隨著(zhù)科技的進(jìn)步，微電設備被廣泛應用，城市通信電源大幅增多，城市電磁場(chǎng)發(fā)生變化，特別是微電子產(chǎn)品普遍絕緣強度低，過(guò)電壓耐受力差，容易遭受雷電侵襲。其中電腦網(wǎng)絡(luò )、通訊指揮系統和公用天線(xiàn)都是重災區。雷電危害可分成
直擊雷、
感應雷和雷電波三種。目前，直擊雷造成的災害已明顯減少，而隨著(zhù)城市經(jīng)濟的發(fā)展，感應雷和雷電波侵入造成的危害卻大大增加。一般建筑物上的
避雷針只能預防直擊雷，而強大的電磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應雷和脈沖電壓卻能潛入室內危及電視、電話(huà)及聯(lián)網(wǎng)計算機等弱電設備。
1、防直擊雷。由于廣播電視信號的發(fā)射、接收個(gè)傳輸轉播設施大多安裝在高山、高樓或高架鐵塔上,因此遭受直擊雷的概率較大,通常采用的措施是架設一定高度的避雷針,通過(guò)避雷針把閃電吸引到接閃器上,而后把閃電傳導入地。把直擊雷的能量耗散到地下,從而保護了地上的建筑物。由于避雷針的缺陷,因此,對于受避雷針保護的各種發(fā)射、接收天線(xiàn)及建筑物內的各種設備必須安裝相應的
提前放電避雷針,盡量減小地網(wǎng)地阻,樓頂上的各種管道、金屬纜線(xiàn)外皮、廣告牌等必須用夠粗的導線(xiàn)連接并與避雷針焊接好,建筑物應裝設均壓環(huán),環(huán)向垂直距離不應大于12米,所有引下線(xiàn),進(jìn)出建筑物的架空金屬管道、建筑物的金屬結構、設備等均應連接到環(huán)上,盡量減少由于避雷針引雷時(shí)產(chǎn)生的一次感應雷擊對廣播電視設備造成的損壞。
2、電源線(xiàn)路防雷。由于雷電能量主要集中在小于40KHz的低頻段,供電50KHz的工頻線(xiàn)路最容易和工頻附近的最大能量諧波分量發(fā)生耦合諧波,加上交流電網(wǎng)大而面廣,雷電波比較容易從電源線(xiàn)路途徑破壞電子電器設備。一般做法是在電源變壓器次級、機房配電柜、設備配電盤(pán)、設備電源進(jìn)線(xiàn)處并聯(lián)1-3級
三相（OD-M40C/4）、單相電源避雷器(OD-M40C/2),進(jìn)行雷電多級分流,入地。當雷電波沿電源線(xiàn)侵入時(shí),避雷器的電阻瞬間降至很低,近于短路狀態(tài),雷電流就由此處分流入地,這類(lèi)似于堵截了雷電的入侵通道。雷電過(guò)后,瞬間恢復,對地短路,絲毫不影響正常供電。
3、天饋線(xiàn)路防雷。用戶(hù)天線(xiàn)、共用天線(xiàn)、電視接收衛星地球站、電視發(fā)射機等由于對收發(fā)信號的需求特點(diǎn),天饋系統大多安裝在高樓頂或高架鐵塔上,電子設備由天饋系統引入的雷擊概率很大。一般根據天饋線(xiàn)接口，傳輸頻率，選擇不同接口類(lèi)型的
天饋避雷器，主要常見(jiàn)的有BNC接口，TNC接口，SMA接口，N接口，F接口等。
傳統的“空氣隙”“氣放管”“氧化鋅壓敏電阻”及有他們組合而成的避雷器可以對天饋線(xiàn)路防雷起到一定作用,但在工作頻帶,響應時(shí)間,承受功率方面呈現局限性。由于雷電流沖擊波的主要能量分布在40KHz以下頻域,而廣播電視信號能量分布在幾百KHz以上頻域,應該采用集中或分部參數元件構成高低通濾波器組合網(wǎng)絡(luò )將雷電沖擊波和有用信號截然分開(kāi),解決寬頻帶、大功率、低損耗、快速響應、長(cháng)期困擾光電天饋防雷難題。
4、信號線(xiàn)路防雷。廣電系統中,天線(xiàn)放大器、應用電視、電視攝像機、傳真機、電視接收機、計算機、電話(huà)等、往往使用同軸電纜,帶狀電纜等金屬信息傳輸線(xiàn),及時(shí)埋地傳輸電纜也常出現雷擊故障。
當雷電電磁脈沖干擾發(fā)生時(shí),由于導體在交變電磁場(chǎng)中他的感抗和容抗都很大,所以產(chǎn)生很大的電位差,而雷電電波在電纜表面傳播時(shí)會(huì )產(chǎn)生駐波,對使用中的設備會(huì )形成強烈干擾,并往往通過(guò)接口處形成過(guò)電壓損壞設備。
一般采取的辦法是加強對電纜的屏蔽,電纜外金屬皮進(jìn)行良好的接地,及通過(guò)串聯(lián)信號點(diǎn)避雷器進(jìn)行,信息與雷電通道分離,在設備入口處截斷雷電侵入波。
由于計算機運行電壓是較低的,通常為5-12V,因此數據處理的各單位之間以外產(chǎn)生的電位差必須非常的小,除了在接口端安裝信號避雷器對信號通道進(jìn)行過(guò)電壓保護外,其高頻信號接地的接地線(xiàn)長(cháng)短需要引起注意,在受到諧振和駐波影響時(shí),要處于接近諧振頻率,導體呈現出極大的感抗,在數據處理設備的兩個(gè)單元之間無(wú)法提供有效的等調作用,當導體的長(cháng)度等于諧波波長(cháng)的1/4或該1/4波長(cháng)的奇數倍時(shí),該導體兩端呈現開(kāi)路狀態(tài),因此高頻接地地線(xiàn)的長(cháng)度必須以不會(huì )產(chǎn)生駐波為條件。
5、防地電位反擊。由于避雷針引雷入地也會(huì )在接地提出產(chǎn)生大于1KV以上的沖擊過(guò)電壓,而土壤的沖擊擊穿場(chǎng)強約為200-1000KV/m,平均值為600KV/m,因此在接地體3m以?xún)鹊耐寥罆?huì )產(chǎn)生大的新沖擊電流。更遠處則會(huì )由于土壤的暗流及各種地下管道、導體的傳感諸多原因,會(huì )受到不同程度的波及。
通常電子設備的電源地、工作地、信號地、外殼保護地是分開(kāi)的,其目的是為了排除可能出現的地噪聲源,獲得一個(gè)滿(mǎn)意純凈的電位。
為了防止地電位反擊,目前較一直的看法是:一是防雷地、工作地、保護地等地系統連接成一個(gè)接地網(wǎng)形成等電位。有些地方,比如微波站、中波發(fā)射臺、電視發(fā)射臺機房與發(fā)射臺各有接地裝置,也要做等電位連接,變?yōu)橐粋�(gè)整體,從而使地電位在閃電入地時(shí),大家共同升高,避免反擊。但是這樣統一的接地,對發(fā)射機及其他微電子設備而言,在平常無(wú)閃電時(shí),會(huì )產(chǎn)生地波干擾,要同時(shí)解決反擊和干擾二個(gè)問(wèn)題,可以單獨設置防干擾工作。
6、接地。首先在工作地與其他接地之間安設一個(gè)低電壓隔離避雷器,當兩地間電位差超過(guò)保護值時(shí),瞬間接通,接成等地電位,待二地電位差低于保護值時(shí),二地間又恢復隔離狀態(tài)。
其次是機房的各種地線(xiàn)間及地線(xiàn)與大樓結構的主鋼筋之間,必須進(jìn)行有效的環(huán)接,即全部采用共用接地系統,當雷電引起地電位高壓反擊時(shí),整個(gè)大樓及機房呈現系統等電位,防雷系統呈現工作狀態(tài),保證網(wǎng)絡(luò )系統的安全。
由于雷電的隨機性很大,形成的機理很復雜,雷電的表現形式多種多樣,因此,目前防雷技術(shù)水平還局限在任何單一的防雷器件都無(wú)法保證某一特定空間所有保護對象的防雷安全,防雷技術(shù)還有待進(jìn)一步提高
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