雷電對施工機械的危害及預(yù)防措施

  　1　雷電的產(chǎn)生

　　雷電是自然界中一種常見的放電現(xiàn)象。關(guān)于雷電的產(chǎn)生有多種解釋理論，通常我們認(rèn)為由于大氣中熱空氣上升，與高空冷空氣產(chǎn)生摩擦，從而形成了帶有正負(fù)電荷的小水滴。當(dāng)正負(fù)電荷累積達到一定的電荷值時，會在帶有不同極性的云團之間以及云團對地之間形成強大的電場，從而產(chǎn)生云團對云團和云團對地的放電過程，這就是通常所說的閃電和響雷。具體來說，冰晶的摩擦、雨滴的破碎、水滴的凍結(jié)、云體的碰撞等均可使云粒子起電。一般云的頂部帶正電，底部帶負(fù)電，兩種極性不同的電荷會使云的內(nèi)部或云與地之間形成強電場，瞬間劇烈放電爆發(fā)出強大的電火花，也就是我們看到的閃電。在閃電通道中，電流極強，溫度可驟升至2萬攝氏度，氣壓突增，空氣劇烈膨脹，人們便會聽到爆炸似的聲波振蕩，這就是雷聲。

　　2　雷電危害的種類

　　雷擊的危害主要有三方面：第一是直擊雷。是指雷云對大地某點發(fā)生的強烈放電。它可以直接擊中設(shè)備，雷電擊中架空線，如電力線，電話線等。雷電流便沿著導(dǎo)線進入設(shè)備，從而造成損壞。第二是感應(yīng)雷。它可以分為靜電感應(yīng)及電磁感應(yīng)。當(dāng)帶電雷云（一般帶負(fù)電）出現(xiàn)在導(dǎo)線上空時，由于靜電感應(yīng)作用，導(dǎo)線上束縛了大量的相反電荷。一旦雷云對某目標(biāo)放電，雷云上的負(fù)電荷便瞬間消失，此時導(dǎo)線上的大量正電荷依然存在，并以雷電波的形式沿著導(dǎo)線經(jīng)設(shè)備入地，引起設(shè)備損壞。當(dāng)雷電流沿著導(dǎo)體流入大地時，由于頻率高，強度大，在導(dǎo)體的附近便產(chǎn)生很強的交變電磁場，如果設(shè)備在這個場中，便會感應(yīng)出很高的電壓，以致?lián)p壞。對于靈敏的電子設(shè)備，尤需注意。第三是地電位提高。當(dāng)10kA的雷電流通過下導(dǎo)體入地時，我們假設(shè)接地電阻為10Ω，根據(jù)歐姆定律，我們可知在入地點A處電壓為100kV。因A點與B、C、D點相連，所以這幾點電壓都為100kV。而E點接地，其電壓值為0，設(shè)備的D點與E點間有100kV的電壓差，足以將設(shè)備損壞。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計表明：直擊雷的損壞僅占15％，感應(yīng)雷與地電位提高的損壞占85％。目前，直擊雷造成的災(zāi)害已明顯減少，而隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，感應(yīng)雷和雷電波侵入造成的危害卻大大增加。一般建筑物上的避雷針只能預(yù)防直擊雷，而強大的電磁場產(chǎn)生的感應(yīng)雷和脈沖電壓卻能潛入室內(nèi)危及電視、電話及聯(lián)網(wǎng)微機等弱電設(shè)備。

　　3　防雷的方法和技術(shù)

　　在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，雖然人類不可能完全控制暴烈的雷電，但是經(jīng)過長期的摸索與實踐，已積累起很多有關(guān)防雷的知識和經(jīng)驗，形成一系列對防雷行之有效的方法和技術(shù)。

　?。?）接閃　接閃就是讓在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電能量按照人們設(shè)計的通道泄放到大地中去。把一定保護范圍的閃電放電捕獲到，納入預(yù)先設(shè)計的對地泄放的合理途徑之中。避雷針是一種主動式接閃裝置，其功能就是把閃電電流引導(dǎo)入大地。避雷線和避雷帶是在避雷針基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。采用避雷針是最首要、最基本的防雷措施。

　?。?）接地　接地就是讓已經(jīng)納入防雷系統(tǒng)的閃電能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。過去有些規(guī)范要求電子設(shè)備單獨接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設(shè)備的正常工作。接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。防雷接地是防雷設(shè)施安裝驗收規(guī)范中最基本的安全要求。

　?。?）均壓連接　接閃裝置在捕獲雷電時，引下線立即升至高電位，會對防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導(dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，并使其電位升高，進而對人員和設(shè)備構(gòu)成危害。為了減少這種閃絡(luò)危險，最簡單的辦法是采用均壓環(huán)，將處于地電位的導(dǎo)體等電位連接起來，一直到接地裝置。金屬設(shè)施、電氣裝置和電子設(shè)備，如果其與防雷系統(tǒng)的導(dǎo)體，特別是接閃裝置的距離達不到規(guī)定的安全要求時，則應(yīng)該用較粗的導(dǎo)線把它們與防雷系統(tǒng)進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時，所有設(shè)施立即形成一個“等電位島”，保證導(dǎo)電部件之間不產(chǎn)生有害的電位差，不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產(chǎn)生的反擊。

　　（4）分流　分流就是在一切從室外來的導(dǎo)線與接地線之間并聯(lián)一種適當(dāng)?shù)谋芾灼?。?dāng)直接雷或感應(yīng)雷在線路上產(chǎn)生的過電壓波沿著這些導(dǎo)線進入室內(nèi)或設(shè)備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，將閃電電流分流入地。分流是現(xiàn)代防雷技術(shù)中迅猛發(fā)展的重點，是防護各種電氣電子設(shè)備的關(guān)鍵措施。由于雷電流在分流之后，仍會有少部分沿導(dǎo)線進入設(shè)備，這對于不耐高壓的微電子設(shè)備來說仍是很危險的，所以對于這類設(shè)備在導(dǎo)線進入機殼前應(yīng)進行多級分流。采用分流這一防雷措施時，應(yīng)特別注意避雷器性能參數(shù)的選擇，因為附加設(shè)施的安裝或多或少地會影響系統(tǒng)的性能。