通信設備環(huán)境知識點精講之雷電分類及危害

       下面是由希賽小編整理的通信設備環(huán)境知識點精講之雷電分類及危害，希望能幫助學友們。具體內(nèi)容如下：

       雷電分類及危害

       雷電的產(chǎn)生原因目前學術界仍有爭論，普遍的解釋是地面濕度很大的氣體受熱上升與冷空氣相遇形成積云，由于云層的負電荷吸附效應，在運動中聚集大量的電荷。當不同電荷的積云靠近時，或帶電積云對大地的靜電感應而產(chǎn)生異性電荷時，宇宙間將發(fā)生巨大的電脈沖放電，這種現(xiàn)象稱為雷電。

       1.雷電流

       據(jù)實驗資料報道，雷電過電壓產(chǎn)生雷電的沖擊波幅值可高達1億伏，其電流幅值也高達幾十萬安培。

       雷電流波形如圖8-9(a)所示。由圖8-9可見，形如鋸齒波。圖中在0點通過C點(電流峰值的10%處)和S點(電流峰值的90%處)作一條直線與橫軸相交的點。圖中乃稱為波前時間指0點到?點(1.257處)的時間間隔。r2稱為半峰值時間指由0點到電流峰值再到峰值下降至一半的時間間隔。例如，較常見的8/20jis模擬雷電流波形(在很多避雷元件上均標有8/20岬或10/350|is等)，指該雷電流波形為TSnstZO0/,r2=20ns±20%的典型雷電流。

       雷擊分為兩種形式：感應雷與直擊雷。感應雷是指附近發(fā)生雷擊時設備或線路產(chǎn)生靜電感應或電磁感應所產(chǎn)生的雷擊;直擊雷是雷電直接擊中電氣設備或線路，造成強大的雷電流通過擊中的物體泄放入地。

       直擊雷與感應雷波形如圖8-9(b)所示，由圖8-9可見，直擊雷峰值電流可達75kA以上，所以破壞性很大。大部分雷擊為感應雷，其峰值電流較小，一般在15kA以內(nèi)。

       依據(jù)雷電活動的日期，將發(fā)生雷閃或雷聲的時間稱為雷暴日。年平均雷暴小于15天的地區(qū)稱為少雷區(qū)，超過40天的地區(qū)稱為多雷區(qū)。又依據(jù)雷電過電壓大小及每年平均發(fā)生雷暴過電壓次數(shù)，可將雷電地區(qū)分為髙、中、低區(qū)。

       由圖8-9(c)可見，以6kV雷擊過電壓而論，在低雷區(qū)每年不發(fā)生這種過電壓雷擊，而在中雷區(qū)每年平均發(fā)生3?4次，在高雷區(qū)每年平均有70次。說明同一雷擊過電壓情況下，高雷區(qū)雷擊次數(shù)最多。

       (b)iii爾號感應雷電池波形

       2.雷電流的危害

       雷電流在放電瞬間浪涌電流高達lkA?lOOkA,其上升時間不到ljxs,其能量巨大，可損壞建筑物，中斷通信，危害人身安全。但因遭受直接甫擊范圍小，故在造成的破壞中不是主要的危險，而其間接危害則不容忽視。

       ①產(chǎn)生強大的感應電流或高壓直擊雷浪涌電流，若使天線帶電，就會產(chǎn)生強大的電磁場，使附近線路和導電設備出現(xiàn)閃電的特征。這種電磁輔射作用，破壞性很嚴重。

       ②地面雷浪涌電流使地電位上升，依據(jù)地面電阻率與地面電流強度的不同，地面電位上升程度不一。但由于地面過電位的不斷擴散，會對周圍電子系統(tǒng)中的設備造成干擾，甚至被過壓損壞。

       ③靜電場增加接近帶電云團處周兩靜電場強度可升至50kV/m,K于這種環(huán)境的空中線路電勢會驟增，而空氣中的放電火花也會產(chǎn)生高速電磁脈沖，造成對電子設備的干擾。

       當代微電子設備的應用已十分普及，由于雷浪涌電流的影響而使設備酎過壓、耐過電流水平下降，并已在某些場合造成了雷電災害。

       3.雷電流干擾

       (1)直擊雷對通信大樓的環(huán)境影響

       現(xiàn)代通信大樓雖然己采用鋼框架及鋼筋互連結(jié)構(gòu)，同時也采用常規(guī)防雷措施，如在大樓房頂上若設有天線鐵塔時，在鐵塔上安裝了避雷針，而且避雷針由引線與接地裝置互連：還在大樓頂層安裝了避雷帶和避雷網(wǎng)，又用連線與地相連。因此，現(xiàn)代通信大樓已幾乎不再發(fā)生直接雷擊。但是環(huán)境惡劣的移動通信站、程控交換模塊局、無人值守網(wǎng)絡終端單元，均可遭受到直擊雷。

       據(jù)資料報道：具有鋼框架及鋼筋互連結(jié)構(gòu)的電信大樓，倘若發(fā)生直擊雷電時，其雷流涌電流也不可以低估，這種電流從雷擊點侵入，流至大樓的墻、柱、梁、地面的鋼框架和鋼筋中。而經(jīng)避雷針流入的電流不多，絕大部分電流集中從外墻流入(也有少量從立柱中流入)。又發(fā)現(xiàn)在大樓內(nèi)的雷浪涌電流幾乎都從縱向立柱中侵入，而通過橫向梁侵入的電流很少。

       依據(jù)實驗資料，若大樓外墻為混凝上鋼筋結(jié)構(gòu)時，由雷浪涌電流產(chǎn)生的樓層間電位差很小，如峰值為200kA,波長為12ns的浪涌電流層間電位差僅為0.8kV.若在相同條件下大樓外墻無鋼筋結(jié)構(gòu)時，層間電位差高達8.2kV.此外，在雷浪涌電流入侵的柱子附近，還存在著很強的磁場(但是在柱子與柱子之間的磁場有所削弱)。

       從過去遭受直擊雷實例來看，當大樓的鋼框架或鋼筋侵入雷浪涌電流時，使設在同一大樓內(nèi)的各種電氣設備之間產(chǎn)生電位差，同時還會出現(xiàn)很強的磁場。另外還引起地電位上升，所以對大樓內(nèi)通信裝置或電源設備及其饋線路造成很大下擾。

       (2)雷擊對電力電纜的影響

       直擊雷的沖擊波作用于電力電纜附近大地時，蛍電流會使雷擊點周圍土壤電離，并產(chǎn)生電弧，由于電弧形成的熱效應、機械效應及磁效應等綜合作用而使電纜壓扁，并可導致電纜的內(nèi)外金屬粘連短路。另外，雷擊電纜附近樹木時，雷電流又可經(jīng)樹根向電纜附近土壤放電，也可使電統(tǒng)損壞。

       感應雷可在電纜表層與內(nèi)部的導體間產(chǎn)生過電壓，也會使電纜內(nèi)部遭受破壞?因為雷電流在電纜附近放電入地時，電纜周圍位置將形成很強的磁場，進而使電纜的內(nèi)外產(chǎn)生很大的感應電壓，造成電纜外層擊穿和周圍絕緣層燒壞。

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