- $
各種貴州防雷檢測(cè)設(shè)備的介紹
接閃器
避雷針是最早的接閃器，也是目前世界上公認(rèn)的最成熟的防直擊雷裝置。避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷線是避雷針的變形，其接閃原理是一致的。對(duì)避雷針的接閃原理的認(rèn)識(shí)是有一個(gè)發(fā)展過(guò)程的，現(xiàn)在的滾球法理論解釋了接閃器吸引雷電的各種現(xiàn)象。滾球法理論認(rèn)為：
a.接閃器的保護(hù)范圍如圖所示：半徑為R 的球與接閃器和地面相切繞接閃器滾動(dòng)一周所形成的陰影區(qū)域即為接閃器的保護(hù)范圍。R 根據(jù)不同的防雷類別分別選為30米、45米、60米。
b.在保護(hù)范圍內(nèi)并不是沒(méi)有雷擊，只是雷擊能量較小，滾球半徑R 越小，進(jìn)入保護(hù)范圍的雷擊能量也越小，也就是說(shuō)接閃器的防雷效果越好。
c.接閃器并非越高越好，超過(guò)60米的接閃器在技術(shù)上是沒(méi)有多大意義的。
理論上任何良好接地的金屬物體都可以作為接閃器，因此隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)接閃器的外形提出了要求，希望能與漂亮的現(xiàn)代建筑協(xié)調(diào)，出現(xiàn)了一些形狀各異，五彩繽紛的接閃器，但其防雷原理并沒(méi)有改變。
由于傳統(tǒng)接閃器并沒(méi)有消除雷擊，而只是將雷電流引向自身，這樣會(huì)帶來(lái)地電位升高、側(cè)擊、雷電流電磁干擾等問(wèn)題，雖然能采用其它技術(shù)手段解決，但人們總希望有一勞永逸的解決方法。近年來(lái)出現(xiàn)了一些新產(chǎn)品，聲稱在進(jìn)一步控制雷電方面取得了成果。
消雷器
消雷器是近年來(lái)有非常大影響的防雷產(chǎn)品。它是希望改變接閃器的材料和形狀來(lái)產(chǎn)生電流綜合雷云中的電荷，讓雷云在消雷器的保護(hù)范圍內(nèi)無(wú)法建立起接閃所需的場(chǎng)強(qiáng)，以達(dá)到消雷的目的。由于消雷器所聲稱的效果完全滿足了人們所希望的防雷效果，因此一段時(shí)間內(nèi)消雷器風(fēng)靡市場(chǎng)。后來(lái)許多專家提出異議，認(rèn)為消雷器的原理在技術(shù)上無(wú)法實(shí)現(xiàn)，并在理論上和實(shí)踐上提出了大量例證，市售消雷器并不能真正消雷。由于兩派觀點(diǎn)都有知名防雷專家支持，所以消雷器在防雷學(xué)術(shù)界引起很大的爭(zhēng)論，遺憾的是最后這些爭(zhēng)論發(fā)展到超出了學(xué)術(shù)范疇，認(rèn)為是專家的道德問(wèn)題，有的居然提到了偽科學(xué)問(wèn)題。結(jié)果誰(shuí)也沒(méi)被說(shuō)服，爭(zhēng)論最后以行政命令禁用消雷器而告終。在消雷器的繁榮時(shí)期，許多廠家也提供與消雷器相似原理的接閃器，名目繁多，有導(dǎo)體消雷器、半導(dǎo)體消雷器、大幅度降低接閃電流的特殊避雷針等。在各部發(fā)文禁用消雷器后，這些產(chǎn)品也銷聲匿跡，或改頭換面。
特殊避雷針
還有一些避雷針承認(rèn)自己接閃雷電，但其保護(hù)范圍特別大，而且不會(huì)因?yàn)榧友b了避雷針而增大雷擊概率。這一類產(chǎn)品在市場(chǎng)上的份額不大，沒(méi)多少人去深究其技術(shù)原理的可行性。但在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定任何接閃器都只能按滾球法校核保護(hù)范圍。
引下線
一些廠家不在接閃器上作文章，卻在引下線上采取措施，他們認(rèn)為接閃器接閃時(shí)大量的雷電流通過(guò)引下線入地，會(huì)在周圍的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)雷，因此推出有屏蔽作用的引下線。必須指出：感應(yīng)雷主要是由雷云的靜電感應(yīng)引起的，只屏蔽引下線作用并不大，而是要加強(qiáng)所有導(dǎo)線的屏蔽效果，才能削弱感應(yīng)雷。
其實(shí)，在國(guó)標(biāo)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057—94）中，對(duì)金屬引下線的規(guī)定就已采取了降低引下線電磁干擾的措施，如多根引下線的分流作用，均勻?qū)ΨQ的布置在建筑物四周可相互抵消內(nèi)部電磁場(chǎng)，利用建筑物的鋼筋框架這個(gè)很好的屏蔽籠（法拉第籠）接閃引下雷電流等。因此，普通金屬引下線的方法在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上都是可行的。
低壓電源避雷器
原郵電部的分析統(tǒng)計(jì)表明：通信站80%的雷擊事故是由雷電波侵入電源線造成。因此，低壓交流避雷器發(fā)展非常迅速，而以MOV材料為主的避雷器在市場(chǎng)上占有統(tǒng)治地位。MOV避雷器的生產(chǎn)廠家眾多，其產(chǎn)品的差別主要表現(xiàn)在：
通流容量
通流容量是避雷器所能耐受的最大雷電流（8×20`μs）。信息產(chǎn)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)定》對(duì)電源避雷器的通流容量做出了規(guī)定，首級(jí)避雷器大于20KA。不過(guò)目前市場(chǎng)上避雷器通流容量有越做越大的趨勢(shì)，通流容量大避雷器不容易被雷擊損壞，耐受小雷電流沖擊的次數(shù)增加，殘壓也略有降低，采取冗余并聯(lián)技術(shù)的避雷器還提高了保護(hù)能力的可*性。但是避雷器的損壞并不都是由于雷擊造成。
目前，有人提出檢測(cè)避雷器應(yīng)采用10X350微秒電流波，其理由是IEC1024和IEC1312等標(biāo)準(zhǔn)在描述雷電波時(shí)采用了10X350微秒波。這種說(shuō)法是局限的，因?yàn)樵贗EC1312中對(duì)避雷器進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)仍然采用8X20微秒電流波，在IEC1643《低壓配電系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備（SPD）——選用原理》中也采用8X20微秒波來(lái)作為檢測(cè)避雷器（SPD）的主要電流波形。因此，不能說(shuō)用8X20微秒波檢測(cè)避雷器的通流容量是過(guò)時(shí)的，也不能說(shuō)用8X20微秒波檢測(cè)避雷器的通流容量就不符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
保護(hù)電路
MOV避雷器的失效有短路和開路兩種形式，強(qiáng)大的雷電流可能將避雷器擊壞，形成開路故障，這時(shí)避雷器模塊的外形往往會(huì)被破壞。避雷器也可能因時(shí)間長(zhǎng)材料老化而動(dòng)作電壓下降，當(dāng)動(dòng)作電壓下降到低于線路工作電壓的水平時(shí)，避雷器通過(guò)交流電流增加，避雷器發(fā)熱，最終會(huì)破壞MOV器件的非線性特性，導(dǎo)致避雷器部分短路燒毀。電源線路故障造成的工作電壓升高也可能產(chǎn)生類似情況。
避雷器的開路故障不影響電源供電，要檢查動(dòng)作電壓才能發(fā)現(xiàn)，因此避雷器需定期檢查。
避雷器的短路故障影響電源供電，發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀導(dǎo)線，需要保護(hù)報(bào)警電路來(lái)確保供電安全，過(guò)去主要是在避雷器模塊上串聯(lián)保險(xiǎn)絲，但保險(xiǎn)絲既要保證雷電流通過(guò)又要在短路電流出現(xiàn)時(shí)熔斷，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)起來(lái)較困難，特別是避雷器模塊多是部分短路，短路時(shí)流過(guò)的電流并不大，但持續(xù)電流足以使主要用于泄放脈沖電流的避雷器嚴(yán)重發(fā)熱。后來(lái)出現(xiàn)的溫度斷開裝置較好地解決了這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)設(shè)定裝置的斷開溫度來(lái)檢測(cè)避雷器的部分短路，一旦避雷器發(fā)熱裝置自動(dòng)斷開，并給出光、電、聲地報(bào)警信號(hào)。
殘壓
信息產(chǎn)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)定》（YD5078－98）對(duì)各級(jí)避雷器的殘壓做出了具體要求，應(yīng)該說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)要求的指標(biāo)是很容易達(dá)到的，MOV避雷器的殘壓是其動(dòng)作電壓的2.5—3.5倍。直接并聯(lián)的單級(jí)避雷器其殘壓差別并不大，降低殘壓的措施是降低動(dòng)作電壓和增大避雷器通流容量，但動(dòng)作電壓太低由于電源不穩(wěn)造成的避雷器損壞就會(huì)增加。國(guó)外一些產(chǎn)品在進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)初期，動(dòng)作電壓都很低，后來(lái)都大大提高了動(dòng)作電壓。
可以通過(guò)兩級(jí)避雷器來(lái)降低殘壓。
雷電波入侵時(shí)避雷器1放電，產(chǎn)生的殘壓為V1；流過(guò)避雷器1的電流為I1；
避雷器2放電的殘壓為V2，流過(guò)的電流為I2。這樣就有：V2=V1-I2Z
顯然避雷器2的殘壓低于避雷器1的殘壓。
有廠家提供兩級(jí)防雷的避雷器，用于單相電源防雷，因單相供電的功率一般在5KW以下，線路電流不大，阻抗電感容易繞制。也有廠家提供三相的兩級(jí)避雷器，因三相電源的功率可能很大，因此這種避雷器的體積大、價(jià)格高。
在標(biāo)準(zhǔn)中要求在電源線上多級(jí)加裝避雷器，其實(shí)也能實(shí)現(xiàn)降低殘壓的效果，只不過(guò)是利用了導(dǎo)線的自感做各級(jí)避雷器間的隔離阻抗電感。
避雷器的殘壓只是避雷器的技術(shù)指標(biāo)，真正加在設(shè)備上的過(guò)電壓還要在殘壓的基礎(chǔ)上加上避雷器與電源線、地線連接的兩段導(dǎo)線電感產(chǎn)生的附加電壓，因此正確的安裝避雷器也是降低設(shè)備過(guò)電壓的重要措施。
其它功能
避雷器還可以根據(jù)用戶需要提供雷擊計(jì)數(shù)器、監(jiān)控接口和不同的安裝方式。
通信線路避雷器
通信線路避雷器的技術(shù)要求較高，因?yàn)槌藵M足防雷技術(shù)要求外，還須保證傳輸指標(biāo)符合要求。加上與通信線路相連的設(shè)備耐壓很低，對(duì)防雷器件的殘壓要求嚴(yán)格，因此在選擇防雷器件時(shí)較困難，目前常用的防雷器件的相關(guān)性能
理想的通信線路防雷器件應(yīng)是電容小、殘壓低、通流大、響應(yīng)快。顯然表中的器件都不理想，放電管幾乎可以用于所有的通信頻率，但其防雷能力較弱；MOV電容較大，只適用于音頻傳輸，TVS耐雷電流的能力較弱只能起輔助保護(hù)作用。不同的防雷器件在電流波的沖擊下其殘壓波形也不同。根據(jù)殘壓波形的特點(diǎn)，可將避雷器分為開關(guān)型和限壓型，也可以將兩種復(fù)合在一起，揚(yáng)長(zhǎng)避短。
解決的方法是采用不同器件組合成兩級(jí)避雷器，其原理圖與電源的兩級(jí)避雷器同。只是第一級(jí)用放電管，中間隔離阻抗用電阻或PTC，第二級(jí)用TVS，這樣可以發(fā)揮各器件之所長(zhǎng)。這種避雷器大約可到幾十MHZ的頻率。
更高頻率的避雷器就主要是采用放電管了，如移動(dòng)和尋呼的天饋線避雷器，否則很難滿足傳輸要求。也有產(chǎn)品采用高通濾波器的原理，因雷電波的能量頻譜集中在幾千赫茲到幾百千赫茲之間，相對(duì)于天線的頻率很低，濾波器容易制作。
最簡(jiǎn)單的電路是在高頻芯線上并聯(lián)一個(gè)小磁芯電感，就可以構(gòu)成高通濾波的避雷器。對(duì)于點(diǎn)頻通信天線也可采用四分之一波長(zhǎng)的短路線構(gòu)成帶通濾波器，防雷效果更好，但這兩種方法都會(huì)將天饋線上傳送的直流短路，其應(yīng)用范圍有限。
接地裝置
接地是防雷的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的接地方法是采用金屬型材鋪設(shè)水平或垂直地極，在腐蝕強(qiáng)烈的地區(qū)可以采用鍍鋅和加大金屬型材的截面積的方法抗腐，也可以采用非金屬導(dǎo)體做地極，如石墨地極和硅酸鹽水泥地極。更合理的方法是利用現(xiàn)代建筑的基礎(chǔ)鋼筋做地極，由于過(guò)去對(duì)防雷認(rèn)識(shí)的局限性，片面強(qiáng)調(diào)降低接地電阻的重要性，導(dǎo)致一些廠家推出各種接地產(chǎn)品，聲稱能降低地電阻。如降阻劑、高分子地極、非金屬地極等。
其實(shí)就防雷的角度講，對(duì)接地電阻的認(rèn)識(shí)已有變化，對(duì)地網(wǎng)的布置形式的要求較高，對(duì)阻值要求放松，在GB50057--94中只強(qiáng)調(diào)了各種建筑的地網(wǎng)形式，而沒(méi)有阻值要求，這是由于在等電位原理的防雷理論中，地網(wǎng)只是一個(gè)總的電位基準(zhǔn)點(diǎn)，并不是零電位點(diǎn)。要求地網(wǎng)形狀是為了等電位的需要，而要求阻值就不符合邏輯了，當(dāng)然在條件許可時(shí)，獲得低的接地電阻總沒(méi)有什么錯(cuò)。另外供電和通信對(duì)接地電阻有要求，那已超出防雷技術(shù)的范圍。
接地電阻主要受土壤電阻率和地極與土壤接觸電阻有關(guān)，在構(gòu)成地網(wǎng)時(shí)與形狀和地極數(shù)量也有關(guān)系，降阻劑和各種接地極無(wú)非是改善地極與土壤的接觸電阻或接觸面積。但土壤電阻率起決定作用，其它的都較易改變，如果土壤電阻率太高就只有工程浩大的換土或改良土壤的方法才能有效，其它方法都難以湊效。
貴州防雷產(chǎn)品是一個(gè)老話題，但仍在不斷發(fā)展中，應(yīng)該說(shuō)現(xiàn)在尚無(wú)萬(wàn)試萬(wàn)靈的產(chǎn)品。防雷技術(shù)還有許多待探索的東西，目前雷云起電的機(jī)理還不清楚，雷電感應(yīng)的定量研究也很薄弱，因此防雷產(chǎn)品也在發(fā)展中，一些防雷產(chǎn)品所聲稱的新效果，需以科學(xué)的態(tài)度在實(shí)踐中檢驗(yàn)，在理論上發(fā)展完善。由于雷電本身是小概率事件，需要大量長(zhǎng)期的統(tǒng)計(jì)分析才能得到有益的結(jié)果，這需要各方的通力合作才能實(shí)現(xiàn)。
