摘要：雷電感應高電壓以及雷電電磁脈沖給相關(guān)工作、人民的生命財產(chǎn)和經(jīng)濟建設帶來的安全隱患、事故與經(jīng)濟損失是不可估量的。本文從雷電和浪涌的產(chǎn)生及其危害進行了闡述，探析了雷電和浪涌防護的措施。

中圖分類號：TM862                 文獻標識碼：A

目前，我國各級氣象主管部門下面都成立了防雷中心，并且在防雷理論、技術(shù)、設備、檢測手段等方面都取得了定的成績。但是，仍有不少行業(yè)和單位對防雷的認識不足，防雷投資少，導致了我國的防雷工作還不均衡的局面。

1雷電和浪涌的產(chǎn)生及危害

1.1雷電的產(chǎn)生及危害

雷電是強對流氣候形成的，是積雨云層之間、云層對大地之間強烈瞬間的放電現(xiàn)象。巨大帶電云體高速地相向運動，碰撞后帶電云體則會放電爆炸，進而就產(chǎn)生了強烈的閃光和巨大的雷聲。

雷電，是伴有閃電和雷鳴的一種雄壯而又令人生畏的放電現(xiàn)象、是的極為嚴重的氣象災害。自然界的雷擊可分為兩種，一種是直擊雷，即云層對大地的放電，直接擊在建筑物上發(fā)生熱效應作用和電動力作用，強大的雷擊電流、熾熱的高溫、猛烈的沖擊波、瞬變的電磁場和強烈的電磁輻射等綜合物理效應會給大地上的建筑物、輸電線、人和建筑物內(nèi)外電子設備帶來極大的危害，可導致金屬熔化，引發(fā)火災和爆炸，造成財產(chǎn)損失和人員傷亡，是人類研究的主，要對象。另一種是雷電感應高電壓和雷電電磁脈沖輻射(LEMP)，也就是雷電在放電通道周圍產(chǎn)生電磁感應、雷電電磁脈沖輻射以及雷云電場的靜電感應，它的感應范圍相當大，以雷擊為中心15km~2km范圍內(nèi)，都可能產(chǎn)生危險的過電壓，建筑物上的金屬管以及由室外進入室內(nèi)的電源線、信號線等線路在雷電天氣中所感應的雷電高電壓，都能通過這些線路引入室內(nèi)放電，對人身、各種電氣設備、電子和微電子設備造成不同程度的危害。

1.2浪涌的產(chǎn)生及危害

浪涌( Electrical surge)也叫突波，是指沿線路傳送的電流、電壓或功率瞬間出現(xiàn)超出穩(wěn)定值的峰值，這種瞬態(tài)波是發(fā)生在幾百萬分之一秒內(nèi)的一種劇烈脈沖，其特性是先快速上升后緩慢下降。它包括浪涌電壓和浪涌電流。

浪涌產(chǎn)生的原因通常有外部原因(雷電)和內(nèi)部原因(電氣設備啟停和故障等)。其中，雷擊引起的電涌危害最大，在幾微秒內(nèi)可從幾百伏快速升高至20000它的瞬間電流可達10004 又由于本文主要探析雷電和浪涌的防護，其中20%的電涌都是源于雷電和其它系統(tǒng)的沖擊，所以內(nèi)部原因暫不討論，外部的雷電是主要的探討內(nèi)容。

直接雷擊是最嚴重的，如果發(fā)生在架空輸電線上，電壓將上升到幾十萬伏特，通常引起絕緣閃絡。另外，間接雷擊和內(nèi)部浪涌發(fā)生的概率較高，會損壞用電設備，因此，做好電源防浪涌的關(guān)鍵是對這部分浪涌能量的吸收和抑制。事實上，雷電電流可以在電力線上傳輸?shù)木嚯x為1km或更遠，而雷擊發(fā)生時，雷擊點附近的峰值電流可達100kA或以上，電涌不斷地沖擊電機的絕緣層，導致絕緣層被擊穿，這就使得用戶進線口處低壓線路的電流最高達到5kA到10kA，縱觀全球雷電活動頻繁的區(qū)域，電力設施每年都有數(shù)次雷電直擊事件。浪涌的危害囊括了災難性的危害和積累性的危害兩種，其中，災難性危害指的是當電涌電壓超過設備的承受能力，則會破壞或降低該設備的壽命;積累性危害指的是多個小電涌累積效應，它會造成半導體器件性能的衰退、設備發(fā)故障和壽命的縮短，甚至會迫使停產(chǎn)或是生產(chǎn)力下降。

2雷電和浪涌的防護

雷電和浪涌防護必須按照“綜合防護”的要求進行設計。各單位要切實做到堅持預防為主、安全第一、全面規(guī)劃、綜合治理、整體防御、重點保護、技術(shù)先導的指導方針。雷電防護工作的設計應做好地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境條件、雷電活動規(guī)律的調(diào)研，做好雷擊和設備事故受損原因、系統(tǒng)設備工作環(huán)境的評估，并且根據(jù)所在地區(qū)雷暴等級、設備對雷電電磁脈沖的抗擾度，制定具體的防護措施。綜合運用直擊雷防護技術(shù)、等電位連接技術(shù)、屏蔽和隔離技術(shù)、合理布線技術(shù)、共用接地技術(shù)、分流與鉗位技術(shù)等六大防護技術(shù)浪涌保護器，也叫防雷器，是種為各種電子設備、儀器儀表，以及各種通訊線路提供安全防護的電子裝置。

浪涌阻絕裝置的產(chǎn)品可以有效地吸收突發(fā)的巨大能量，在極短的時間內(nèi)導通分流，以保護連接設備，從而避免浪涌對回路中其他設備的損害。

LEMP是雷擊時產(chǎn)生的強大閃電流及其電磁場。電源防雷器就是對危害雷電電磁的脈沖產(chǎn)生干擾，它做為電子信息平臺(機房)均都是各類的電子設備和精密的電力輔助設備，當今電子技術(shù)日益向高精度高靈敏度高效率和高可靠性方向發(fā)展，這些電子設備非常靈敏，但耐壓很低電子設備都承受不了±5V的電壓波動，這里以各種計算機為例，當雷電電磁脈沖的磁場強度超過0.07GS時就會引起計算機的誤動作，電源防雷器當磁場強度超過24CS時就會造成計算機的永久性損壞。因此，目前國內(nèi)外對雷電電磁脈沖采取了不少可行的防護措施。

在一個完善的建筑物電子信息系統(tǒng)防雷工程中，利用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等防直擊雷裝置，可以將強大的雷電電流傳到大地;利用金屬網(wǎng)、箔、殼等把需要保護的對象屏蔽起來，阻斷電磁脈波入侵;電子設備的接地端應以最短的距離就近與等電位連接端子板連接;同一區(qū)域的共用接地應以接入設備的最小值確定接地電阻;將容易引起干擾的線纜分開敷設，利用金屬走線槽合理布線;使用浪涌保護器，將感應到電源線、天饋線以及信號線的雷電流泄放到大地進行分流。以上六個綜合措施環(huán)環(huán)相扣，可以有效地防止雷電感應高電壓和雷電電磁脈沖，有效地防止雷電入室而造成電子設備失靈或永久性損壞。

( 牛宇寧 王煒 王輝 啟東市氣象局，江蘇 啟東 226200)