一、雷電的危害
雷電是一種常見的自然現象，不僅發出劃破長空的閃電和震耳欲聾的轟鳴聲，還會對人類的生活和生產做成很大的影響。雷電的危害主要有：
雷電直接威脅人的生命安全，每年世界各地都有不少因遭受雷擊而死亡的報道。
雷電會造成建築物損壞，雷電之際擊中建築物會造成建築物的損壞，嚴重的還會坍塌。
雷電造成建築物或森林火災，強大的雷電流釋放的熱量非常容易點燃建築物的易燃物體和材料，點燃森林樹木，造成火災，古代成為天火。
雷電造成電力、電氣和電子裝置的損壞。雷電對電力線路、供配電裝置和電子裝置的損害，已經成為非自然故障中的主要原因，且所造成的損害非常嚴重。
雷電干擾電子系統的正常執行，雷電所感應的能量巨大的電磁波，對電子系統帶來強大的干擾。
二、雷電放電的特性
雷電放電是由於帶電荷的雷雲引起的，帶有大量電荷的雷雲由於靜電感應的作用，在下方的地面或建築物帶上反極性的電荷。當雷雲的電荷積累到一定程度，就開始發生區域性放電，稱為先導放電。先導放電到達地面後，就開始了主放電階段。
主放電階段持續時間約為50－100s，雷電流達數十至數百ka，此後進入0.05～0.15s的餘輝階段。
隨後是重複放電階段，單雷電流較小，一般在30ka之內。如下圖所示。先導
放電主放電餘輝電流重複放電
圖2.1 雷電放電波形圖
在一次放電過程中，由三個引數用於表示放電特性：電流幅度、波頭時間和波長時間。引數取值入下圖所示：
im1.0
0.90.8
0.70.6
0.50.4
0.30.2
0.1t
t2t1
圖2.2
電流幅度＝im；波頭＝t2/（0.9－0.1）；波長＝t1。
對於不同的建築物防雷類別，規定了相應的波形引數，入下表所示：
表1 首次雷擊的雷電流波形引數
表2 後續雷擊的雷電流波形引數
三、 雷電對電子系統裝置的危害
3.1 雷擊危害的特點
雷電放電和感應出的雷電流非常大，通常在幾ka到幾百ka之間。而一般的電子裝置的工作電流也不過幾十安培。如此強大的電流流過電子裝置，對電子裝置或某些元器件必然會造成永久性的損壞。
同時還會在沒有進行等電位連線的電子裝置、線路之間產生幾十萬伏特的過電壓，導致擊穿，不僅會損壞線路、裝置，還會引發火災。因此，雷電的危害，較之其它的危害，損失更大，後果更為嚴重。
3.2 雷擊危害的概率
有統計顯示，在非人為的電子裝置損害的事故中，有80％的原因是雷電引起的。同時根據氣象部門的統計，全國的年平均雷電日接近50天。同時由於城市建築物高度越來越來高，越來越密集，使得地面落雷密度也相應增大了。
因此可以看出，雷電對電子系統裝置的損壞概率還是比較高的。
3.3 雷擊危害的途徑
一般來講，雷電侵害的途徑主要有三個：
1、直擊雷
建築物或安裝在室外的系統部分裝置直接遭受雷擊時，通過防雷系統引下線和接地體匯入大地，由於接地電阻不可能為零，以及引下線的寄生電感的存在，會在建築物或裝置上接地點中產生暫態高電位。如下圖3.1所示：
避雷針天饋
感應電荷
ii a
系統連線電纜
供電建築物接地體
圖3.1
暫態電壓可以用下式來表示：
ua=rg×i+l×di/dt
ua為a點的暫態電壓；rg為a點接地電阻， l為接地線的寄生電感。
由於放電電流和波頭陡度都非常大，因此在a點的暫態電壓也非常高。這樣就會對建築物內距離以引下線較近的線路和裝置和與室外裝置連線的其它裝置發生放電擊穿，導致電子裝置嚴重損壞，甚至會引發火災和人身傷害事故等。
直擊雷產生的損害最大，但發生的概率較少。
2、感應雷
指因雷擊所引起的靜電感應和電磁感應對電子系統裝置產生的危害。因此分為靜電感應和電磁感應兩種情況。
（1）靜電感應
當安裝有電子裝置或鋪設有電纜的上方有帶電的雷雲出現時，雷雲下方的建築物、裝置、導線等在靜電感應的作用下帶有大量的相反電荷。當雷擊發生時，雷雲電荷和感應電荷發生迅速中和，而區域性的感應電荷因與大地的接地電阻較大，不能在同樣短時間內消失，就會形成區域性地區的感應過電壓，如下式所示：
vc=v×e(-t/rc) ；其中：v=q/c
式中：vc－雷擊發生後區域性高壓地區與大地之間的電壓；
v－雷擊發生的剎那間高壓地區與大地之間的電壓；
r－區域性高壓地區與大地之間散流電阻；
c－區域性高壓地區與大地之間的電容；
t－雷擊發生後的持續時間；
q－區域性高壓地區積累的靜電荷。
區域性高壓在架空線路上可以達到幾十到幾百kv，對與其相連線的電子裝置發生放電擊穿，對電子裝置形成較大的危害。
（2）電磁感應
在發生雷擊時，雷電流有著極大的峰值和和陡度，強大的變化電流必然會在起周圍產生強大的磁場，在處在磁場中的導體上感應出很大的電動勢，如促高的電動勢不僅會損壞電子裝置，甚至會引發火災。
感應雷的破壞性雖然沒有直擊雷那麼強烈，但發生的概率很大，一方面由於直擊雷直對發生閃擊的建築物或裝置產生危害，但感應雷對閃擊點附近周圍的建築物或裝置陡能造成危害。另一方面，直擊雷只有對地閃擊時才能造成破壞，但感應雷則不論雷雲對地還是雷雲之間閃擊都能發生，且雷雲之間的閃擊發生的概率要遠高於對地閃擊。因此，感應雷的危害更大更難以防範。
如圖3.1中建築物a的避雷針引下線電流產生的磁場，在靠近引下線的裝置連線上感生的電流i』。
3、反擊雷
指靠近建築物的避雷設施、另一建築物或有電纜連線的兩個建築物，其中之一遭受雷擊，暫態電位提高，對相關聯的另一建築物產生的反擊現象。
如圖3.1建築物1遭受雷擊，建築物1的整體電位提高，但建築物2的電位沒有提高，兩建築物之間存在很大的電位差，通過兩個建築物裝置之間的連線電纜產生反擊。
下面我們針對三遙系統的特點來分析雷電對三遙系統和裝置的危害途徑。
乙個三遙系統中廠（站）測控端站分系統裝置連線圖如圖3.2所示。
圖3.2 廠（站）測控系統裝置連線圖
在以上系統中，雷電侵入的可能途徑有：
1、 因通訊天線超出建築物避雷針的保護範圍，遭受雷擊，通過饋線引入直擊雷；
2、 在雷雲接近建築物上空時，在天線上產生靜電感應，通過饋線引入感應雷。
3、 建築物遭受雷擊，整體電位提高，由於rtu裝置沒有接地，與周圍的環境存在電勢差，產生區域性放電。
4、 高壓輸電線路感應雷電，產生極大的電源浪湧，損壞rtu裝置；
5、 天饋線距離避雷針引下線太近，建築物遭受雷擊時，在饋線上產生電磁感應，引入感應雷；
6、 儀表連線電纜感應雷電，引入感應雷；
7、 儀表所連線的水管感應雷電，通過連線電纜對rtu裝置造成反擊。
8、 機房遭受雷擊，通過機房電腦等裝置與rtu裝置的連線線纜對rtu裝置造成反擊。
四、防雷措施
針對雷電損害的不同的起因和特點，設計採用不同的防雷措施。
4.1 直擊雷的防範
首先要保證建築物安裝有規範的避雷針和接地體，樓頂架設通訊天線時，務必要保證天線的頂端在本建築物避雷針或相鄰建築物避雷針的防護範圍之內。同時，安裝天線的金屬支架和天饋線的遮蔽層必須可靠的與建築物防雷網可靠的連線，即便在遭受雷擊時，也要保證多數能量直接通過防雷網和引下線洩放到地下，而不是引入室內。
但對於安裝在室外較高部位，不在周圍建築避雷針的作用範圍內的裝置和線路，應當採取防直擊雷的措施。方法之一就是在裝置上方自行安裝避雷針，並保證良好接地，接地電阻不大於10歐姆。避雷針的入地線要與裝置線路保持1公尺以上的距離。
無法保持距離的，裝置線路必須穿金屬管遮蔽並良好接地。嚴禁架設沒有可靠接地設施的避雷針。
4.2 感應雷的防範
感應雷由於其發生的概率較多，所以是防範的重點。對於感應雷的防範，主要採取以下幾個方面的措施：
1、對於室外敷設的電纜，盡量採用埋地敷設的方式，且埋地深度應在60cm 以下，採用牆面附著敷設的線纜，要穿金屬線管遮蔽防護，且金屬線管盡可能的可靠接地。盡量避免架空線路敷設。嚴禁沿建築物防雷引下線附著捆紮線路。
建築物外牆面垂直敷設線路時，應盡量避開防雷引下線。
2、室內裝置安裝的裝置應離開建築物外牆面一定的間隔，避免由防雷引下線產生的磁場感應電動勢對裝置造成破壞。
3、在電源供電端和室外敷設的訊號線路兩端加裝相應的避雷器。在三遙系統中常用的避雷器主要有：
電源浪湧保護器：安裝在rtu裝置的交流供電端，用來抑制從供電線路感應進來的浪湧電流。
天饋防雷器：安裝在電台的天饋輸入端，用來抑制從天饋感應來的電流。
雙絞線防雷器：安裝在rtu和計算機的串列埠輸入端，用來抑制通訊線路感應的電流。
電源浪湧保護：
對於低壓供電系統，浪湧引起的瞬態過電壓（tvs）保護，最好採用分級保護的方式來完成。從供電系統的入口（比如大廈的總配電房）開始逐步進行浪湧能量的吸收，對瞬態過電壓進行分階段抑制。
[第一道防線] 應是連線在使用者供電系統入口進線各相和大地之間的大容量電源防浪湧保護器。一般要求該級電源保護器具備100ka/相以上的最大衝擊容量，要求的限制電壓應小於1500v。我們稱為class i 級電源防浪湧保護器。
這些電源防浪湧保護器是專為承受雷電和感應雷擊的大電流和高能量浪湧能量吸收而設計的，可將大量的浪湧電流分流到大地。它們僅提供限制電壓（衝擊電流流過spd時，線路上出現的最大電壓成為限制電壓）為中等級別的保護，因為class i 級的保護器主要是對大浪湧電流的吸收。僅靠它們是不能完全保護供電系統內部的敏感用電裝置。
供電系統的防雷電措施
摘要 本文主要闡述了供電系統架空線路的防雷保護 防範直擊雷的保護措施 防雷電波侵入的保護措施 配電裝置的防雷保護和高壓電動機的防雷保護等問題。關鍵詞 供電系統 防雷電 措施 供電系統的防雷要重點對變配電所 架空線路 高壓電動機，採取相應的防雷保護措施，以確保企業生產 財產及人身安全。1 架空線路的防...
弱電系統防雷接地的技術措施
1 建築物金屬屋頂 立面金屬表面 鋼柱 鋼梁 混凝土內鋼筋和金屬門窗框架等大尺寸金屬件，應作等電位聯結並與防雷裝置相連 2 弱電系統的防雷接地宜與建築物其他的接地共用接地系統。共用接地電阻 1 當互相鄰近的建築物之間有電力和通訊電纜連通時，宜將其接地網互相連線，否則，宜作有效隔離。3 需要保護的電子...
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