5.雷电的入侵途径

Chapter 3.3 封场人们对雷电的几 封场人们对雷电的几 点错误认识
一、我们相邻的建筑物比我们的高，我们 不需要防雷； 二、大楼安装了避雷针了，其它的都不需 要；
Chapter 3.1.0 雷电的入侵途径
Chapter 3.1.0 雷电入侵的“路”和 雷电入侵的“ “场”
路
路
场
室外传输线路 遭受雷击
闪电带来的电磁 脉冲辐射 地电位反击
场 路
路
被保护设 备
浪涌电压 路
接收天线
电源线路
路 路 SPD浪涌保护器 数据线路
通讯线路
路 综合接地网
路
场
路
Chapter 3.1 雷电过电压入侵的“路” 3.1.1 雷电过电压入侵 入侵的
Chapter 3.1 过电压入侵的“路” 3.1.4 过电压入侵 入侵的
开关操作wk.baidu.com电压
大型电感性和电容负载的开关， 大型电感性和电容负载的开关，甚至供电网中接地故障或短路均 可产生高压峰值。在此种情况下，并不是雷电引起的故障， 可产生高压峰值。在此种情况下，并不是雷电引起的故障，但对电 子系统构成的影响即是一样的。 子系统构成的影响即是一样的。
Chapter 3.2.1 断路
雷击点
传 导
设 备
防雷器安装在雷击发生点到 被保护设备之间 实现分流和箝压
Chapter 3.2.2 封场
“封场”主要是靠屏蔽和绝缘（加大安 封场”主要是靠屏蔽和绝缘（ 全距离） 全距离）
线路的屏蔽和设备的屏蔽是“封场” 线路的屏蔽和设备的屏蔽是“封场”的主要手 主动防护）； 段（主动防护）； 绝缘是使设备、线路远离干扰源，做到足够的 绝缘是使设备、线路远离干扰源， 安全距离（被动防护）。 安全距离（被动防护）。
Chapter 3.1 雷电过电压入侵的“路” 3.1.2 雷电过电压入侵 入侵的
雷电波侵入(传导雷) 雷电波侵入(传导雷)
雷击点在线缆（电力线、数据线等）上，强大的 雷击点在线缆（电力线、数据线等） 雷电流形成电涌沿线缆进入建筑物、 雷电流形成电涌沿线缆进入建筑物、进而侵袭电子 设备。 设备。雷电电涌远远超出了计算机和其它电气设备 所能承受的水平，它同时危及每套电子系统， 所能承受的水平，它同时危及每套电子系统，绝大 多数情况下，造成计算机和其它电器设备的当即毁 多数情况下， 或数据的永远丢失。入侵特点：范围广、 坏，或数据的永远丢失。入侵特点：范围广、
Chapter 3.1 雷电过电压入侵的“场” 3.1.3 雷电过电压入侵 入侵的
雷电感应（感应雷） 雷电感应（感应雷）
静电感应（电场） 静电感应（电场） 带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在金属导线上感应出被电场束 缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时， 缚的正电荷。当雷云对地放电或云间放电时，云层中的负电荷在一瞬间消失 严格说是大大减弱）， ），那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就 了（严格说是大大减弱），那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就 在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电 在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下， 流对设备冲击。 流对设备冲击。 电磁感应（磁场） 电磁感应（磁场） 雷电在需要保护设备或线路的周围发生，或闪电不直接对地放电， 雷电在需要保护设备或线路的周围发生，或闪电不直接对地放电，只在 云层与云层之间发生放电现象，闪电释放电荷， 云层与云层之间发生放电现象，闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路上 感应生成电压；或击在避雷针上，产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的 感应生成电压；或击在避雷针上，产生强大的交变电磁场， 能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在， 能量将感应于线路并最终作用到设备上。由于避雷针的存在，建筑物上落雷 机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了， 机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对 用电设备造成极大危害。因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性， 用电设备造成极大危害。因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性，接地 体一定要处于低阻抗状态。 体一定要处于低阻抗状态。
u 瞬间过电压
n电气短路、断路 电气短路、 n开关电闸
(circuit breaker, fuse...)
(switching circuits...)
n感性容性负载通断
u 临时过电压
n相线错误、地线错误 相线错误、 n零线断路
(IT network...)
Chapter 3.1 核电磁脉冲入侵的 3.1.3 核电磁脉冲入侵的 “场”
直击雷
雷电直接击中建筑物和构筑物、或他们的避雷系统、设备 雷电直接击中建筑物和构筑物、或他们的避雷系统、 和人； 和人；
在强大的雷电流通过没有避雷系统的建筑物和构筑物时雷电流的热效 应的破坏作用使得建筑物和构筑物起火，冲击波效应(类似炸弹爆炸)的 应的破坏作用使得建筑物和构筑物起火，冲击波效应(类似炸弹爆炸) 破坏作用使附近的物体、人破坏和伤亡； 在强大的雷电流通过有避雷系统的建筑物和构筑物时，建筑物和构筑 物得到保护，但雷电流的电效应的破坏作用使得避雷系统带有高电位和 接地极瞬间高电位和周围的跨步电压，它对周围的设备、人造成反击从 而造成火灾、破坏和人身伤亡； 在强大的雷电流通过设备和人身时，雷电流的电效应的破坏作用使得 设备损坏和人身伤亡。
辐射 电场 磁场
以上能量的瞬变带来的浪 涌脉冲
EMIEMI-Electro Magnetic Interference 电磁干 扰RFI-RADIO Frequency Interference 无线 RFI电干扰
• EM field > 50 kV/m
• Rise Time : 10 ns
Chapter 3.2.0 避雷原理
Chapter 3.2.1 断路
“路”是雷电流走的路，侵入的主要是雷电流，实际上“断路”不是 是雷电流走的路，侵入的主要是雷电流，实际上“断路” 真正的断路，同时也是不现实的。对于设备，因为设备要通过“ 真正的断路，同时也是不现实的。对于设备，因为设备要通过“路” 来工作（电源，数据传输）；对于建筑物，建筑物是不动的， ）；对于建筑物 来工作（电源，数据传输）；对于建筑物，建筑物是不动的，也不可 得需要一整套雷电探测仪器设备）；对于人， ）；对于人 能“躲”（得需要一整套雷电探测仪器设备）；对于人，只有人可以 “躲”。 如何“断路” 如何“断路”呢？ 对与设备：其实“断路” 对与设备：其实“断路”也就是 “分（旁）路”，对雷电流进行分 使设备各部分的电位相等，从而不能产生对流与击穿。 流，使设备各部分的电位相等，从而不能产生对流与击穿。即，等电 位连接（包括简单可靠的金属性连接和SPD瞬态均衡电位连接 瞬态均衡电位连接） 位连接（包括简单可靠的金属性连接和SPD瞬态均衡电位连接） 对于建筑物：分流则需要加装接闪器、引下线和接地装置。把雷电流 对于建筑物：分流则需要加装接闪器、引下线和接地装置。 分流入地，进而保护建筑物。 分流入地，进而保护建筑物。
雷电侵入的主要途径是“路”和“场”，防雷措施也 雷电侵入的主要途径是“ 应当是“断路” 封场” 应当是“断路”和“封场”。 “断路”主要是等电位连接（包括简单可靠的金属性 断路”主要是等电位连接（ 连接和SPD瞬态均衡电位连接 瞬态均衡电位连接） 连接和SPD瞬态均衡电位连接） “封场”主要是靠屏蔽和绝缘（加大安全距离） 封场”主要是靠屏蔽和绝缘（加大安全距离）
Chapter 3.0 雷电的入侵途径
Chapter 3.0.0 雷电的入侵途径和避雷原 理
防雷工作的保护对象有三：建筑物和构筑物、电 防雷工作的保护对象有三：建筑物和构筑物、 子设备和人。 子设备和人。 雷电是如何对他们进行侵入损害的？ 雷电是如何对他们进行侵入损害的？ 由1.2节可以归结如下： 1.2节可以归结如下 节可以归结如下： 雷电侵入的主要途径是“ 雷电侵入的主要途径是“路”和“场”，那我 们的雷电防护措施就应当是“断路” 封场” 们的雷电防护措施就应当是“断路”和“封场”。