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雷云對大地的電壓低則幾百萬伏，高則數千萬伏，甚至更高，雷云對大地一次閃擊放電的峰值電流平均為30多千安，它的瞬時功率很高，由于瞬時功率很大，所以它的破壞力是相當大的。
到現在為止.直擊雷的防護都是采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網作為接閃器，把雷電流引下來，然后通過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、避雷網等，它們都是用金屬做成，安裝在建筑物的高點，如屋脊或尾角等易受雷擊的地方。避雷網是用金屬線、帶做成的網格，架在建筑物頂部空間或者利用建筑物屋面板筋連接成網格狀，然后與大地可靠地連接。
當高空出現雷云的時候，大地上由于靜電感應作用，必然帶上與雷云相反的電荷，然而接閃設備(避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網等)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、以致接閃設備附近空間電場強度相對比較大.比較容易吸引需電先導，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電壓的時間大大地縮短.雷擊危害性就
大大減少。
雷擊的時候，雷云通過接閃器向大地放電的過程，可以近似用RC放電過程來模擬。因為大地和雷云之間相當于一個充了電的電容器，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來表示。
由等效電路圖可知，雷擊時電流i與R及接閃器上的高電壓相互關系適合
RC放電方程:
iR-Uc=0
R=R1+R2
式中:R1-雷云內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作電源，接閃器到大地看作是負載。那么，放電的時候就相當于一個有幾千歐內阻的電源，與一個僅有幾歐接地電阻和少許引線的阻抗的負載連接(如圖1.5所示)，這電源一般為幾百萬伏和幾千萬伏，甚至更高。雷擊時接閃器對大地的電壓就是雷云的電壓，在雷云內阻(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，相對來講就越。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，勢必造價很高。工程上往往只要求做到足夠的范圍即可。以上說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。
需要指出的是,大氣變化是大規模的，雷云的發生也是大規模的，而且雷云的移動受很多可變因素支配.很多條件是隨機的，因此，認為有了避雷裝置就萬無一失的想法是錯誤的。避雷裝置只能大大地減少被雷擊的可能性。
（a）雷擊時雷云與大地的示意圖
（b）雷擊時的等效電路圖
圖1.5 雷擊時的電氣原理圖
高電壓引入是指雷電高電壓通過金屬線引導到其他地方和室內造成破壞的雷害現象。這種雷害現象占雷害的絕大部分，所以按《建筑物防雷規范》的規定，凡是有用電設備的建筑物都要考慮防高電壓引入的措施。
高電壓引入的高電壓源有三種:其一是直擊雷直接擊中金屬導線，讓高壓雷電以波的形式沿著導線兩邊傳播而引入室內;第二種是來自感應雷的高電壓脈沖，即由于雷云對大地放電或雷云之間迅速放電形成的靜電感應和電磁感應.它們在各種電線中感生幾千伏到幾十千伏的高電位，以波的形式沿著導線傳播而引入室內的;第三種是由于直擊雷在房子或房子附近入地，因其通過地網入地時，在地網上會發生數十千伏至數百千伏的高電位.這種高電位通過電力系統的零線、保安接地線和通系統的地線，也是以波的形式傳人室內，并沿著導線傳播到遠處，殃及更大的范圍。
高電壓雷電脈沖的電壓到底有多高?這是讀者關心的問題。由直擊雷直接擊中電力線，線等金屬導線時，雖然直接被擊中點的電位與雷云的電位相等.即具有數百萬伏至數千萬伏甚至更高的電位。但是當雷電流沿著導線向兩邊傳播的時候，高電壓每經過一根電線桿，電桿上的瓷瓶就會對地發生閃絡.這樣就把雷電的高電位降落成瓷瓶的閃絡電壓，這電壓一般只有30~40kV.一般低壓架空線的波限抗為300~600歐姆。假設線路的波阻抗為500歐姆，那么它在終端入地的電流為40000/500=80A，所以只要距離雷擊點有3桿以上(即I000m以上)，其終端入地電流峰值不會大于20OA，但是，如果雷擊點很近.在三根電桿之內，入地峰值電流可能達到10 kA以上。由感應雷引起的高壓源。理論上也可以達到100 kV，但是它的實際電壓和電流值不可能大于上面所講的直擊雷高壓源的數值。
第三種高壓源是指直擊雷直接擊中大樓或附近時所形成的高壓源。這時，高壓源的電壓由沖擊電流峰值和地網的沖擊接地電阻決定。根據資料報道.按50%概率統計.直擊雷的峰值電流為30 kA，如果接地網接地電阻以4歐姆計，則接地網接引線端與大地間的電壓為30 kA×4=120 kV，即達到120000V。也就是說，零線與相線間的電壓有120000V(以上都是以低壓電網和通架空電線計)。這樣高的電壓對于低壓電器和一般通設備都是無法承受的。
由于高壓雷電脈沖是雷害中年損害設備多的，所以對高壓雷電引人的設備必須予以足夠重視，在工程上往往要根據設備的重要性和其對高電壓的耐受能力采用一級或多級設防。其中級設防，往往是把高電壓雷電脈沖的幅值降低，其辦法有下列三種。1. 輸電網金具接地法
如果電源輸入是明線輸入，應把入室前三根電桿的線碼鐵腳用金屬線引下接地，以便降低閃擊電壓。并且進房屋前后一根電桿的零線(或接地系統的地線)重復接地，接地電限不應大于10歐姆(見圖1)。并在相線與地之間留有2 mm的空氣間隙，把從相線引來的過電壓降下來，可能的悄況下，進戶線應盡量采用有金屬屏蔽層的電纜直接埋地或穿金屬管進線。在雷電高發區，房尾前為開闊地，或房子內有精密電子設備和電子計算機的情況更應該是這樣.并且埋地的電纜其長度不應小于15m。并要求從架空線轉電纜的進線端，和電纜入屋的輸出端，都接避雷器。避雷器的接地端、電纜的金屬屏蔽層、鋼管都必須接到防雷電感應的接地裝置上。按供電部門要求.供電零線進人鋼筋水泥大樓后，仍必須與從大樓、梁、柱內引出的一條主鋼筋作電氣連接，無鋼筋連接的建筑物應做接地極，把零線重復接地。
圖1 接零系統在架空線路上零線重復接地做法圖
當雷電波到達電纜首端(輸人端)時，避雷器被擊穿，電纜外皮導體與電纜芯接通。一部分雷電流經電纜首端接地電阻入地;另一部分雷電流流經電纜芯。由于雷電流高頻諧波相當豐富.產生集膚效應，流經電纜芯的電流被排擠到外皮導體去。同時，流經外皮導體的電流在芯中產生感生反電勢.使流經電纜芯的雷電流就被抑制到很小。2. 相線與地線間并聯電容器法
架空電線引入的地方裝設保護電容器對感應雷有良好的保護效果，但對直擊雷則無能為力，原因是直擊雷能量太大.電容器承受不了。裝設保護電容器能對感應雷高電壓引入起到良好保護作用的原因是;
當天空出現雷云的時候，地面即感應出與它相反的電荷.顯然架空電線上也感應到與地面大致密度相同的電荷.設其電量為Q。當閃擊使雷云與大地之間的電荷迅速中和而使雷云與大地之間的電場，由于架空線與大地之間有較大的電阻而不能及時使它上面的電荷，這就使架空線與大地之間形成感應高電壓，該電壓為
V感=Q/C
式中:
C-架空線對大地之間的電容，該電容很小，通常只有百分之幾法;
Q-導線與大地間存儲的電荷。
如果在架空線引入房尾端與大地之間接入一個電容器，即使只有很小.也可以使架空線路的引入高電壓降低到原來的幾十分之一。
如果接人電容的容量再大些，感應電壓將可以降到更低。
在架空電線裝電容器防止感應雷的優點是時間響應為零，因為電容的瞬變電流是超前于電壓的;其次是使雷電壓波形變鈍.鈍波形比尖波形危害要小.并聯電容器對直擊雷無能為力，但將電容器與保護間隙合并使用會得到更好的效果。因為放電間隙電流通流容量很大，從幾千安到幾十千安。但它有時間滯后，它們并聯使用互補其短.對防止高電壓引人能起到很好的作用。架空電線引入和電纜輸入、輸出端接口也可以用氧化鋅避雷器來防止高電壓引入。它的時間響應小于50ns。當采用電容器與其他器件并聯避雷時，電容器的耐受電壓應高于所并聯器件的殘壓。3.變壓器隔離法
在電源線和號傳輸線上裝變壓器可以對雷電高電壓引入起很有效的限制作用.當強大的雷電波輸入變壓器時，由于雷電波電壓比變壓器正常的電壓高很多倍，使得激勵的磁感應強度遠遠大于鐵芯允許通過的大磁感應強度，因而變壓器鐵芯飽和，變壓器的磁-電變換暫時失效，雷電高電壓不能傳輸到變壓器的副邊.從而保護了用電設備。所以，凡是裝了變壓器的電子儀器比未裝變壓器的電子器被雷擊損壞的概率小得多。
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