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雷電間接效應測試系統(tǒng)分享】雷電防護是由雷電防護系統(tǒng)(LPS)和雷電電磁脈沖防護系統(tǒng)(LPMS)組成的。建筑物的自然構件(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共用自然構件會使被防護建筑物內空間電磁環(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象,每發(fā)生一次雷擊事件就會產生高能量的雷電流和伴隨雷電流產生的雷電電磁脈沖。
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的防護可采用LPS和LPMS進行綜合防護。外部LPS的作用是截獲擊向建筑物的直擊雷,把雷電流引導到地并泄放到大地,外部LPS的主導體就是引下線,雷電流流經引下線時就會在其周圍產生很強的LEMP.
內部LPS是為了避免雷電流通道與金屬部件之間產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設計,可以實現設備對于浪涌和輻射電磁場的防護。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部浪涌的幅值,空間屏蔽通常是由建筑物的自然構件組成,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件。
三、LPS的引下線產生的磁場和感應浪涌
LPS和LPMS共用的自然部件(如結構鋼筋作引下線)周圍的磁場是十分強的。
1、磁場分析
當雷直擊建筑物時,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體,鋼筋上流過很大的雷電流,會在屏蔽體內部空間產生很強的電磁場,尤其是引下線附件的區(qū)域。
2、感應浪涌電壓
LEMP以輻射耦合的形式對四周的金屬回路產生影響,這種耦合包括近場感應耦合。
對含有微電子器件的電子、電氣設備,雷電流的波頭時間和其變化率值大小至關重要,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備威脅最大。
四、結論
共用自然構件的LPS和LPMS在建筑物內對LEMP不敏感的設施是經濟可行的,LPMS的空間屏蔽對外來LEMP是有屏蔽作用的;對LEMP敏感的設施(例如微電子設備)是有致命損害的,應采用以下有效措施:
1、在原有共用自然構件組成的LPS和LPMS建筑中,另外增設對敏感電子設施再次屏蔽。
2、設置與LPMS分離的獨立LPS,LPS的主導體引下線應敷設在建筑外,不應穿透或埋入建筑物。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。