雷电与浪涌防护

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2011年7月23日D3315次和D301次列车在温州因雷击发生车祸 10
被雷电击坏的CRT电视机
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被雷电击毁的平板电视机
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被雷电击坏的电脑设备
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1. 雷电的产生
迪拜塔遭雷击 14
1.1 地球表面的电场
在地球的周围充满着电场和磁场，这是造成很多大自然灾害的一个根源。
地球(带负电)
IEC62305-1.雷电防护第1部分——总则； IEC62305-2.雷电防护第2部分——风险管理； IEC62305-3.雷电防护第3部分——建筑物的物理损坏和生命危险； IEC62305-4.雷电防护第4部分——建筑物内电气与电子系统； IEC62305-5.雷电防护第5部分——公共设施。
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➢ 我国的雷击浪涌抗扰度试验标准是：GB/T17626.5（等同于国际标准IEC61000-
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➢ 现代电子设备功能越来越强，电路越来越复杂，元器件的密度越来高，但承 受电磁干扰或感应电压的能力越来越低。如不对这些电子产品进行静电感应保 护，或雷电感应保护，则通过ESD放电和二次雷击产生的浪涌电压脉冲，很容 易就把这些电子设备损坏。 ➢ 目前我国的低压配电设备普遍使用三相四线制（TN-C），这种供电系统现 在存在很大的不足。当雷电击中电网配电设备的高压输电线路时，会在低压输 电线路的中线中产生很高的浪涌电压，很容易对用电设备产生二次雷击，如果 不加以防雷保护，二次雷击将会导致大量用电设备以及电子仪器损坏。 ➢ 实践证明，很多雷击事故或火灾都是因为这种配电系统工作不安全引起的 。特别是在城市郊区或农村，每年都有成千上万的电子产品被雷击损坏，主要 原因是城市郊区和农村大多数低压电网还是采用明线输电，这种输电线路很容 易遭受雷击；或者，由于没有采取有效的防雷措施，雷击在中线中产生的反击 浪涌电压，传输距离相对较远，使很多用电设备遭受二次雷击。
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➢ 我国地处温带和亚热带地区，雷暴活动十分频繁，全国21个省会城市年最多雷暴日均 在50天以上，最多达到134天，雷电灾害是我国最严重的自然灾害之一。据有关部门统 计，2011年1~6月，全国共发生雷电灾害7000多起，造成直接经济损失1.3亿元，全国 因雷击造成人员伤亡的事故240多起，致死363人、致伤216人。由雷电灾害引起的火灾 爆炸事故400多起，建筑物受损300多起，电力行业遭雷击1700多起，通讯行业遭雷击 700多起，石化遭雷击200多起，各类贵重电器设备受损数达14000多件。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
雷电危害简介
➢ 全球大约有4万多个雷暴中心，每天大约有8百万次雷击，每次雷击产生的能 量可供一个100瓦的灯泡点亮3个月。 ➢ 在雨季，平均每6分钟就有一个人被雷电击中；每年有成千上万的人因雷电击 中而丧伤。 ➢ 1992年6月22日，北京国家气象中心多台计算机接口因感应雷击被毁，损失二 仟多万元。 ➢ 2004年6-8月份，我国共发生雷电灾害约6505起；造成人员伤亡997人(其中受 伤544人，死亡453人) ，其中因雷击造成爆炸起火的有52起，造成建筑物受损 350起，造成家用电器和办公电子电器设备受损2838起，造成供电故障362起， 经济损失超过10亿元。 ➢ 2011年7月23日晚，杭深线D301次列车与D3115次列车因雷电原因发生追尾事 故，造成经济直接损失4亿多元。 ➢ 2011年1-8月，深圳市因雷电造成经济直接损失6000多万元。 ➢ 因雷电原因，每年全世界有数千万个电器设备被损坏，并造成数千亿元的经 济损失。
4-5），欧洲的雷击浪涌抗扰度试验标准是：ITU-T K.20、ITU-T K.21、ITU-T K.45 ， 美 国 雷 击 浪 涌 抗 扰 度 试 验 的 标 准 是 ： ANSI/IEEEE C62.41 、 GR1089 、 FCC PART68、UL1449，相对来说，国外的技术标准要比中国的技术标准要严格很多， 这也表示中国的总体科学技术水平相对还比较落后。 ➢ 目前我们国内使用的大多数电子产品还不具备抵抗4000Vp以上的二次雷电浪涌 电压的冲击（国外大多数要求30kV），我国的很多地区，特别是农村或城市的郊 区，配电设施的建设还很不规范，我国的三相四线制（TN-C）的弊端（地线与中 线经常接错）也开始显露出来，每年被雷击损坏的各类电子设备不计其数，经济 损失惨重，这要求我们的防雷意识还需进一步提高。 ➢ 防雷标准和EMC标准具有一定的代表性和普遍性，但完全符合现有的防雷标准 和EMC标准的产品，并不一定能符合产品在特殊环境中的使用要求，例如，目前 我国的产品防雷标准（GB/T17626.5），指明电子产品可分为五个等级进行雷电保 护，但面对国内现有的三相四线制供电系统而言，这个标准是很低的，并且目前 国内的大部分电子产品还不能满足这个标准。
雷电与浪涌防护
➢ 下图是中国气象局的《国家闪电监测系统》。这套设备安装有GPS定位系统，以及 声、光、电测试设备，通过定点采样，可以把全国的雷电动态数据，如雷电闪击次数 、雷电强度等，收集后进行计算机处理。GPS是实现信息防雷的基础，有了它就可以 把全国的雷电分布做成电子地图。
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➢ 雷电是一种自然现象，雷电防护是一个非常复杂的系统工程。按行业分，防雷分建筑 物防雷、输电设备防雷、通信设备防雷、计算机网络设备防雷、家用电器防雷，以及信 息防雷等等；对不同行业、不同设备，到底需要采取什么样的防雷措施或等级来对雷电 进行防护，目前，标准并不统一，要求也不一样。 ➢ 目前我国常用的防雷标准： 1.中华人民共和国国家标准——建筑物防雷装置检测技术规范（GB/T21431-2008）； 2.中华人民共和国气象行业标准——安全防范系统雷电防护要求及检测技术规范（ ICS.07.060）； 3.中华人民共和国行业标准——民用建筑电气设计规范（JGJ16—2008）； 4.铁道部文件——《铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指导意见》。 ➢ 国际防雷标准：
地球与电离层之间存在很强的 电离层(带正电) 电场，电场强度大约为：