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1、Chapter3.0Chapter3.0雷电的入侵途径雷电的入侵途径1雷电的入侵途径Chapter3.0.0Chapter3.0.0雷电的入侵途径和避雷原雷电的入侵途径和避雷原理理 l l防雷工作的保护对象有三：建筑物和构筑物、电防雷工作的保护对象有三：建筑物和构筑物、电子设备和人。子设备和人。l l雷电是如何对他们进行侵入损害的？雷电是如何对他们进行侵入损害的？由由1.21.2节可以归结如下：节可以归结如下：雷电侵入的主要途径是雷电侵入的主要途径是“ “路路” ”和和“ “场场” ”，那我们的雷，那我们的雷电防护措施就应当是电防护措施就应当是“ “断路断路” ”和和“ “封场封场” ”。2雷
2、电的入侵途径 Chapter3.1.0Chapter3.1.0雷电的入侵途径雷电的入侵途径3雷电的入侵途径Chapter3.1.0Chapter3.1.0雷电入侵的雷电入侵的“ “路路” ”和和“ “场场” ”路路路路场场4雷电的入侵途径室外传输线路遭受雷击闪电带来的电磁脉冲辐射地电位反击被保护设备路路路路场场5雷电的入侵途径接收天线电源线路数据线路通讯线路SPD浪涌保护器综合接地网浪涌电压路路路路路路路路6雷电的入侵途径路路路路场场7雷电的入侵途径Chapter3.1Chapter3.1.1.1雷电过电压雷电过电压入侵入侵的的“路路” 直击雷 雷电直接击中建筑物和构筑物、或他们的避雷系统、设
3、备和人；雷电直接击中建筑物和构筑物、或他们的避雷系统、设备和人；在强大的雷电流通过没有避雷系统的建筑物和构筑物时雷电流的热效在强大的雷电流通过没有避雷系统的建筑物和构筑物时雷电流的热效应的破坏作用使得建筑物和构筑物起火，冲击波效应应的破坏作用使得建筑物和构筑物起火，冲击波效应( (类似炸弹爆炸类似炸弹爆炸) )的的破坏作用使附近的物体、人破坏和伤亡；破坏作用使附近的物体、人破坏和伤亡；在强大的雷电流通过有避雷系统的建筑物和构筑物时，建筑物和构筑在强大的雷电流通过有避雷系统的建筑物和构筑物时，建筑物和构筑物得到保护，但雷电流的电效应的破坏作用使得避雷系统带有高电位和物得到保护，但雷电流的电效应的
4、破坏作用使得避雷系统带有高电位和接地极瞬间高电位和周围的跨步电压，它对周围的设备、人造成反击从接地极瞬间高电位和周围的跨步电压，它对周围的设备、人造成反击从而造成火灾、破坏和人身伤亡；而造成火灾、破坏和人身伤亡；在强大的雷电流通过设备和人身时，雷电流的电效应的破坏作用使得在强大的雷电流通过设备和人身时，雷电流的电效应的破坏作用使得设备损坏和人身伤亡。设备损坏和人身伤亡。 8雷电的入侵途径Chapter3.1Chapter3.1.2.2雷电过电压雷电过电压入侵入侵的的“路路” 雷电波侵入(传导雷)雷击点在线缆（电力线、数据线等）上，强大的雷电流形成电雷击点在线缆（电力线、数据线等）上，强大的雷电
5、流形成电涌沿线缆进入建筑物、进而侵袭电子设备。涌沿线缆进入建筑物、进而侵袭电子设备。雷电电涌远远超出了计算雷电电涌远远超出了计算机和其它电气设备所能承受的水平，机和其它电气设备所能承受的水平，它同时危及每套电子系统，它同时危及每套电子系统，绝大绝大多数情况下，造成计算机和其它电器设备的当即毁坏，或数据的永远多数情况下，造成计算机和其它电器设备的当即毁坏，或数据的永远丢失。丢失。入侵特点：范围广、入侵特点：范围广、9雷电的入侵途径Chapter3.1Chapter3.1.3.3雷电过电压雷电过电压入侵入侵的的“场场” 雷电感应（感应雷）雷电感应（感应雷）静电感应（电场）静电感应（电场） 带有大量
6、负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失了（严格说是大大减弱），那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就了（严格说是大大减弱），那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电流对设备冲击。流对设备冲击。 电磁感应（磁场）电磁感应（磁场） 雷电在需要保护设备或线路
7、的周围发生，或闪电不直接对地放电，只在云雷电在需要保护设备或线路的周围发生，或闪电不直接对地放电，只在云层与云层之间发生放电现象，闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路上感层与云层之间发生放电现象，闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路上感应生成电压；或击在避雷针上，产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能应生成电压；或击在避雷针上，产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在，建筑物上落雷机量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在，建筑物上落雷机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对用会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的
8、机会和程度一般来说是增加了，对用电设备造成极大危害。因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性，接地体电设备造成极大危害。因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性，接地体一定要处于低阻抗状态。一定要处于低阻抗状态。 10雷电的入侵途径Chapter3.1Chapter3.1.4.4过电压过电压入侵入侵的的“路路” 开关操作过电压 大型电感性和电容负载的开关，甚至供电网中接地故障或短路均可产生高压峰值。在此种情况下，并不是雷电引起的故障，但对电子系统构成的影响即是一样的。 u 瞬间过电压 n n电气短路、断路电气短路、断路 ( (circuit breaker, fuse.) circuit brea
9、ker, fuse.) n n开关电闸开关电闸 ( (switching circuits.) switching circuits.) n n感性容性负载通断感性容性负载通断u 临时过电压n n相线错误、地线错误相线错误、地线错误 ( (IT network.) IT network.) n n零线断路零线断路11雷电的入侵途径辐射电场磁场以上能量的瞬变带来的浪涌脉冲以上能量的瞬变带来的浪涌脉冲 EMI-Electro Magnetic Interference EMI-Electro Magnetic Interference 电磁干电磁干扰扰RFI-RADIO Frequency Int
10、erference RFI-RADIO Frequency Interference 无线无线电干扰电干扰 EM field 50 kV/m Rise Time : 10 nsChapter3.1Chapter3.1.3.3核电磁脉冲入侵核电磁脉冲入侵的的“场场” 12雷电的入侵途径Chapter3.2.0Chapter3.2.0避雷原理避雷原理 l l雷电侵入的主要途径是雷电侵入的主要途径是“ “路路” ”和和“ “场场” ”，防雷措施也应当是，防雷措施也应当是“ “断路断路” ”和和“ “封场封场” ”。l l“ “断路断路” ”主要是等电位连接（包括简单可靠的金属性连接和主要是等电位连接
11、（包括简单可靠的金属性连接和SPDSPD瞬态均衡瞬态均衡电位连接）电位连接）l l“ “封场封场” ”主要是靠屏蔽和绝缘（加大安全距离）主要是靠屏蔽和绝缘（加大安全距离）13雷电的入侵途径Chapter3.2.1Chapter3.2.1断路断路 l l“ “路路” ”是雷电流走的路，侵入的主要是雷电流，实际上是雷电流走的路，侵入的主要是雷电流，实际上“ “断路断路” ”不是真正不是真正的断路，同时也是不现实的。对于设备，因为设备要通过的断路，同时也是不现实的。对于设备，因为设备要通过“ “路路” ”来工作来工作（电源，数据传输）；对于建筑物，建筑物是不动的，也不可能（电源，数据传输）；对于建筑
12、物，建筑物是不动的，也不可能“ “躲躲” ”（得需要一整套雷电探测仪器设备）；对于人，只有人可以（得需要一整套雷电探测仪器设备）；对于人，只有人可以“ “躲躲” ”。l l如何如何“ “断路断路” ”呢？呢？l l对与设备：其实对与设备：其实“ “断路断路” ”也就是也就是“ “分（旁）路分（旁）路” ”，对雷电流进行分流，使，对雷电流进行分流，使设备各部分的电位相等，从而不能产生对流与击穿。即，等电位连接设备各部分的电位相等，从而不能产生对流与击穿。即，等电位连接（包括简单可靠的金属性连接和（包括简单可靠的金属性连接和SPDSPD瞬态均衡电位连接）瞬态均衡电位连接）l l对于建筑物：分流则需
13、要加装接闪器、引下线和接地装置。把雷电流对于建筑物：分流则需要加装接闪器、引下线和接地装置。把雷电流分流入地，进而保护建筑物。分流入地，进而保护建筑物。14雷电的入侵途径Chapter3.2.1Chapter3.2.1断路断路 雷击点雷击点传传 导导 设设 备备防雷器安装在雷击发生点到被保护设备之间实现分流和箝压15雷电的入侵途径Chapter3.2.2Chapter3.2.2封场封场 l l“封场”主要是靠屏蔽和绝缘（加大安全距离）l l线路的屏蔽和设备的屏蔽是线路的屏蔽和设备的屏蔽是“ “封场封场” ”的主要手段的主要手段（主动防护）；（主动防护）；l l绝缘是使设备、线路远离干扰源，做到足够的绝缘是使设备、线路远离干扰源，做到足够的安全距离（被动防护）。安全距离（被动防护）。16雷电的入侵途径Chapter3.3Chapter3.3封场封场人们对雷电的几人们对雷电的几点错误认识点错误认识l一、我们相邻的建筑物比我们的高，我们不需要防雷；l二、大楼安装了避雷针了，其它的都不需要；17雷电的入侵途径18雷电的入侵途径
