浅议自动化设备之雷电灾害及防护

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1、浅议自动化设备之雷电灾害及防护　　(呼和浩特铁路局呼和浩特车站技术科，内蒙古呼和浩特010010) 　　摘要：文章阐述了雷电的不同类型及破坏方式，针对不同的雷电类型及破坏程度提出了具体的防护措施。 关键词：雷电灾害；种类；防护措施 　　中图分类号：文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)08—0131—02 　　雷电是一种自然现象，它的巨大能量众所周知。雷电灾害被国际电工委员会称为“电子化时代的一大公害”,是联合国公布的10种最严重的自然灾害之一。但现在我们很多人仍缺乏防雷意识，

2、总觉得雷不会落到自己头上，可他们往往要为这种侥幸心理付出沉重的代价。据统计，我国每年有上万人遭雷击伤亡，因雷电造成的财产损失，在50～100亿元。并且，雷电危害呈上升趋势，不能不引起我们足够的重视。具体到呼和浩特站来说，1999年雷电造成的塔钟系统、自动广播系统、电话系统、消防系统、监控系统等多处自动化设备击损，造成经济制造损失40多万元。雷电造成的灾害除经济损失外，还伤及到人的生命。人在遭受雷击时，电流迅速通过人体，可引起呼吸中枢麻痹，心脏骤停，造成不同程度的烧伤，严重者可发生脑组织缺氧而死亡。事实已

3、经告诉我们，对待雷电灾害一定要真正从思想上提高认识，并付诸实施，做到防患未然，尽量把损失降到最小。 1雷电的分类及破坏形式 　　为了更好的防止雷电灾害，我们先要了解雷电的种类及破坏方式，一般认为雷电可分为以下几个类型： 　　1.1直击雷：是指雷云对地闪击时，雷电直接击在建筑物构架、动植物上，因电效应、热效应和机械效应造成建筑物损坏以及人员的伤亡。 　　1.2感应雷：是雷电在雷云之间或雷云对地的放电时，并在附近的户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线和电磁感应并侵入设备，使串联在线路中间或终端

4、的电子设备遭到损害。感应雷虽然没有直击雷猛烈，但其发生的机率比直击雷高得多。直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害，而感应雷则不论雷云对地闪击或者雷云对雷云之间闪击，都可能发生并造成灾害。此外直击雷一次只能袭击一个小范围的目标，而一次雷闪击都可以在较大的范围内多个小局部同时产生感应雷的过电压现象，并且这种感应高压可以通过电力线、电话线等传输到很远，至使雷害范围扩大。 　　1.3雷电波侵入：由于雷电电流有极大的峰值和陡度，在它出现的周围瞬间变成了电磁场，处在这瞬变电磁场中的导体会感应出较大的电动

5、势，而此瞬变电磁场，都会在一定空间的范围内产生电磁作用，也可以是脉冲电磁波辐射，而这种空间雷电电磁脉冲波是在三维空间范围里对一切电子设备发生作用。因瞬变时间及短或感应的电压很高，以致产生电火花，其磁脉冲往往超过2.4高斯。现代银行、邮电、计算机机房等普通应用微机进行信息传递与交换，其对磁脉冲承受限度一般为小于0.007高斯，故在新机房建设或旧机房改造时应对防雷与磁屏蔽措施必须充分注意。 　　1.4球形雷：是一种特殊的雷电现象，简称球雷。一般是以橙或红色，或似红色火焰地发光球体，直径一般约为10～20c

6、m，最大的直径可达1m，存在的时间大约为百分之几秒至几分钟，一般是3～5s，其下降时有的无声，有的发出嘶嘶声，一旦遇到物体或电气设备时会产生燃烧或爆炸，其主要是沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室内，有的由烟囱或通气管道滚进楼房。 2雷电的防护 　　通过以上分析，针对不同的雷电类型，采取相应的措施。从EMC的观点来看，防雷保护由外到内应划分多级保护区。最外层为O级，是直接雷击区域，危险性最高，主要是由外部防雷系统保护，越往里则危险程度越低。从O级保护区到最内层保护区，必须实行分层多级保护，从而将过电压

7、降到设备能承受的水平。一般而言，雷电流经传统避雷装置后约有50%是直接泄入大地，还有50%将平均流入各电气通道。 　　所以，总的防雷原则是：①将绝大部分雷电电流直接引入地下泄散；②阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波；③限制被保护设备上浪涌过压幅值。这三道防线，相互配合，各行其责，缺一不可。具体而言： 　　2.1对于直击雷的防范，一般是通过避雷装置即接闪器引下线构成完整的电气通路后将雷电流泄入大地。目前我们已在呼和站新站房的最高处架设了球形避雷器，通过引下线接入地下，并做了可靠的接地。为减少电极

8、腐蚀，接地极采用镀锌钢材。而且要保证接地电阻不大于10Ω，防雷地电阻不大于4Ω,每年进行一次测试。通过以上措施既防止了雷电直击的危害，同时抑制了引雷过程中的二次效应。根据几年来的使用，几次大的雷击均未造成大面积的设备损伤，效果还是不错的。 　　2.2对于感应雷及雷电波侵入造成损害的，预防措施有两部分。 　　2.2.1配电部分：对电源系统的防雷可采用三级的保护，最大限度的保护机房设备的安全性。 　　2.2.1.1第一级保护：可装于配电室，