認識雷電的産生、防雷區域的劃分、雷電的參數
作者：未知 發布時間:2017-10-11 11:13:34
一、雷電是怎麼産生的雷電是一種常見的大氣放電現象。在夏天的午後或傍晚，地面的熱空 氣攜帶大量的水汽不斷地上升到高空，形成大範圍的積雨雲，積雨雲的不同部位聚集着大量的正電荷或負電荷，形成雷雨雲，而地面因受到近地面雷雨雲的電荷感應，也會帶上與雲底相反符号的電荷。當雲層裡的電荷越積越多，達到一定強度時，就會把空氣擊穿，打開一條狹窄的通道強行放電。
二、防雷工程防雷區域的劃分 将需要保護的空間劃分為不同的防雷區，以規定各部分空間不同的電磁環境（雷電電磁廠的危害程度），同時指明各區交界處的等電位聯結點的位置。以在其交界處的電磁環境有明顯改變作為劃分不同防雷區的特征。
LPZ0A：本區内各物體可能遭受直接雷擊，電磁場沒有衰減；
LPZ0B：本區内各物體不可能遭受直接雷擊，電磁場沒有衰減；
LPZ1：本區内各物體不可能遭受直接雷擊，電磁場有可能衰減；
LPZ2：本區内各物體不可能遭受直接雷擊，電磁場有進一步的衰減
一個被保護的區域，從電磁兼容的觀點來看，由外到内可分為幾級保護，最外層是0級，是直接雷擊區域，危險性最高，越往裡，則危險程度越低。過電壓主要是沿線竄入的，保護區的交界面通過外部防雷系統、鋼筋混凝土及金屬罩等構成的屏蔽層而形成，電氣通道以及金屬管道等則經過這些交界面。
SPD（Surge Protect Device）：浪湧保護器的英文簡稱，公司内也叫做防雷器，用于保護設備接口免受雷擊過電壓和過電流的損壞。在本文中，統一将SPD稱為防雷器。
三、防雷設計應關注的雷電參數
雷電放電涉及到氣象、地形、地質等許多自然因素，有一定的随機性，因而表征雷電特性的參數也帶有一定的統計性質。在防雷設計中，我們對雷暴日、雷電流波形、幅值等參數比較關心。
1、雷暴日
為了表征雷電活動的頻率，采用年平均雷暴日作為計算單位。 無論一天内聽到幾次雷聲，隻要有一次，該天就記為一個雷暴日，一天有多次，仍記為一個雷暴日。雷暴日數與緯度有關，在炎熱潮濕的赤道附近雷暴日數最多，兩極最少。。10月以後，除江南以外，其他地區的雷電活動幾乎停止。
雷電流是一個非周期的瞬态電流，通常是很快上升到峰值，然後較為緩慢的下降。雷電流的波頭時間是指雷電流從零上升到峰值的時間，又稱為波前時間；波長時間是指從零上升到峰值，然後下降到峰值的一半的時間，又稱為半峰值時間。由于在雷電流波的起始和峰值處常常疊加有振蕩，很難确定其真實零點和到達峰值的時間，因此，我們常用視在波頭時間T1和視在波長時間T2來表示雷電流的上升時間和半峰值寬度，一般記為T1 /T2 . 在IEC标準、國标中規定的雷擊測試波形主要有：8/20us、10/350us（電流波）、10/700us以及1.2/50us（電壓波）等。
3、雷電波頻譜分析
雷電波頻譜是研究避雷的重要依據。從雷電波頻譜結構可以獲悉雷電波電壓、電流的能量在各頻段的分布，根據這些數據可以估算信息系統頻帶範圍内雷電沖擊的幅度和能量大小，進而确定适當的避雷措施。通過對雷電波的頻譜分析可知：1.雷電流主要分布在低頻部分，且随着頻率的升高而遞減。在波尾相同時，波前越陡高次諧波越豐富。在波前相同的情況下，波尾越長低頻部分越豐富；2.雷電的能量主要集中在低頻部分，約90％以上的雷電能量分布在頻率為10kHz以下。這說明了在信息系統中，隻要防止10kHz以下頻率的雷電波竄入，就能把雷電波能量消減90％以上，這對避雷工程具有重要的指導意義。
4、雷電過電壓的形成
雷電對信息設備産生危害的根源是雷電電磁脈沖。雷電電磁脈沖包括兩個方面，雷電流和雷電電磁場。雷電流是産生直擊雷過電壓的根源，而雷電電磁場則是産生感應雷過電壓的根源。
對于通信設備而言，雷電過電壓的來源主要有以下幾種：
1、感應過電壓：感應過電壓是指雷擊建築物或其近區時，瞬态空間電磁場造成設備的損壞。感應過電壓包括電磁感應和靜電感應兩個分量。 靜電感應過電壓是由電容性耦合産生的，而電磁感應過電壓則是由電感性耦合産生的。 對于建築物内的各種金屬環路或電子設備而言，電磁感應分量大于靜電感應分量。
2、雷電侵入波。雷電侵入波又稱為線路來波。當雷雲之間或雷雲對地放電時，在附近的金屬管線上産生的感應過電壓（包括靜電感應和電磁感應兩個分量，但對于長距離線路而言，靜電感應過電壓分量遠大于電磁感應過電壓分量）。該感應過電壓也會以行波的方式竄入室内，造成電子設備的損壞。
3、反擊過電壓。雷電反擊是指雷擊建築物或其近區時，造成其附近設備的接地點處地電位的升高，使設備外殼與設備的導電部分間産生高過電壓（稱為反擊過電壓），而導緻設備的損壞的現象。
小結：防雷區域的劃分對于防雷工作是非常重要的，一定要牢記，雷電的參數：雷暴日、波形、過電壓的形成等等對于電子設備的防雷保護也是有着重要意義，首先要充分了解雷電，針對其性能采取科學的防雷手段，總有一天人類會戰勝雷電！
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