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雷云對(duì)大地的電壓低則幾百萬(wàn)伏，高則數(shù)千萬(wàn)伏，甚至更高，雷云對(duì)大地一次閃擊放電的峰值電流平均為30多千安，它的瞬時(shí)功率很高，由于瞬時(shí)功率很大，所以它的破壞力是相當(dāng)大的。
到現(xiàn)在為止.直擊雷的防護(hù)都是采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)作為接閃器，把雷電流引下來(lái)，然后通過(guò)良好的接地裝置迅速而地引入大地。
常用的接閃裝置，如避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)等，它們都是用金屬做成，安裝在建筑物的高點(diǎn)，如屋脊或尾角等易受雷擊的地方。避雷網(wǎng)是用金屬線、帶做成的網(wǎng)格，架在建筑物頂部空間或者利用建筑物屋面板筋連接成網(wǎng)格狀，然后與大地可靠地連接。
當(dāng)高空出現(xiàn)雷云的時(shí)候，大地上由于靜電感應(yīng)作用，必然帶上與雷云相反的電荷，然而接閃設(shè)備(避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)等)都處于地面上建筑物的高處.與雷云的距離近，而且與大地有良好的電氣連接，所以它與大地有相同的電位、以致接閃設(shè)備附近空間電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)比較大.比較容易吸引需電先導(dǎo)，使主放電集中到地面，因而在它附近尤其是比它低的物體受雷擊的幾率就大大減少。而接閃器被雷擊的幾率卻大大提高，所以就接閃器本身而言.它不但不能避免雷擊.相反是招來(lái)更多的雷擊，它以自身多受雷擊而使周圍免受雷擊.
由于接閃器都與大地有良好的電氣連接，使大地積存的電荷能量迅速與雷云的電荷中和。這樣由雷擊而造成的過(guò)電壓的時(shí)間大大地縮短.雷擊危害性就
大大減少。
雷擊的時(shí)候，雷云通過(guò)接閃器向大地放電的過(guò)程，可以近似用RC放電過(guò)程來(lái)模擬。因?yàn)榇蟮睾屠自浦g相當(dāng)于一個(gè)充了電的電容器，如圖1.5所示。圖中雷云與大地之間的電容用電容器C表示.雷云內(nèi)部和雷電流通道的電阻用R1表示，接閃器和它與大地之間連接的電阻(包括連接線的電阻和接地體的散流電
阻)用R2來(lái)表示。
由等效電路圖可知，雷擊時(shí)電流i與R及接閃器上的高電壓相互關(guān)系適合
RC放電方程:
iR-Uc=0
R=R1+R2
式中:R1-雷云內(nèi)部和雷電流通道的電阻;
R2-接閃器和它與大地之間的連接電阻。
雷電流源的電阻包括主放電通道的電阻，大約幾千歐，如果把帶電的雷云當(dāng)作電源，接閃器到大地看作是負(fù)載。那么，放電的時(shí)候就相當(dāng)于一個(gè)有幾千歐內(nèi)阻的電源，與一個(gè)僅有幾歐接地電阻和少許引線的阻抗的負(fù)載連接(如圖1.5所示)，這電源一般為幾百萬(wàn)伏和幾千萬(wàn)伏，甚至更高。雷擊時(shí)接閃器對(duì)大地的電壓就是雷云的電壓，在雷云內(nèi)阻(包括通道電阻)與接地電阻(包括引線電阻)的分壓，接地電阻越小.其分壓值越小，相對(duì)來(lái)講就越。所以，理論上要求避雷裝置接地電阻越小越好，但是如果要求做到接地電阻很小，勢(shì)必造價(jià)很高。工程上往往只要求做到足夠的范圍即可。以上說(shuō)明避雷裝置必須有足夠可靠和足夠小接地電阻的接地裝置，否則它不但起不到避雷的作用，反而增加雷擊的危險(xiǎn)。
需要指出的是,大氣變化是大規(guī)模的，雷云的發(fā)生也是大規(guī)模的，而且雷云的移動(dòng)受很多可變因素支配.很多條件是隨機(jī)的，因此，認(rèn)為有了避雷裝置就萬(wàn)無(wú)一失的想法是錯(cuò)誤的。避雷裝置只能大大地減少被雷擊的可能性。
（a）雷擊時(shí)雷云與大地的示意圖
（b）雷擊時(shí)的等效電路圖
圖1.5 雷擊時(shí)的電氣原理圖
描述接地與等電位連接的名詞術(shù)語(yǔ)
1.地((earth, ground):(1)導(dǎo)電性的土坡，具有等電位，且任意點(diǎn)的電位可以看成零電位。(2)導(dǎo)電體,如土壤或鋼船的外殼，作為電路的返回通道.或作為零電位參考點(diǎn)。(3)電路中相對(duì)于地具有零電位的位置或部分。
2.遠(yuǎn)方大地(remote earth, remote ground):接地極與大地表面遠(yuǎn)處點(diǎn)的距離的增加將測(cè)不到接地極與新的遠(yuǎn)處點(diǎn)間阻抗的變化.則該地表遠(yuǎn)處點(diǎn)為遠(yuǎn)方大地。
3.接地(名詞)(earth, ground):一種有意或非有意的導(dǎo)電連接，由于這種連接，可使電路或電氣設(shè)備接到大地或接到代替大地的、某種較大的導(dǎo)電體.注:接地的目的是：(a)使連接到地的導(dǎo)體具有等于或近似于大地(或代替大地的導(dǎo)電體)的電位;(b)引導(dǎo)入地電流流入和流出大地(或代替大地的導(dǎo)電體)。
4.接地(動(dòng)詞)(grounding, earthing):指將有關(guān)系統(tǒng)、電路或設(shè)備與地連接。
5.接地(參考)平面[earth (reference) plane]:一塊導(dǎo)電平面，其電位用作公共參考電位。
6.接地連接(earthing connection):用來(lái)構(gòu)成地的連接.系由接地導(dǎo)體、接地極和圍繞接地極的大地(土壤)或代替大地的導(dǎo)電體組成。
7.保護(hù)接地(protective earthing, protective grounding):為了電氣的目的，將系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的一點(diǎn)或多點(diǎn)接地。
8.防雷接地(lightning protection ground) :避雷針的接閃器、避雷線及避雷器等雷電防護(hù)設(shè)備與接地裝置的連接。
9.單點(diǎn)接地((single-point ground):單點(diǎn)接地指網(wǎng)絡(luò)中只有一點(diǎn)被定義為接地點(diǎn)，其他需要接地的點(diǎn)都直接接在該點(diǎn)上.
10.多點(diǎn)接地(multi-point ground):每個(gè)子系統(tǒng)的“地”都直接接到距它近的基準(zhǔn)面上.通常基準(zhǔn)面是指貫通整個(gè)系統(tǒng)的粗銅線或銅帶，它們和機(jī)柜與地網(wǎng)相連，基準(zhǔn)面也可以是設(shè)備的底板、構(gòu)架等，這種接地方式的接地引線長(zhǎng)度短.
11.浮點(diǎn)接地(floating ground):將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)完全與大地隔離，使電位懸浮.要求整個(gè)網(wǎng)絡(luò)與地之間的絕緣電阻在50以上.絕緣下降后會(huì)出現(xiàn)干擾.通常采用機(jī)殼接地，其余的電路浮地.
12.接地極(earthing electrode):為達(dá)到與地連接的目的，一根或一組與土壤(大地)密切接觸并提供與土壤(大地)之間的電氣連接的導(dǎo)體。
13.垂直接地電極(vertical earth electrode):垂直安裝在土壤中的接地電極。
14.水平接地電極(horizontal earth electrode):水平安裝在土壤中的接地電極.
15.自然接地極(natural earthing electrode):具有兼作接地功能的但不是為此目的而專門設(shè)置的各種金屬構(gòu)件、鋼筋棍凝土中的鋼筋、埋地金屬管道和設(shè)備等統(tǒng)稱為自然接地極。
16.基礎(chǔ)接地體(foundation earthing electrode):構(gòu)筑物混凝土基礎(chǔ)中的接地極。
17.集中接地裝置(concentrated earthing connection):為加強(qiáng)對(duì)雷電流的散流作用、降低對(duì)地電位而敷設(shè)的附加接地裝置，一般設(shè)3-5根垂直接地板.在土壤電阻率較高的地區(qū)，則敷設(shè)3-5根放射形水平接地極。
18.接地匯流排(main earthing conductor):在建筑物、控制室、配電總接地端子板內(nèi)設(shè)置的公共接地母線.可以敷設(shè)成環(huán)形或條形，所有接地線均由接地匯流排引出。
19.接地裝置(earth-termination system):接地線和接地極的總和.
20.接地網(wǎng)(ground grid):由埋在地中的互相連接的裸導(dǎo)體構(gòu)成的一組接地極，用以為電氣設(shè)備或金屬結(jié)構(gòu)提供共同的地。注，為降低接地電阻，接地網(wǎng)可連以輔助接地極。
21.接地系統(tǒng)(earthing system):在規(guī)定區(qū)域內(nèi)由所有互相連接的多個(gè)接地連接組成的系統(tǒng)。(注:包括埋在地中的接地極、接地線、與接地極相連的電纜屏蔽層、及與接地極相連的設(shè)備外殼或裸露金屬部分、建筑物鋼筋、構(gòu)架在內(nèi)的復(fù)雜系統(tǒng))
22.設(shè)備接地系統(tǒng)(facility earthing system):電氣連接在一起的導(dǎo)體或?qū)щ娦圆考?gòu)成的系統(tǒng)，能夠提供多條電流人地的途徑。設(shè)備接地系統(tǒng)包括接地極子系統(tǒng)、雷電保護(hù)子系統(tǒng)、號(hào)參考子系統(tǒng)、故障保護(hù)子系統(tǒng)。建筑物鋼筋結(jié)構(gòu)、設(shè)備外殼、金屬管道等任何導(dǎo)電部件都可以作為設(shè)備接地系統(tǒng)。
23.接地基準(zhǔn)點(diǎn)[earthing reference point(ERP)]:共用接地系統(tǒng)與系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)之間的連接點(diǎn)。
24.總接地端子(main earthing terminal):將保護(hù)導(dǎo)體，包括等電位連接導(dǎo)體和工作接地的導(dǎo)體(如果有的話)與接地裝置連接的端子或接地排。
25.總接地端子板(main earth-terminal board):將多個(gè)接地端子連接在一起的金屬板。
26.共用接地系統(tǒng)(common earthing system).將各部分防雷裝置、建筑物金屬構(gòu)件、低壓配電保護(hù)線(PE線)、設(shè)備保護(hù)地、屏蔽體接地、防靜電接地和息設(shè)備邏輯地等連接在一起的接地裝置.
27.接地均壓網(wǎng)(earthing mat):位于地面或地下、連接到地或接地網(wǎng)的一組裸導(dǎo)體，用以防范危險(xiǎn)的接觸電壓。注:接地均壓網(wǎng)的通常形狀是適當(dāng)面積的接地極和接地柵格。
28.接地裝置對(duì)地電位(potential of earthing connection):電流經(jīng)接地裝置的接地極流人大地時(shí)，接地裝置與大地零電位點(diǎn)之間的電位差。
29:接地極有效沖擊長(zhǎng)度(effective impulse length of ground electrode):特定幅值及波形的雷電沖擊電流在某電阻率土壤中的接地極上流動(dòng)，雷電流衰減到小于某百分?jǐn)?shù)(如1%)時(shí)所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度.
30:接地系統(tǒng)檢查(earthing system check):按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定.對(duì)設(shè)備、建筑物或電力系統(tǒng)的發(fā)、變電站接地系統(tǒng)或輸電線路桿塔接地裝置可靠性進(jìn)行檢查，測(cè)量接地電阻。安迅防雷器www.ansunspd.com
31.沖擊接地阻抗(impulse earthing impedance):沖擊電流流過(guò)接地裝置時(shí)，接地裝置對(duì)地電壓的峰值與通過(guò)接地極流人地中電流的峰值的比值。
32.工頻接地電阻(power frequency ground resistance):工頻電流流過(guò)接地裝置時(shí)，接地極與遠(yuǎn)方大地之間的電阻.其數(shù)值等于接地裝置相對(duì)遠(yuǎn)方大地的電壓與通過(guò)接地極流入地中電流的比值。
33.保護(hù)線(PE線)(protective earthing conductor):為防電擊用來(lái)與下列任一部分作電氣連接的導(dǎo)線:外露可導(dǎo)電部分、裝置外可導(dǎo)電部分、總接地線或總等電位連接端子、接地極、電源接地點(diǎn)或人工中性點(diǎn).
34.保護(hù)中性線(PEN conductor):具有中性線和保護(hù)線雙重功能的導(dǎo)體。
35.地電流(earth current,telluric current):在大地或接地極中流過(guò)的電流。
36.地回電路(ground-return circuit):利用大地形成回路的電路。
37.接觸電壓(touch voltage):接地的金屬結(jié)構(gòu)和地面上相隔一定距離處一點(diǎn)間的電位差.此距離通常等于大的水平伸有距離，約為1m.
38.搭接(bonding):將設(shè)備、裝置或系統(tǒng)的外露可導(dǎo)電部分或外部可導(dǎo)電部分連接在一起以減小雷電流流過(guò)時(shí)它們之間的電位差，也稱連接、聯(lián)結(jié)。
39.等電位連接(equipotential bonding):將分開(kāi)的裝置、諸導(dǎo)電物體用等電位連接導(dǎo)體或浪涌保護(hù)器連接起來(lái)，以減小雷電流在它們之間產(chǎn)生的電位差。
40.等電位連接帶[equipotential bonding bar(EBB)]:其電位用來(lái)作為共同參考點(diǎn)的一個(gè)導(dǎo)電帶.需要接地的金屬裝置、導(dǎo)電物體、電力和通線路以及其他物體可與之連接。
41.等電位連接導(dǎo)體(equipotential bonding conductor):將分開(kāi)的裝置的各部分互相連接以減小雷電流流過(guò)時(shí)的它們之間的電位差的導(dǎo)體。
42.等電位連接網(wǎng)絡(luò)(bonding network):將一個(gè)系統(tǒng)的諸外露可導(dǎo)電部分做等電位連接的導(dǎo)體所組成的網(wǎng)絡(luò)。
43.跨步電壓(step voltage):地面一步距離的兩點(diǎn)間的電位差，此距離取大電位梯度方向上1m的長(zhǎng)度.注:當(dāng)工作人員站立在大地或某物之上，而有電流流過(guò)該大地或該物時(shí)，此電位差可能是危險(xiǎn)的，在故障狀態(tài)時(shí)尤其如此.
44.土壤電阻率(earth resistivity) :表征土壤導(dǎo)電性能的參數(shù)，它的值等于單位立方體土壤相對(duì)兩面間測(cè)得的電阻，通常用的單位是歐姆.m.
45.號(hào)地(signal ground):電路中各號(hào)的公共參考點(diǎn)，即電氣及電子設(shè)備、裝置及系統(tǒng)工作時(shí)號(hào)的參考點(diǎn)。
防雷的主要措施有：接閃、等電位連接、接地、分流、屏蔽。每項(xiàng)都包含很多內(nèi)容，本文主要介紹一些關(guān)于綜合防雷措施中屏蔽的相關(guān)知識(shí)。
1、問(wèn)：我有TN-C或TN-C-S系統(tǒng)，如何使用布線系統(tǒng)？答：首先測(cè)量配電系統(tǒng)中PE上的電流。如果電位差高于1V，應(yīng)在配電點(diǎn)之間安裝等電位線。更有效的方法是改變配電系統(tǒng)。 在這兩種情況下，PEN線會(huì)造成許多問(wèn)題。2、問(wèn)：應(yīng)在單端連接屏蔽層還是在兩端連接屏蔽層？答：應(yīng)始終在兩端連接（即，在配線架和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，而不是在插座上），以便有效地抑制全部電磁兼容性機(jī)制和避免天線效應(yīng)。3、問(wèn)：使用屏蔽系統(tǒng)是否危險(xiǎn)較高？答：不是。如果采用TN-S系統(tǒng)，則系統(tǒng)像非屏蔽雙絞線系統(tǒng)一樣。接地不良或配電系統(tǒng)不良會(huì)影響各種銅纜布線系統(tǒng)。如果采用TNC或TN-C系統(tǒng)。在PE（N）線上會(huì)出現(xiàn)電流。如果是屏蔽系統(tǒng)，在屏蔽層和基準(zhǔn)電位上會(huì)出現(xiàn)電流。如果使用非屏蔽雙絞線系統(tǒng)，在參考電位上會(huì)出現(xiàn)電流。當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，屏蔽系統(tǒng)的損害危險(xiǎn)要比非屏蔽雙絞線系統(tǒng)低得多。4、問(wèn)：在屏蔽系統(tǒng)的電纜管道中必須使用金屬隔板嗎？答：只有在管道長(zhǎng)度大于35米時(shí)才需要，對(duì)于非屏蔽雙絞線系統(tǒng)，必須始終采用金屬隔板。5、問(wèn)：雷擊是否也影響非屏蔽雙絞線系統(tǒng)？答：是。如果沒(méi)有任何防雷系統(tǒng)，磁通量將非常強(qiáng)，導(dǎo)致非屏蔽雙絞線電纜中的線對(duì)無(wú)法抑制號(hào)。與屏蔽系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)附近的閃電導(dǎo)致內(nèi)部系統(tǒng)故障的概率要高10000倍。這在IEC62305-2/FDIS中有所說(shuō)明。6、問(wèn)：使用FTP電纜是否足夠？使用PiMF電纜是否更好？答：從電磁兼容性和性能觀點(diǎn)來(lái)看，PiMF電纜是佳解決方案。7、問(wèn)：我有非屏蔽雙絞線系統(tǒng)，我需要接地系統(tǒng)嗎？答：是。接地是為了，電壓超過(guò)25V AC、60VDC或電壓在SELV內(nèi)的全部電氣設(shè)施必須接地。即使是光纖設(shè)施，良好設(shè)計(jì)的全功能接地系統(tǒng)也是必須的。8、問(wèn)：我有非屏蔽雙絞線系統(tǒng)。 我需要等電位連接系統(tǒng)嗎？答：是。等電位連接是為了，全部電氣設(shè)施必須具有等電位連接。另外，它能夠改善電磁兼容性能。這適用于各種布線系統(tǒng)。9、問(wèn)：非屏蔽雙絞線系統(tǒng)能夠滿足電磁兼容性要求嗎？答：有可能。今天還沒(méi)有布線系統(tǒng)電磁兼容性的標(biāo)準(zhǔn)。因此，從系統(tǒng)觀點(diǎn)來(lái)看，沒(méi)有必須滿足的限制。電磁兼容指令僅要求業(yè)主負(fù)責(zé)不會(huì)干擾其它系統(tǒng)并不受其它系統(tǒng)的干擾。某些測(cè)試表明，非屏蔽雙絞線系統(tǒng)無(wú)法滿足EN 55022B的要求。該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)住宅和辦公環(huán)境。10、問(wèn)：我的系統(tǒng)供應(yīng)商為我的布線系統(tǒng)提供了電磁兼容性擔(dān)保/符合性擔(dān)保。這是否意味著我履行了自己的責(zé)任？答：否。如果系統(tǒng)是有源的，目前還沒(méi)有明確的意義。11、問(wèn)：我有非屏蔽雙絞線系統(tǒng)并想提高我的電磁兼容性性能。我要怎么做？答：有效的方式是把電纜和元件納入到屏蔽環(huán)境中。 這種環(huán)境可以是屏蔽電纜管道和通道。屏蔽的機(jī)架和配線架能夠提供一些基本的保護(hù)。注：全部部件必須連接到等電位連接系統(tǒng)。12、問(wèn)：我的非屏蔽雙絞線系統(tǒng)有線對(duì)絞合作為保護(hù)。這是否足夠地抑制干擾？答：不能。互絞能夠減少干擾，但不能夠有效地干擾。互絞不能抑制電磁輻謝。如果電纜在安裝過(guò)程中被拉長(zhǎng)或壓扁，這將更嚴(yán)重。因?yàn)閹缀涡螤畈辉倬鶆蛞恢隆?13、問(wèn)：接地和通地之間有什么差別？答：沒(méi)有差別，僅是同一對(duì)像的兩個(gè)詞。14、問(wèn)：我有屏蔽系統(tǒng)，并想使用非屏蔽跳接線。這可能嗎？答：系統(tǒng)可以像配有屏蔽跳接線那樣工作。但是由于沒(méi)有對(duì)地的完整連接（僅在接線板上連接），所以沒(méi)有電磁干擾抑制能力。因此，應(yīng)始終使用屏蔽跳接線。總結(jié)：屏蔽是防雷措施中很重要的一項(xiàng)，屏蔽做的好可以避免很多原本不會(huì)發(fā)生的雷擊事故，希望本文能帶給大家一些啟發(fā)。
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