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三遥系统的防雷措施 一、雷电的危害 雷电是一种常见的自然现象，不仅发出划破长空的闪电和震耳欲聋的轰鸣声，还会对人类的生活和生产做成很大的影响。雷电的危害主要有： 雷电直接威胁人的生命安全，每年世界各地都有不少因遭受雷击而死亡的报道。 雷电会造成建筑物损坏，雷电之际击中建筑物会造成建筑物的损坏，严重的还会坍塌。 雷电造成建筑物或森林火灾，强大的雷电流释放的热量非常容易点燃建筑物的易燃物体和材料，点燃森林树木，造成火灾，古代成为天火。 雷电造成电力、电气和电子设备的损坏。雷电对电力线路、供配电设备和电子设备的损害，已经成为非自然故障中的主要原因，且所造成的损害非常严重。 雷电干扰电子系统的正常运行，雷电所感应的能量巨大的电磁波，对电子系统带来强大的干扰。 二、雷电放电的特性 雷电放电是由于带电荷的雷云引起的，带有大量电荷的雷云由于静电感应的作用，在下方的地面或建筑物带上反极性的电荷。当雷云的电荷积累到一定程度，就开始发生局部放电，称为先导放电。先导放电到达地面后，就开始了主放电阶段。主放电阶段持续时间约为50－100μS，雷电流达数十至数百KA，此后进入0.05～0.15S的余辉阶段。随后是重复放电阶段，单雷电流较小，一般在30KA之内。如下图所示。 先 导 放 电 主放电 余辉电流 重复放电 图2.1 雷电放电波形图 在一次放电过程中，由三个参数用于表示放电特性：电流幅度、波头时间和波长时间。参数取值入下图所示： Im 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 t T2 T1 图2.2 电流幅度＝Im；波头＝T2/（0.9－0.1）；波长＝T1。 对于不同的建筑物防雷类别，规定了相应的波形参数，入下表所示： 表1 首次雷击的雷电流波形参数 波形参数 第一类 第二类 第三类 电流幅值Im(kA) 200 150 100 波头时间（μS） 10 10 10 波长时间（μS） 350 350 350 表2 后续雷击的雷电流波形参数 波形参数 第一类 第二类 第三类 电流幅值Im(kA) 50 37.5 20 波头时间（μS） 0.25 0.25 0.25 波长时间（μS） 100 100 100 三、 雷电对电子系统设备的危害 3.1 雷击危害的特点 雷电放电和感应出的雷电流非常大，通常在几KA到几百KA之间。而一般的电子设备的工作电流也不过几十安培。如此强大的电流流过电子设备，对电子设备或某些元器件必然会造成永久性的损坏。同时还会在没有进行等电位连接的电子设备、线路之间产生几十万伏特的过电压，导致击穿，不仅会损坏线路、设备，还会引发火灾。因此，雷电的危害，较之其它的危害，损失更大，后果更为严重。 3.2 雷击危害的概率 有统计显示，在非人为的电子设备损害的事故中，有80％的原因是雷电引起的。同时根据气象部门的统计，全国的年平均雷电日接近50天。同时由于城市建筑物高度越来越来高，越来越密集，使得地面落雷密度也相应增大了。因此可以看出，雷电对电子系统设备的损坏概率还是比较高的。 3.3 雷击危害的途径 一般来讲，雷电侵害的途径主要有三个： 1、直击雷 建筑物或安装在室外的系统部分设备直接遭受雷击时，通过防雷系统引下线和接地体汇入大地，由于接地电阻不可能为零，以及引下线的寄生电感的存在，会在建筑物或设备上接地点中产生暂态高电位。如下图3.1所示： 避雷针 天馈 感应电荷 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ i I A 系统连接电缆 供电 建筑物接地体 图3.1 暂态电压可以用下式来表示： UA=Rg×i+L×di/dt UA为A点的暂态电压；Rg为A点接地电阻， L为接地线的寄生电感。 由于放电电流和波头陡度都非常大，因此在