防雷接地系統(tǒng)工程

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雷電的力量是人力無(wú)法抵抗的，但是雷擊還是年復(fù)一年的發(fā)生著，對(duì)于地球上的各種生命造成嚴(yán)重威脅。不僅如此對(duì)于通信等弱電設(shè)備的破壞也是越來(lái)越多，規(guī)模越來(lái)越大。一方面大型電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，程控交換機(jī)組等系統(tǒng)設(shè)備耐過(guò)電流、耐雷電壓的水平越來(lái)越低，另一方面由于信號(hào)來(lái)源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波的侵入，致使雷電災(zāi)害頻頻發(fā)生。我國(guó)防雷界情況與國(guó)際電工委員會(huì)同步，1994年1月1日起執(zhí)行的強(qiáng)制國(guó)標(biāo)GB50057-94，2004年又實(shí)施GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》等一系列制度標(biāo)準(zhǔn)，目的在于加強(qiáng)和提高我國(guó)各行業(yè)系統(tǒng)對(duì)于防雷減災(zāi)的意識(shí)和相關(guān)措施。

根據(jù)防雷中心的統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)雷電與過(guò)電壓損壞在電子設(shè)備的損害事故原因中已占絕對(duì)的因素，而且還有逐年上升的趨勢(shì)。并且由于雷電過(guò)電壓損壞造成的系統(tǒng)停頓、業(yè)務(wù)停頓、重要資料丟失、甚至系統(tǒng)崩潰，給用戶造成的間接經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)直接的硬件損失。因此對(duì)弱電設(shè)備的避雷、過(guò)電壓防護(hù)已成為具有時(shí)代特點(diǎn)的一項(xiàng)迫切要求。根據(jù)不同的破壞機(jī)理，雷這種特殊的自然放電現(xiàn)象表現(xiàn)為兩種形式：直擊雷和感應(yīng)雷。

現(xiàn)代過(guò)電壓防護(hù)技術(shù)強(qiáng)調(diào)全方位防護(hù)，為了預(yù)防雷電災(zāi)害所造成的巨大損失，用戶用電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等用電設(shè)備系統(tǒng)須做好防雷措施，以系統(tǒng)設(shè)計(jì)，全方位保護(hù)以防止雷擊災(zāi)害的原則，綜合治理，建立一套完整過(guò)電壓防護(hù)系統(tǒng)，并把過(guò)電壓防護(hù)看做一個(gè)系統(tǒng)工程。除建筑過(guò)電壓防護(hù)要符合規(guī)范外，并且對(duì)電源系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、地電位反擊等各個(gè)方面，要求嚴(yán)格作好雷電防護(hù)工作；并且，確保安裝LEO過(guò)電壓防護(hù)器件后對(duì)供電、監(jiān)控及通信設(shè)備的正常使用沒有任何影響。因此，合理進(jìn)行過(guò)電壓防護(hù)設(shè)計(jì)，提供高質(zhì)量完整的防護(hù)設(shè)備，通過(guò)有效措施防止雷電波侵入設(shè)備，形成層層保護(hù)結(jié)構(gòu)，確保設(shè)備的安全，使其在雷電環(huán)境中能安全可靠運(yùn)行。

雷電的危害及電子設(shè)備遭受雷電的途徑和防雷原理

雷電是一種大氣中放電現(xiàn)象，產(chǎn)生于積雨中，積雨云在形成過(guò)程中，某些云團(tuán)帶正電荷，某些云團(tuán)帶負(fù)電荷。它們對(duì)大地的靜電感應(yīng)，使地面或建（構(gòu)）筑物表面產(chǎn)生異性電荷，當(dāng)電荷積聚到一定程度時(shí)，不同電荷云團(tuán)之間，或與大地之間的電場(chǎng)強(qiáng)度可以擊穿空氣（一般為25-30KV/cm），游離放電，我們稱之為"先導(dǎo)放電"。云對(duì)地的先導(dǎo)放電是云向地面跳躍式逐漸發(fā)展的，當(dāng)?shù)竭_(dá)地面時(shí)（地面上的建筑物，架空輸電線等），便會(huì)產(chǎn)生由地面向云團(tuán)的逆導(dǎo)主放電。在主放電階段里，由于異性電荷的劇烈中和，會(huì)出現(xiàn)很大的雷電流（一般為幾十千安至幾百千安），并隨之發(fā)生強(qiáng)烈的閃電和巨響，這就形成雷電。

帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，稱之為“直擊雷”，其破壞機(jī)理主要是機(jī)械破壞作用；帶電云層由于靜電感應(yīng)作用，使地面某一范圍帶上異種電荷，直擊雷發(fā)生以后，云層帶電迅速消失，而地面某些范圍由于散流電阻的存在，以至出現(xiàn)局部高電壓。直擊雷放電過(guò)程中，強(qiáng)大的脈沖電流對(duì)周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生高電壓以致發(fā)生閃擊的現(xiàn)象，叫做“二次雷擊”或稱“感應(yīng)雷”，其破壞機(jī)理主要是雷電高壓以波的形式沿電源線、電話線等侵入室內(nèi)，危害設(shè)備和人身的安全。

近些年來(lái)由于高新技術(shù)的發(fā)展，尤其是電子技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了電子用電設(shè)備的普及和應(yīng)用，其中借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息處理、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)化控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、設(shè)計(jì)開發(fā)等，大大提高了人們的工作質(zhì)量和效率。但先進(jìn)的電子設(shè)備包括電子計(jì)算機(jī)耐受過(guò)電壓、過(guò)電流的能力相對(duì)較低，同時(shí)也缺乏必要的雷害防護(hù)技術(shù)措施，

另外，在現(xiàn)代高新技術(shù)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中大量采用了大規(guī)模及超大規(guī)模的電子集成電路制造技術(shù)，當(dāng)今電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化程度越來(lái)越高，一方面大型電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、程控交換機(jī)組等系統(tǒng)設(shè)備富含大量的CMOS半導(dǎo)體集成模塊，而耐過(guò)電流、耐雷電壓的水平反而隨之降低，另一方面由于信號(hào)來(lái)源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波的侵入，如通訊系統(tǒng)、視頻、信號(hào)、工業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，它們的傳輸線路，特別是暴露在室外的長(zhǎng)距離輸送線，以及動(dòng)力電源輸送線路等，都有可能遭受雷擊，產(chǎn)生雷擊過(guò)電壓，并侵入設(shè)備，將設(shè)備擊毀。

計(jì)算機(jī)、通信和儀表控制系統(tǒng)（以下統(tǒng)稱“微電子系統(tǒng)”）在工業(yè)化社會(huì)得到了廣泛的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，這些系統(tǒng)的微電子器件的集成化和微型化程度愈來(lái)愈高，而其元器件的抗電氣沖擊水平卻都很低，因此，防雷問(wèn)題和元器件間、系統(tǒng)間的電磁兼容問(wèn)題日顯突出。

雷擊的分類

直擊雷擊——是指雷電直接擊在建筑物、構(gòu)架、樹木、動(dòng)植物上，由于電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等混合力作用，直接摧毀建筑物，構(gòu)筑物以及引起人員傷亡等，由于直擊雷的電效應(yīng)，有可能使己方微電子設(shè)備遭受浪涌過(guò)電壓的危害。

感應(yīng)雷——（又稱二次雷擊），是指雷云之間或雷云對(duì)地之間的放電而在附近的架空線路、埋地線路、金屬管線等類似的傳導(dǎo)上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓通過(guò)傳導(dǎo)體傳送至設(shè)備，間接摧毀微電子設(shè)備。LEMP對(duì)微電子設(shè)備，特別是通訊設(shè)備和電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的危害最大，據(jù)資料顯示，微電子設(shè)備遭雷擊損害，80%以上是由但應(yīng)雷引起的。

操作過(guò)電壓——是指當(dāng)電流在導(dǎo)體上流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)儲(chǔ)存能量，電流越大，導(dǎo)線越長(zhǎng)，儲(chǔ)能越多，所以當(dāng)負(fù)載（特別是電感性大負(fù)荷）電器設(shè)備開關(guān)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電壓，操作過(guò)電壓同LEMP一樣，可以間接損害微電子設(shè)備。

雷擊屬于浪涌的一種，浪涌也叫突波，顧名思義超出正常工作電壓的瞬間過(guò)電壓。

雷電概述

雷擊是年復(fù)一年的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一。隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的不斷提高，通信、控制等弱電設(shè)備越來(lái)越多，規(guī)模越來(lái)越大。一方面大型電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，程控交換機(jī)組等系統(tǒng)設(shè)備耐過(guò)電流、耐雷電壓的水平越來(lái)越低，另一方面由于信號(hào)來(lái)源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波的侵入，致使雷電災(zāi)害頻頻發(fā)生。我國(guó)防雷界情況與國(guó)際電工委員會(huì)同步，1994年1月1日起執(zhí)行的強(qiáng)制國(guó)標(biāo)GB50057-94，2004年又實(shí)施GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》等一系列制度標(biāo)準(zhǔn)，目的在于加強(qiáng)和提高我國(guó)各行業(yè)系統(tǒng)對(duì)于防雷減災(zāi)的意識(shí)和相關(guān)措施。

根據(jù)防雷中心的統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)雷電與過(guò)電壓損壞在電子設(shè)備的損害事故原因中已占絕對(duì)的因素，而且還有逐年上升的趨勢(shì)。并且由于雷電過(guò)電壓損壞造成的系統(tǒng)停頓、業(yè)務(wù)停頓、重要資料丟失、甚至系統(tǒng)崩潰，給用戶造成的間接經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)直接的硬件損失。因此對(duì)弱電設(shè)備的避雷、過(guò)電壓防護(hù)已成為具有時(shí)代特點(diǎn)的一項(xiàng)迫切要求。根據(jù)不同的破壞機(jī)理，雷這種特殊的自然放電現(xiàn)象表現(xiàn)為兩種形式：直擊雷和感應(yīng)雷。

現(xiàn)代過(guò)電壓防護(hù)技術(shù)強(qiáng)調(diào)全方位防護(hù)，為了預(yù)防雷電災(zāi)害所造成的巨大損失，用戶用電系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等用電設(shè)備系統(tǒng)須做好防雷措施，以系統(tǒng)設(shè)計(jì)，全方位保護(hù)以防止雷擊災(zāi)害的原則，綜合治理，建立一套完整過(guò)電壓防護(hù)系統(tǒng)，并把過(guò)電壓防護(hù)看做一個(gè)系統(tǒng)工程。除建筑過(guò)電壓防護(hù)要符合規(guī)范外，并且對(duì)電源系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、地電位反擊等各個(gè)方面，要求嚴(yán)格作好雷電防護(hù)工作；并且，確保安裝LEO過(guò)電壓防護(hù)器件后對(duì)供電、監(jiān)控及通信設(shè)備的正常使用沒有任何影響。因此，合理進(jìn)行過(guò)電壓防護(hù)設(shè)計(jì)，提供高質(zhì)量完整的防護(hù)設(shè)備，通過(guò)有效措施防止雷電波侵入設(shè)備，形成層層保護(hù)結(jié)構(gòu)，確保設(shè)備的安全，使其在雷電環(huán)境中能安全可靠運(yùn)行。

雷電的危害及電子設(shè)備遭受雷電的途徑和防雷原理

雷電是一種大氣中放電現(xiàn)象，產(chǎn)生于積雨中，積雨云在形成過(guò)程中，某些云團(tuán)帶正電荷，某些云團(tuán)帶負(fù)電荷。它們對(duì)大地的靜電感應(yīng)，使地面或建（構(gòu)）筑物表面產(chǎn)生異性電荷，當(dāng)電荷積聚到一定程度時(shí)，不同電荷云團(tuán)之間，或與大地之間的電場(chǎng)強(qiáng)度可以擊穿空氣（一般為25-30KV/cm），游離放電，我們稱之為"先導(dǎo)放電"。云對(duì)地的先導(dǎo)放電是云向地面跳躍式逐漸發(fā)展的，當(dāng)?shù)竭_(dá)地面時(shí)（地面上的建筑物，架空輸電線等），便會(huì)產(chǎn)生由地面向云團(tuán)的逆導(dǎo)主放電。在主放電階段里，由于異性電荷的劇烈中和，會(huì)出現(xiàn)很大的雷電流（一般為幾十千安至幾百千安），并隨之發(fā)生強(qiáng)烈的閃電和巨響，這就形成雷電。

帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，稱之為“直擊雷”，其破壞機(jī)理主要是機(jī)械破壞作用；帶電云層由于靜電感應(yīng)作用，使地面某一范圍帶上異種電荷，直擊雷發(fā)生以后，云層帶電迅速消失，而地面某些范圍由于散流電阻的存在，以至出現(xiàn)局部高電壓。直擊雷放電過(guò)程中，強(qiáng)大的脈沖電流對(duì)周圍的導(dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生高電壓以致發(fā)生閃擊的現(xiàn)象，叫做“二次雷擊”或稱“感應(yīng)雷”，其破壞機(jī)理主要是雷電高壓以波的形式沿電源線、電話線等侵入室內(nèi)，危害設(shè)備和人身的安全。

近些年來(lái)由于高新技術(shù)的發(fā)展，尤其是電子技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了電子用電設(shè)備的普及和應(yīng)用，其中借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息處理、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)化控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、設(shè)計(jì)開發(fā)等，大大提高了人們的工作質(zhì)量和效率。但先進(jìn)的電子設(shè)備包括電子計(jì)算機(jī)耐受過(guò)電壓、過(guò)電流的能力相對(duì)較低，同時(shí)也缺乏必要的雷害防護(hù)技術(shù)措施，

另外，在現(xiàn)代高新技術(shù)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中大量采用了大規(guī)模及超大規(guī)模的電子集成電路制造技術(shù)，當(dāng)今電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化程度越來(lái)越高，一方面大型電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、程控交換機(jī)組等系統(tǒng)設(shè)備富含大量的CMOS半導(dǎo)體集成模塊，而耐過(guò)電流、耐雷電壓的水平反而隨之降低，另一方面由于信號(hào)來(lái)源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波的侵入，如通訊系統(tǒng)、視頻、信號(hào)、工業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，它們的傳輸線路，特別是暴露在室外的長(zhǎng)距離輸送線，以及動(dòng)力電源輸送線路等，都有可能遭受雷擊，產(chǎn)生雷擊過(guò)電壓，并侵入設(shè)備，將設(shè)備擊毀。

計(jì)算機(jī)、通信和儀表控制系統(tǒng)（以下統(tǒng)稱“微電子系統(tǒng)”）在工業(yè)化社會(huì)得到了廣泛的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，這些系統(tǒng)的微電子器件的集成化和微型化程度愈來(lái)愈高，而其元器件的抗電氣沖擊水平卻都很低，因此，防雷問(wèn)題和元器件間、系統(tǒng)間的電磁兼容問(wèn)題日顯突出。

雷擊的分類

直擊雷擊——是指雷電直接擊在建筑物、構(gòu)架、樹木、動(dòng)植物上，由于電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等混合力作用，直接摧毀建筑物，構(gòu)筑物以及引起人員傷亡等，由于直擊雷的電效應(yīng)，有可能使己方微電子設(shè)備遭受浪涌過(guò)電壓的危害。

感應(yīng)雷——（又稱二次雷擊），是指雷云之間或雷云對(duì)地之間的放電而在附近的架空線路、埋地線路、金屬管線等類似的傳導(dǎo)上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓通過(guò)傳導(dǎo)體傳送至設(shè)備，間接摧毀微電子設(shè)備。LEMP對(duì)微電子設(shè)備，特別是通訊設(shè)備和電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的危害最大，據(jù)資料顯示，微電子設(shè)備遭雷擊損害，80%以上是由但應(yīng)雷引起的。

操作過(guò)電壓——是指當(dāng)電流在導(dǎo)體上流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)儲(chǔ)存能量，電流越大，導(dǎo)線越長(zhǎng)，儲(chǔ)能越多，所以當(dāng)負(fù)載（特別是電感性大負(fù)荷）電器設(shè)備開關(guān)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電壓，操作過(guò)電壓同LEMP一樣，可以間接損害微電子設(shè)備。

雷擊屬于浪涌的一種，浪涌也叫突波，顧名思義超出正常工作電壓的瞬間過(guò)電壓。

防雷接地系統(tǒng)工程

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