雷電源　　

雷電源（Lightning Power） 　　隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，感應(yīng)雷和雷電波侵入造成的危

害卻大大增加。信息時(shí)代的今天，電腦網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備越來(lái)越精密，其工作環(huán)境的要求也越來(lái)越高，而

雷電以及大型電氣設(shè)備的過(guò)電壓會(huì)越來(lái)越頻繁的通過(guò)電源、天線、無(wú)線電信號(hào)收發(fā)設(shè)備等線路侵入

室內(nèi)電氣設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，造成設(shè)備或元器件損壞，人員傷亡，傳輸或儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)受到干擾或丟失，甚

至使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作或暫時(shí)癱瘓、系統(tǒng)停頓，數(shù)輸中斷，局域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)遭到破壞。其危害

觸目驚心，間接損失一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直接經(jīng)濟(jì)損失。因此，雷電源便應(yīng)運(yùn)而生。編輯本段雷電源的發(fā)

展　　從1749年[1]，美國(guó)科學(xué)家Benjamin Franklin(本杰明?富蘭克林)等經(jīng)過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，建立了雷電理

論，并發(fā)明了避雷針，這就是早的雷產(chǎn)品。此階段的雷裝置比較簡(jiǎn)單，只有接閃器、引下線和接

地體，也就是現(xiàn)在所說(shuō)的直擊雷。 　　然后，隨著電的普及使用，高壓電線兩端的發(fā)配電設(shè)備遭受過(guò)電

壓損壞的現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)研究，人們發(fā)現(xiàn)這是“感應(yīng)雷”在作怪，并建立了感應(yīng)雷和高壓反擊的

理論，弄清了高壓雷電波在金屬線路傳播的規(guī)律。感應(yīng)雷是因?yàn)橹睋衾追烹姸袘?yīng)到附近金屬導(dǎo)體中，

其可以通過(guò)兩種不同的感應(yīng)方式入侵，一是靜電感應(yīng)，二是電磁感應(yīng)。雷電在高壓線路上感應(yīng)電涌，并

沿導(dǎo)線傳播到線路兩端的發(fā)配電設(shè)備，當(dāng)這些設(shè)備耐壓較低時(shí)，就會(huì)被電涌損壞。基于抑制電涌、保護(hù)

線路上設(shè)備的目的，到十九世紀(jì)末人們發(fā)明了避雷器。 　　后來(lái)，到了二十世紀(jì)70年代，隨著半導(dǎo)體集

成技術(shù)的發(fā)展和完善，半導(dǎo)體幾乎應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，由于半導(dǎo)體不能耐受過(guò)電壓和過(guò)電流，因

此凡是使用這些元件的計(jì)算機(jī)通信、微波通信等設(shè)雷害損壞的現(xiàn)象顯著增加。同時(shí)隨著高層建筑和

智能建筑的數(shù)量越來(lái)越多，雷技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，就是現(xiàn)代綜合雷階段，世界各國(guó)都有了完

善的雷規(guī)范，雷器材也變得五花百門(mén)，雷裝置，是簡(jiǎn)單地安裝避雷針和避雷器。作為現(xiàn)代綜

合雷，行雷擊損害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，再進(jìn)行外部雷和內(nèi)部雷布局。外部雷方面既要考慮直擊

雷，還要有側(cè)擊雷，雷電波入侵，做均壓環(huán)和金屬門(mén)窗與均壓環(huán)相連。而內(nèi)部雷，要做好電磁屏

蔽，減少電磁干擾，作等電位處理，減少線路之間的電位差，安裝電源浪涌保護(hù)器和信號(hào)浪涌保護(hù)器，

保護(hù)電子設(shè)備不受電涌損壞。編輯本段雷電對(duì)電源的危害　　業(yè)內(nèi)人士都知道雷電具有很強(qiáng)的破壞性，

主要有直擊雷、雷電感應(yīng)、雷電波侵入和地電壓反擊四種形式。常見(jiàn)的電子設(shè)備危害不是由于直接雷

擊引起的，而是由于雷擊發(fā)生時(shí)在電源和通訊線路中感應(yīng)的電流浪涌引起的。一方面由于電子設(shè)備內(nèi)部

結(jié)構(gòu)高度集成化(VLSI芯片)，從而造成設(shè)備耐壓、耐過(guò)電流的水平下降，對(duì)雷電(包括感應(yīng)雷及操作過(guò)電

壓浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信號(hào)來(lái)源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波侵入。浪涌電

壓可以從電源線或信號(hào)線等途徑竄入電腦設(shè)備。
一電源浪涌
　　電源浪涌并不源于雷擊，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障、投切大負(fù)荷時(shí)都會(huì)產(chǎn)生電源浪涌，綿延

千里，不論是雷擊還是線路浪涌發(fā)生的幾率都很高。當(dāng)距你幾百公里的遠(yuǎn)方發(fā)生了雷擊時(shí)，雷擊浪涌通

過(guò)傳輸，經(jīng)過(guò)變電站等衰減，到你的電腦時(shí)可能仍然有上千伏，這個(gè)高壓很短，只有幾十到幾

百個(gè)微秒，或者不燒毀電腦，但是對(duì)于電腦內(nèi)部的半導(dǎo)體元件卻有很大的損害，正象舊音響的雜音

比新的要大是因?yàn)閮?nèi)部元件受到損害一樣，隨著這些損害的加深，電腦也逐漸變的越來(lái)越不穩(wěn)定，或有

可能造成您重要數(shù)據(jù)的丟失。美國(guó)GE公司測(cè)定一般家庭、飯店、公寓等低壓配電線(110V)在10 000小時(shí)(

約一年兩個(gè)月)內(nèi)在線間發(fā)生的工作電壓一的浪涌電壓次數(shù)800余次，其中過(guò)1000V

的就有300余次。這樣的浪涌電壓有可能性將電子設(shè)備損壞。
二信號(hào)系統(tǒng)浪涌
　　信號(hào)系統(tǒng)浪涌電壓的主要來(lái)源是感應(yīng)雷擊、電磁干擾、無(wú)線電干擾和靜電干擾。金屬物體(如電話線

)受到這些干擾信號(hào)的影響，會(huì)使傳輸中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤碼，影響傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和傳輸速率。排除這些干擾

將會(huì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀況。編輯本段雷電源的原理　　其中金屬管線通道的浪涌和地線通道的地電位

反擊是電子信息系統(tǒng)致?lián)p的主要原因，它的見(jiàn)的致?lián)p形式是在電力線上引起的雷損，所以需作為擴(kuò)

的重點(diǎn)。由于雷電無(wú)孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)，雷電護(hù)將是個(gè)系統(tǒng)工程。雷電護(hù)的中心內(nèi)容是泄

放和均衡。
一、
　　泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過(guò)大地泄放，并且應(yīng)合層次性原則，即盡可能多、盡可能

遠(yuǎn)地將多余能量在引入通信系統(tǒng)之前泄放入地；層次性就是按照所設(shè)立的雷保護(hù)區(qū)分層次對(duì)雷電能量

進(jìn)行削弱。雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)，是按人、物和信息系統(tǒng)對(duì)雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不

同把環(huán)境分成幾個(gè)區(qū)域：LPZOA區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊，因此各特體都可能導(dǎo)走雷

電流，本區(qū)內(nèi)電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減。LPZOB區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區(qū)電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減

。LPZ1區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減少，電磁場(chǎng)衰減

和效果取決于整體的屏蔽措施。后續(xù)的雷區(qū)（LPZ2區(qū)等）如果需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流和電磁場(chǎng)

，就應(yīng)引入后續(xù)雷區(qū)，應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的環(huán)境區(qū)選擇且續(xù)雷區(qū)的要求條件。保護(hù)區(qū)序

號(hào)越高，預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電護(hù)技術(shù)中，雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義，它可

以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽、接地、等電們連接等技術(shù)措施的實(shí)施。
二、
　　均衡就是保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生致?lián)p的電位差，即系統(tǒng)所在環(huán)境及系統(tǒng)本身金屬導(dǎo)電體的

電位在瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)保持基本相等，這實(shí)質(zhì)是基于均壓等電位連接的。由的接地系統(tǒng)、等電位連接用

的金屬導(dǎo)線和等電位連接器（雷器）組成一個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的短時(shí)間里，這個(gè)電

位補(bǔ)償系統(tǒng)可以地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)導(dǎo)電部件之間建立起一個(gè)等電位，這些導(dǎo)電部件也

包括有源導(dǎo)線。通過(guò)這個(gè)的電位補(bǔ)償系統(tǒng)，可以在短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)等電位區(qū)域，這個(gè)區(qū)域相對(duì)

于遠(yuǎn)處可能存在數(shù)十千伏的電位差。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部，導(dǎo)電部件之間不存

在顯著的電位差
三、
　　雷電護(hù)系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部護(hù)，由接閃器、引下

線、接地體組成，可將大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放。過(guò)渡護(hù)，由合理的屏蔽、接地、布線組

成，可減少或阻塞通過(guò)各入侵通道引入的感應(yīng)。內(nèi)部護(hù)，由均壓等電位連接、過(guò)電壓保護(hù)組成，可均

衡系統(tǒng)電位，限制過(guò)電壓幅值。編輯本段雷電源技術(shù)　　目前我國(guó)雖然有多種雷技術(shù)，但原理不外

乎兩種方法避雷。
一、分合式避雷器采用斷開(kāi)法
　　在雷擊時(shí)快速將電源斷開(kāi)，保護(hù)設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)：工程簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：雷擊時(shí)間短（以納秒計(jì)算），有

時(shí)還來(lái)不及斷開(kāi)，雷電脈沖電流已經(jīng)讓電器設(shè)備遭到重創(chuàng)，同時(shí)當(dāng)今人們的生活和工作，也不允許

電器設(shè)備隨意斷電；因此缺點(diǎn)明顯，并不能夠較好雷，效果也就可想而知。
二、接地式避雷器是利用地泄法
　　原理：把雷擊電流直接引入大地，避免電器受到雷擊，但是需要有完善的埋地線工程。優(yōu)點(diǎn)：幾乎

不存在技術(shù)成份，缺點(diǎn)：會(huì)給高層樓宇的住戶、或高山、黃土等放電不理想地方的安裝帶來(lái)大施工不

便，這種環(huán)境下釋放雷電效果也不理想，且年久將被腐蝕。沒(méi)有誰(shuí)會(huì)去經(jīng)常檢查地線是否被腐蝕，有

時(shí)環(huán)境也不允，要做到標(biāo)準(zhǔn)（阻值≤4歐姆），合格的費(fèi)用幾乎都是避雷器本身造價(jià)的數(shù)倍，甚

至幾十倍。如果有一種能夠同時(shí)解決以上的弊端就是理想的了。