直擊雷的防護(hù)措施
評(píng)論： 更新日期：2015年05月21日
雷云對(duì)大地的電壓低則幾兆伏，高則數(shù)10MV甚至更高，雷云對(duì)大地一次閃擊放電的峰值電流平均約為30多KA，它的瞬時(shí)功率為109—1012W以上，由于瞬時(shí)功率很大，所以它的破壞力是相當(dāng)大的。
大部分電子計(jì)算機(jī)機(jī)房都擁有微波天線(xiàn)，而微波天線(xiàn)一般是安置在機(jī)房所在建筑物的屋頂或制高點(diǎn)。在便于收發(fā)微波信號(hào)的同時(shí)，也帶來(lái)易受直接雷的危害。所以對(duì)于機(jī)房微波天線(xiàn)必須慎重做好直擊雷的防范措施。
到現(xiàn)在為止，防直擊雷都是采用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷線(xiàn)作為接閃器，把雷電流接收下來(lái)，然后通過(guò)良好的接地裝置迅速而安全地把它送回大地。所有的避雷裝置都只是把雷擊的幾率和強(qiáng)度大大地降低，百分之百可靠的避雷裝
置即使做出來(lái)，造價(jià)也是十分昂貴的。
常用的接閃裝置，如避雷針、避雷帶、避雷線(xiàn)、避雷網(wǎng)等，它們都是用金屬做成，安裝在建筑物的最高點(diǎn)，如屋脊或屋角等最易受雷擊的地方，避雷網(wǎng)是用
金屬線(xiàn)造成的網(wǎng)，架在建筑物頂部空間，然后用截面積足夠大的金屬物讓它與大地連接。
當(dāng)高空出現(xiàn)雷云的時(shí)候，大地上由于靜電感應(yīng)作用，必然帶上與雷云相反的電荷，然而接閃設(shè)備(避雷針、避雷帶、避雷線(xiàn)、避雷網(wǎng)等)都處于地面上建筑物的最高處與雷云的距離最近，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(shè)備附近空間電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)比較大，比較容易吸引雷電先驅(qū)，使主放電集中到它上面，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(lái)更多的雷擊，它以自身多受雷擊而使周?chē)馐芾讚簟?/div>
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(guò)電壓的時(shí)間大大地縮短，雷擊危害性就大大減少。
雷擊的時(shí)候，雷云通過(guò)接閃器向大地放電的過(guò)程，可以近似用RC放電過(guò)程來(lái)模擬。因?yàn)榇蟮嘏c雷云之間相當(dāng)于一個(gè)充了電的電容器，如圖2—1所示。圖中雷云與大地之間的電容用電容器C表示，雷云內(nèi)部和雷電流通道的電阻用R1表示，接閃器和它與大地之間接地電阻（包括連接線(xiàn)的電阻和接地體的散流電阻，）R2表示。
圖2—1 雷擊時(shí)的電氣原理
由等效電路圖可知，雷擊時(shí)電流i與R及接閃器上的高電壓相互關(guān)系適合RC放電方程：iR – UC = 0（其中： R = R1 + R2）
式中：R1 為雷云內(nèi)部和雷電流通道的電阻；
R2 為接閃器和它與大地之間的連接電阻。
又因：I = - C·dUC/dt。所以：RC·dUC/dt+UC = 0
解此微分方程得：UC = Ae-t/RC (a)
由式（a）可知，當(dāng)t=0 時(shí)，A=UC為最大值，所以A就是剛剛發(fā)生閃擊那一瞬間接閃器對(duì)大地的電壓，也就是雷云對(duì)大地的電壓。并且R越小，UC衰減得越快，表示雷擊時(shí)散流得越快。
雷電流源的電阻包括主放電通道的電阻，大約幾kΩ。如果我們把帶電的雷云當(dāng)作電源，接閃器到大地看作是負(fù)載。那么，放電時(shí)，就相當(dāng)于一個(gè)有幾kΩ內(nèi)阻的電源，與一個(gè)僅有幾Ω接地電阻和少許引線(xiàn)的阻抗的負(fù)載連接(如圖2—1)這電源一般為幾MV到幾10MV，甚至更高。雷擊時(shí)接閃器對(duì)大地的電壓就是雷云的電壓，在雷云內(nèi)阻(包括通道電阻)與接地電阻(包括引線(xiàn)電阻)的分壓，接地電阻越小，其分壓值越小，相對(duì)來(lái)講就越安全。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(shì)必造價(jià)很高。工程上往往只要求做到足夠安全范圍即可。以上說(shuō)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(xiǎn)。
需要指出的是，大氣變化是大規(guī)模的，雷云的發(fā)生也是大規(guī)模的，而且雷云的移動(dòng)受很多可變因素支配，很多條件是隨機(jī)的，因此認(rèn)為有了避雷裝置就萬(wàn)無(wú)一失的想法是錯(cuò)誤的，避雷裝置只能大大減少被雷擊的可以有性。
