1、防雷概述:
雷电是一种常见且非常壮观的自然现象,它具有极大的破坏力,对人类的生命、财产安全造成巨大的危害,1987年联合国确定雷电为对人类危害****的十种灾害之一。自从人类进入到电气化时代以后,雷电的破坏主要以直击雷击毁人和物为主。发展到以通过金属线与雷电波破坏电气设备为主。随着近年来电子技术的飞速发展,计算机系统的网络化程度越来越高,人类对电气设备尤其是计算机设备的依赖越来越严重。而电子元器件的微型化、集成化程度越来越高,各类电子设备的耐过电压能力下降,遭雷电和过电压破坏的比例呈不断上升的趋势,对设备与网络的安全运行造成严重威胁。据统计,全世界每年因雷害造成的损失高达十亿美元以上。因此如何对计算机通信网络实施切实有效的防雷保护,保证系统安全可靠运行,成为当前一项紧迫的重要课题。首先应明确计算机通信网络遭受雷击损害的主要原因,以及可能的侵入途径,尤其是针对因雷击点的调查分析,在此基础上,进一步对计算机通信接口和设备的保护装置的选择、使用以及计算机通信线路的布放,屏蔽及接地方式等方面的防雷保护技术进行深入的研究和探讨。
2、雷电对电气设备的影响
① 直击雷
雷电直接击在建筑物、其它物体、大地或防雷装置上,产生电效应、热效应和机械力。就是说雷电直接击中建筑物或暴露在空间的各种设备或大地或人身。它可能在数微秒之内产生数万伏乃至数拾万伏的高压,产生火花放电,转化为巨大的热能和机械能,直接摧毁建筑物、设备,或造成火灾,危及人身安全。巨大的雷电流沿引下线入地,会造成以下三种影响:
a. 巨大的雷电流在数微秒时间内流下地,使地电位迅速抬高,造成反击事故,危害人身和设备安全。
b. 雷电流产生强大的电磁波,在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。
c. 雷电流流经电气设备产生极高的热量,造成火灾或爆炸事故。
② 雷电波侵入
由于雷电对架空线路或金属管道的作用,雷电波可能沿着这些管线侵入屋内危害人身安全或损害设备。雷电虽然未直接击中建筑物或设备,但击中与本建筑物内、外各种设备相连的管线,通过传导的方式经电阻性耦合将雷电波引入,危害人身、损害设备。
③ 电磁感应
由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场,使附近导体上感应出很高的电动势。雷击放电时的瞬时雷击电流将产生强大的雷击电磁脉冲,经感性耦合、容性耦合或电磁辐射导致线路上产生脉冲过电压和过电流,损坏相关设备。
④ 地电位反击
因为没有采取等电位接地措施,由于与各种设备相关的各接地系统的冲击接地电阻及所通过的雷击电流存在差异,导致地电位升高和不平衡,当电位差超过设备的抗电强度时,即引起反击,损坏设备。
⑤ 开关过电压
供电系统中的电感性和电容性负载开启或断开、地极短路、电源线路短路等,都有能在电源线路上产生高压脉冲,其脉冲电压可达到线电压的3.5倍,从而损坏设备。破坏效果与雷击类似。
由此产生的雷电过电压对电子设备的破坏主要有以下几个方面:
a. 损坏元器件
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过高的过电压击穿半导体结,造成****性损坏;
● 较低而更为频繁的过电压虽在元器件的耐压范围之内,亦使器件的工作寿命大大缩短;
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电能转化为热能,毁坏触点、导线及印刷电路板,甚至造成火灾;
b. 设备误动作及破坏数据文件
因此,应该根据实际情况具体分析,采取相应的防雷保护措施,确保系统的安全工作。
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