通信設(shè)備環(huán)境知識(shí)點(diǎn)精講之雷電分類及危害

       下面是由希賽小編整理的通信設(shè)備環(huán)境知識(shí)點(diǎn)精講之雷電分類及危害，希望能幫助學(xué)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(xué)術(shù)界仍有爭(zhēng)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(fù)電荷吸附效應(yīng)，在運(yùn)動(dòng)中聚集大量的電荷。當(dāng)不同電荷的積云靠近時(shí)，或帶電積云對(duì)大地的靜電感應(yīng)而產(chǎn)生異性電荷時(shí)，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(shí)驗(yàn)資料報(bào)道，雷電過電壓產(chǎn)生雷電的沖擊波幅值可高達(dá)1億伏，其電流幅值也高達(dá)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(diǎn)通過C點(diǎn)(電流峰值的10%處)和S點(diǎn)(電流峰值的90%處)作一條直線與橫軸相交的點(diǎn)。圖中乃稱為波前時(shí)間指0點(diǎn)到?點(diǎn)(1.257處)的時(shí)間間隔。r2稱為半峰值時(shí)間指由0點(diǎn)到電流峰值再到峰值下降至一半的時(shí)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(biāo)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(yīng)雷與直擊雷。感應(yīng)雷是指附近發(fā)生雷擊時(shí)設(shè)備或線路產(chǎn)生靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的雷擊;直擊雷是雷電直接擊中電氣設(shè)備或線路，造成強(qiáng)大的雷電流通過擊中的物體泄放入地。

       直擊雷與感應(yīng)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(dá)75kA以上，所以破壞性很大。大部分雷擊為感應(yīng)雷，其峰值電流較小，一般在15kA以內(nèi)。

       依據(jù)雷電活動(dòng)的日期，將發(fā)生雷閃或雷聲的時(shí)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(hào)感應(yīng)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(dá)lkA?lOOkA,其上升時(shí)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(xiǎn)，而其間接危害則不容忽視。

       ①產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流或高壓直擊雷浪涌電流，若使天線帶電，就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，使附近線路和導(dǎo)電設(shè)備出現(xiàn)閃電的特征。這種電磁輔射作用，破壞性很嚴(yán)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(qiáng)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(kuò)散，會(huì)對(duì)周圍電子系統(tǒng)中的設(shè)備造成干擾，甚至被過壓損壞。

       ③靜電場(chǎng)增加接近帶電云團(tuán)處周兩靜電場(chǎng)強(qiáng)度可升至50kV/m,K于這種環(huán)境的空中線路電勢(shì)會(huì)驟增，而空氣中的放電火花也會(huì)產(chǎn)生高速電磁脈沖，造成對(duì)電子設(shè)備的干擾。

       當(dāng)代微電子設(shè)備的應(yīng)用已十分普及，由于雷浪涌電流的影響而使設(shè)備酎過壓、耐過電流水平下降，并已在某些場(chǎng)合造成了雷電災(zāi)害。

       3.雷電流干擾

       (1)直擊雷對(duì)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(shí)也采用常規(guī)防雷措施，如在大樓房頂上若設(shè)有天線鐵塔時(shí)，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(dòng)通信站、程控交換模塊局、無人值守網(wǎng)絡(luò)終端單元，均可遭受到直擊雷。

       據(jù)資料報(bào)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(shí)，其雷流涌電流也不可以低估，這種電流從雷擊點(diǎn)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(shí)驗(yàn)資料，若大樓外墻為混凝上鋼筋結(jié)構(gòu)時(shí)，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(zhǎng)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(shí)，層間電位差高達(dá)8.2kV.此外，在雷浪涌電流入侵的柱子附近，還存在著很強(qiáng)的磁場(chǎng)(但是在柱子與柱子之間的磁場(chǎng)有所削弱)。

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

       (2)雷擊對(duì)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(shí)，蛍電流會(huì)使雷擊點(diǎn)周圍土壤電離，并產(chǎn)生電弧，由于電弧形成的熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)及磁效應(yīng)等綜合作用而使電纜壓扁，并可導(dǎo)致電纜的內(nèi)外金屬粘連短路。另外，雷擊電纜附近樹木時(shí)，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(yīng)雷可在電纜表層與內(nèi)部的導(dǎo)體間產(chǎn)生過電壓，也會(huì)使電纜內(nèi)部遭受破壞?因?yàn)槔纂娏髟陔娎|附近放電入地時(shí)，電纜周圍位置將形成很強(qiáng)的磁場(chǎng)，進(jìn)而使電纜的內(nèi)外產(chǎn)生很大的感應(yīng)電壓，造成電纜外層擊穿和周圍絕緣層燒壞。

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