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      接闪器
      避雷针是最早的接闪器,也是目前世界上公认的最成熟的防直击雷装置。避雷带、避雷网、避雷线是避雷针的变形,其接闪原理是一致的。对避雷针的接闪原理的认识是有一个发展过程的,现在的滚球法理论比较全面地解释了接闪器吸引雷电的各种现象,被国内外标准所采纳。

      特殊避雷针
      还有一些避雷针承认自己接闪雷电,但其保护范围特别大,而且不会因为加装了避雷针而增大雷击概率。这一类产品在市场上的份额不大,没多少人去深究其技术原理的可行性。但在标准中规定任何接闪器都只能按滚球法校核保护范围。

      引下线
      一些厂家不在接闪器上作文章,却在引下线上采取措施,他们认为接闪器接闪时大量的雷电流通过引下线入地,会在周围的导体中产生感应雷,因此推出有屏蔽作用的引下线。必须指出:感应雷主要是由雷云的静电感应引起的,只屏蔽引下线作用并不大,而是要加强所有导线的屏蔽效果,才能削弱感应雷。
其实,在国标《建筑物防雷设计规范》(GB50057—94)中,对金属引下线的规定就已采取了降低引下线电磁干扰的措施,如多根引下线的分流作用,均匀对称的布置在建筑物四周可相互抵消内部电磁场,利用建筑物的钢筋框架这个很好的屏蔽笼(法拉第笼)接闪引下雷电流等。因此,普通金属引下线的方法在技术经济上都是可行的。

      低压电源避雷器
原邮电部的分析统计表明:通信站80%的雷击事故是由雷电波侵入电源线造成。因此,低压交流避雷器发展非常迅速,而以MOV材料为主的避雷器在市场上占有统治地位。MOV避雷器的生产厂家众多,其产品的差别主要表现在:
      通流容量
      通流容量是避雷器所能耐受的最大雷电流(8×20`μs)。信息产业部标准《通信工程电源系统防雷技术规定》对电源避雷器的通流容量做出了规定,首级避雷器大于20KA。不过目前市场上避雷器通流容量有越做越大的趋势,通流容量大避雷器不容易被雷击损坏,耐受小雷电流冲击的次数增加,残压也略有降低,采取冗余并联技术的避雷器还提高了保护能力的可*性。但是避雷器的损坏并不都是由于雷击造成。
目前,有人提出检测避雷器应采用10X350微秒电流波,其理由是IEC1024和IEC1312等标准在描述雷电波时采用了10X350微秒波。这种说法是不全面的,因为在IEC1312中对避雷器进行匹配计算时仍然采用8X20微秒电流波,在IEC1643《低压配电系统保护设备(SPD)——选用原理》中也采用8X20微秒波来作为检测避雷器(SPD)的主要电流波形。因此,不能说用8X20微秒波检测避雷器的通流容量是过时的,也不能说用8X20微秒波检测避雷器的通流容量就不符合国际标准。

      保护电路
      MOV避雷器的失效有短路和开路两种形式,强大的雷电流可能将避雷器击坏,形成开路故障,这时避雷器模块的外形往往会被破坏。避雷器也可能因时间长材料老化而动作电压下降,当动作电压下降到低于线路工作电压的水平时,避雷器通过交流电流增加,避雷器发热,最终会破坏MOV器件的非线性特性,导致避雷器部分短路烧毁。电源线路故障造成的工作电压升高也可能产生类似情况。
避雷器的开路故障不影响电源供电,要检查动作电压才能发现,因此避雷器需定期检查。
避雷器的短路故障影响电源供电,发热严重时会烧毁导线,需要保护报警电路来确保供电安全,过去主要是在避雷器模块上串联保险丝,但保险丝既要保证雷电流通过又要在短路电流出现时熔断,在技术上实现起来较困难,特别是避雷器模块多是部分短路,短路时流过的电流并不大,但持续电流足以使主要用于泄放脉冲电流的避雷器严重发热。后来出现的温度断开装置较好地解决了这个问题,通过设定装置的断开温度来检测避雷器的部分短路,一旦避雷器发热装置自动断开,并给出光、电、声地报警信号。

      通信线路避雷器
      通信线路避雷器的技术要求较高,因为除了满足防雷技术要求外,还须保证传输指标符合要求。加上与通信线路相连的设备耐压很低,对防雷器件的残压要求严格,因此在选择防雷器件时较困难,目前常用的防雷器件的相关性能
      理想的通信线路防雷器件应是电容小、残压低、通流大、响应快。显然表中的器件都不理想,放电管几乎可以用于所有的通信频率,但其防雷能力较弱;MOV电容较大,只适用于音频传输,TVS耐雷电流的能力较弱只能起辅助保护作用。不同的防雷器件在电流波的冲击下其残压波形也不同。根据残压波形的特点,可将避雷器分为开关型和限压型,也可以将两种复合在一起,扬长避短。
      解决的方法是采用不同器件组合成两级避雷器,其原理图与电源的两级避雷器同。只是第一级用放电管,中间隔离阻抗用电阻或PTC,第二级用TVS,这样可以发挥各器件之所长。这种避雷器大约可到几十MHZ的频率。
更高频率的避雷器就主要是采用放电管了,如移动和寻呼的天馈线避雷器,否则很难满足传输要求。也有产品采用高通滤波器的原理,因雷电波的能量频谱集中在几千赫兹到几百千赫兹之间,相对于天线的频率很低,滤波器容易制作。
      最简单的电路是在高频芯线上并联一个小磁芯电感,就可以构成高通滤波的避雷器。对于点频通信天线也可采用四分之一波长的短路线构成带通滤波器,防雷效果更好,但这两种方法都会将天馈线上传送的直流短路,其应用范围有限。

      接地装置
      接地是防雷的基础,标准规定的接地方法是采用金属型材铺设水平或垂直地极,在腐蚀强烈的地区可以采用镀锌和加大金属型材的截面积的方法抗腐,也可以采用非金属导体做地极,如石墨地极和硅酸盐水泥地极。更合理的方法是利用现代建筑的基础钢筋做地极,由于过去对防雷认识的局限性,片面强调降低接地电阻的重要性,导致一些厂家推出各种接地产品,声称能降低地电阻。如降阻剂、高分子地极、非金属地极等。
      其实就防雷的角度讲,对接地电阻的认识已有变化,对地网的布置形式的要求较高,对阻值要求放松,在GB50057--94中只强调了各种建筑的地网形式,而没有阻值要求,这是由于在等电位原理的防雷理论中,地网只是一个总的电位基准点,并不是绝对的零电位点。要求地网形状是为了等电位的需要,而要求阻值就不符合逻辑了,当然在条件许可时,获得低的接地电阻总没有什么错。另外供电和通信对接地电阻有要求,那已超出防雷技术的范围。

      接地电阻主要受土壤电阻率和地极与土壤接触电阻有关,在构成地网时与形状和地极数量也有关系,降阻剂和各种接地极无非是改善地极与土壤的接触电阻或接触面积。但土壤电阻率起决定作用,其它的都较易改变,如果土壤电阻率太高就只有工程浩大的换土或改良土壤的方法才能有效,其它方法都难以凑效。


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