計(jì)的對(duì)地泄放的合理途徑之中。避雷針是一種主動(dòng)式接閃裝置,其功能就是把閃電電流引導(dǎo)入大地。避雷線和避雷帶是在避雷針基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。采用避雷針是最首要、最基本的防雷措施。
?。?)接地 接地就是讓已經(jīng)納入防雷系統(tǒng)的閃電能量泄放入大地,良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓,避免發(fā)生反擊。過(guò)去有些規(guī)范要求電子設(shè)備單獨(dú)接地,目的是防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設(shè)備的正常工作。接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。接地不好,所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來(lái)。防雷接地是防雷設(shè)施安裝驗(yàn)收規(guī)范中最基本的安全要求。