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雷電間接效應(yīng)測試系統(tǒng)分享】雷電防護(hù)是由雷電防護(hù)系統(tǒng)(LPS)和雷電電磁脈沖防護(hù)系統(tǒng)(LPMS)組成的。建筑物的自然構(gòu)件(例如混凝土中的鋼筋)常常既作為外部LPS的引下線又做為LPMS的空間屏蔽的格珊。LPS與LMPS共用自然構(gòu)件會使被防護(hù)建筑物內(nèi)空間電磁環(huán)境變壞,增加了LPMS的難度。
一、雷電流和雷電電磁脈沖(LEMP)
雷電是一種大氣物理現(xiàn)象,目前尚沒有裝置和辦法能阻止和消除雷電放電這種天氣現(xiàn)象,每發(fā)生一次雷擊事件就會產(chǎn)生高能量的雷電流和伴隨雷電流產(chǎn)生的雷電電磁脈沖。
雷電流是一個前沿很陡后沿較長的能量極高的脈沖電流波,一次雷擊會產(chǎn)生多次放電,因而有多個脈沖電流波。LEMP是伴隨雷電流同時產(chǎn)生的輻射電磁場,其能量與雷電流成正比。
二、LPS和LPMS
雷電流和LEMP的防護(hù)可采用LPS和LPMS進(jìn)行綜合防護(hù)。外部LPS的作用是截獲擊向建筑物的直擊雷,把雷電流引導(dǎo)到地并泄放到大地,外部LPS的主導(dǎo)體就是引下線,雷電流流經(jīng)引下線時就會在其周圍產(chǎn)生很強的LEMP.
內(nèi)部LPS是為了避免雷電流通道與金屬部件之間產(chǎn)生擊穿放電而采用增大間隔距離或等電位連接的方法。
通過LPMS設(shè)計,可以實現(xiàn)設(shè)備對于浪涌和輻射電磁場的防護(hù)。LPMS包括了空間屏蔽、線纜屏蔽、加裝SPD組、合理布線等措施,這些措施是相互配合而又必不可少的。
空間屏蔽能夠減小電磁場和內(nèi)部浪涌的幅值,空間屏蔽通常是由建筑物的自然構(gòu)件組成,建筑物的鋼筋又做為引下線。這樣LPS和LMPS就共用了建筑物的自然構(gòu)件。
三、LPS的引下線產(chǎn)生的磁場和感應(yīng)浪涌
LPS和LPMS共用的自然部件(如結(jié)構(gòu)鋼筋作引下線)周圍的磁場是十分強的。
1、磁場分析
當(dāng)雷直擊建筑物時,建筑物法拉第籠的鋼筋作為引下線,成為雷電流泄放到地的主導(dǎo)體,鋼筋上流過很大的雷電流,會在屏蔽體內(nèi)部空間產(chǎn)生很強的電磁場,尤其是引下線附件的區(qū)域。
2、感應(yīng)浪涌電壓
LEMP以輻射耦合的形式對四周的金屬回路產(chǎn)生影響,這種耦合包括近場感應(yīng)耦合。
對含有微電子器件的電子、電氣設(shè)備,雷電流的波頭時間和其變化率值大小至關(guān)重要,后續(xù)短雷擊雖然峰值電流小,但平均陡度大,因而對敏感的電子和電氣設(shè)備威脅最大。
四、結(jié)論
共用自然構(gòu)件的LPS和LPMS在建筑物內(nèi)對LEMP不敏感的設(shè)施是經(jīng)濟可行的,LPMS的空間屏蔽對外來LEMP是有屏蔽作用的;對LEMP敏感的設(shè)施(例如微電子設(shè)備)是有致命損害的,應(yīng)采用以下有效措施:
1、在原有共用自然構(gòu)件組成的LPS和LPMS建筑中,另外增設(shè)對敏感電子設(shè)施再次屏蔽。
2、設(shè)置與LPMS分離的獨立LPS,LPS的主導(dǎo)體引下線應(yīng)敷設(shè)在建筑外,不應(yīng)穿透或埋入建筑物。LEMP的屏蔽是與LPS的部件在EES之上是分離不相連的,這樣LPMS的空間屏蔽層才可起到屏蔽作用,改善電磁環(huán)境。