雷電電磁脈沖的防護機理及措施

1 雷電電磁脈沖的防護機理
    雷電放電是自然界強大的脈沖放電過程，也是自然電磁干擾源中*強大的一種。雷電電磁干擾的傳輸途徑也是多渠道的。當閃電直接擊中避雷裝置接閃器或在建筑物附近發生時，雷電電磁脈沖從作為發生源的閃電通道向周圍很遠的地方進行傳輸。傳輸途徑大致分為“路”和“場”兩種。“路”即是導線傳輸的傳導干擾，雷電電磁脈沖通過電力、信號等金屬管線或地下管線(地電位反擊)進行傳輸；“場”是空間傳輸的輻射干擾，閃電通道和引導閃電電流的導引物體大都起著輻射天線的作用，它們向周圍空間輻射雷電電磁波。因此，可以通過斷“路”和封“場”對雷電電磁脈沖進行防護。
2 雷電電磁脈沖的防護措施
2．1 攔截
    即直擊雷防護，是防雷的**道防線，也是進行任何方式的防雷所必須的，對其他防雷措施起著至關重要的作用。其避雷裝置一般由接閃器(避雷針、避雷帶、避雷網等)、引下線、接地裝置組成。當雷云對地放電，雷電先導發展到一定程度時，按有關防雷設計規范要求設計和安裝的避雷裝置，其均勻分布的接閃器就會向空中的雷電先導發出迎面先導，改變雷電先導的發展方向，并引向自己，通過引下線經接地裝置將雷電流較均勻地分流人地，對雷電起到攔截作用，可大幅度削弱雷電能量。

    電源線和信號線的屏蔽：對電源線和信號線采用有金屬屏蔽層的電纜或穿鋼管，利用金屬屏蔽層或鋼管進行屏蔽。儀器和設備的屏蔽：將電磁脈沖干擾敏感的微電子設備和儀器，采用連續的金屬層封閉起來，對要求更高的還應考慮設置屏蔽室等。
2．3 均壓
   即等電位連接，根據國際電工委員會IEC對雷電保護區的劃分標準，將需要保護的空間劃分為不同等級的雷電保護區(LPZ)。在不同的防雷保護區界面處，將穿過界面和防雷區內相互分開的不帶電金屬物體，如各種金屬管道、線纜屏蔽層、設備的金屬底座、金屬外殼等，用等電位連接導線進行電氣連接，以及帶電金屬物體如電源線、各種信號傳輸線等通過SPD連接，使其構成等電位連接網絡，從而消除它們之間的電位差，達到電位均衡。
   在實際工作中，還應注意以下幾點：等電位連接應采用S型星形結構或M型網形結構這兩種基本形式的等電位連接網絡之一，在復雜系統中，也可對兩種型式進行組合；穿過各個防雷區界面的所有導電物應在界面處做等電位連接，并和其內部的其他局部金屬物，采用一局部等電位連接帶做等電位連接。
2．4 分流
   由于雷電過電壓的能量很大，單一的措施或一道防線將無法消除雷電過電壓的侵害。為了把雷電所造成的危害減小到**的承受范圍之內，按照劃分的防雷保護區對雷電能量采取多級防護措施進行分級泄放，在每個防雷區的界面處做等電位連接并接地，這樣，不僅做到了電位均衡，同時也對雷電能量進行了分流，為后續防雷區的防護打下了良好的基礎。里應該提出的是，穿過防雷保護區界面的帶電的金屬導體，如電源、信號線等是雷電電磁脈沖侵入的重要途徑，也是造成雷電災害的重要因素，我們常采用SPD將雷電流分流人地來限制過電壓波發展的目的。但應注意以下幾點：SPD一般需要多級防護，至于采用幾級，要首先進行評估，做到**、可靠、節約的原則；各級SPD的規格耍與各級可能承擔的雷電能量和各級設備的耐壓配合；安裝SPD要嚴格按照設計規范進行，才能有效限制雷電過電壓。
2．5 接地
     接地是分流和排泄直接雷擊和雷電電磁干擾能量的*有效手段之一，其目的就是把雷電流通過低電阻的接地體向大地泄放，從而起到保護作用。沒有完善的接地系統，就不會有防雷裝置的可靠性，接地系統的性能將直接決定著各種防雷措施的效果。接地系統的設計除嚴格規范外，還應注意以下三點：每個建筑物應采用共用接地系統，但**類防雷建筑物的獨立避雷針及其接地裝置除外；當其與臨近的建筑物之間有電力和通訊電纜連通時，宜將其接地裝置互相連接；雖
然每種接地對接地電阻的要求不同，但在共用接地系統時，應以要求的*小接地電阻為準。
    雖然雷電電磁脈沖的防護機理及措施很多，但是，它們之間既相互獨立又相互聯系，在具體防雷工作中，應根據不同情況，進行綜合分析，采取*合理、*有效的方法，才能充分發揮各種措施的防雷效果。
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