電子情報時代の雷保護技術
1970年代以降、電子情報と航空宇宙技術の発展、半導体集積技術とマイクロエレクトロニクス技術の普及により、雷の電磁干渉と雷パルスの危険性がますます深刻になってきました。したがって、雷保護技術は電気の時代から電子情報の時代へと徐々に移行しています。電子情報時代における雷保護の主な目的は、次のような側面に現れています。
(1) 雷が構造物に直接衝突し、電気的影響、熱的影響および機械的影響を引き起こすことを防止する。
(2) 雷が金属線や金属パイプを通って雷波の形で構造物に侵入し、屋内の人の安全を危険にさらしたり、機器を破壊したりすることを防止してください。
(3) 雷雨による雷を防ぐため、強力なパルス電流が雲内の電荷を地面と中和し、静電場に強い変化を引き起こし、パイロットチャネルの符号と逆の電荷によって高電位が発生します。可燃性および爆発性の場所では、近くの導体に電子機器や危険が誘発されます。
(4) 雷などの電磁界誘導の危険を防止する。雷電流がマイクロ秒以内にゼロから数万アンペアに変化すると、周囲の空間に一時的な強力な電磁場が発生し、線路の誘導起電力によって被害が発生します。同時に、雷は数ヘルツの超低周波から数ギガヘルツの超高周波まで放射することがあります。保護対象物が雷に近づくと、主に静電誘導の影響を受けます。保護されたフィールドが雷から遠く離れている場合、主に電磁誘導の影響を受けます。放射線の影響は、信号線やアンテナなどの無線通信への干渉から、機器の損傷、可燃性や爆発性の場所での火花の発生、さらには爆発まで多岐にわたります。
電子情報時代における雷保護方法には、主に雷電流の分流と放電、雷波の侵入の阻止、およびシールド保護装置、等電位などの雷保護技術とその総合的な応用が含まれます。
人間が雷を完全に制御することはまだ不可能ですが、長年にわたる探求と実践の結果、雷保護に関する多くの知識と経験が蓄積され、一連の効果的な雷保護方法と技術が形成されてきました。これは、業界にとって雷災害を効果的に防止するための普遍的な指針となる重要性を持っています。
1.雷受信
雷接続とは、一定範囲内の雷（直撃雷）が任意に放電チャンネルを選択することができず、人間があらかじめ設計した避雷システムと所定のチャンネルに従ってのみエネルギーを地上に放出できることを意味します。雷を受信するための機器をライトニング端末といいます。国家規格「建築物の避雷設計基準」では、避雷針、避雷針（線）、避雷網は落雷を直接受ける装置であり、総称して受雷装置と呼ぶと記載されています。
建物の屋外の避雷では、雷が雷端子に接続された後、強力な雷電流が指定されたチャネルを介して地面に漏れ、雷電流による建物自体の損傷を効果的に防止できます。同時に、落雷を受けた後の漏電の過程で、避雷誘導に注意してください。外部シールドは、雷電流によって発生する強力な電磁場が近くの人や物体に害を及ぼすのを防ぎます。雷の誘導も、建物内の電子機器や電気機器や人に損害を与える可能性があります。したがって、過渡過電圧による線路上の機器の破壊を防ぐために、電子機器および電気機器の線路の前にサージ保護装置を設置する必要があります。
20 世紀に入ると、人々は雷誘導の危険性を認識し始めました。 1914 年、ドイツの W. Peterson は、接地雷保護線 (避雷線) 雷保護の理論を提唱しました。その後、アメリカ人のF・W・ピークとW・W・ルイスも、送電線への脅威は直撃雷だけでなく、誘導雷からも来ることに気づきました。 1930 年代後半になって初めて、人類は、100kV を超える電源線に対応する避雷針は直撃雷に対する基本的な保護手段であり、その機能は避雷針に似ているというコンセンサスに達しました。
避雷板とは、陸屋根の屋根周囲の欄干や傾斜屋根の棟や軒に金属製の金属板を避雷装置として設置するもので、地面としっかり接続することでより高い避雷効果が得られます。
雷終端ネットワークとは、雷保護のために鉄筋コンクリート構造物に強化メッシュを使用することを指します。必要に応じて、補助雷終端ネットワークを追加できます。したがって、雷終端ネットワークは隠蔽雷終端ネットワークとも呼ばれます。
2. 均圧化
避雷装置が雷を捕捉すると、引き込み線は直ちに高電位に上昇し、まだ低電位にある避雷装置の周囲の導体に側面フラッシュオーバーを引き起こし、その電位が上昇して人員や機器に危害を与えます。 。このフラッシュオーバーのリスクを軽減するには、最も簡単な方法は、電圧グレーディング リングを使用することです。つまり、低電位の導体を接地装置まで等電位で接続します。金属設備、電気機器および電子機器と避雷システム、特に避雷装置の導体との間の距離が指定された安全要件を満たさない場合、それらはワイヤで避雷装置に等電位接続する必要があります。このようにして、雷電流が通過したときに、導電部分の間に有害な電位差が発生せず、側面フラッシュオーバー放電が発生しないようにすることができます。完全な等電位接続により、雷電流が大地に流れ込むことによる地電位の上昇による反撃も防ぐことができます。
3. 接地
避雷接地とは、避雷装置に侵入した雷エネルギーを大地に逃がすことです。適切な接地により、引下げ導体の電圧が効果的に低減され、反撃を回避できます。過去には、電力網内の迷走電流や過渡電流が機器の通常動作に干渉するのを防ぐために、電子機器を個別に接地することが規制によっては要求されていました。 1990 年代以前は、通信およびナビゲーション機器は主に、干渉に特に敏感なアナログ通信を使用する電子管デバイスでした。通信機器やナビゲーション機器では、干渉を防ぐために電源と通信グランドを分離する方式が採用されています。現在、避雷工学の分野では個別接地は推奨されていません。 IEC 規格および ITU 関連規格では個別の接地は推奨されておらず、米国規格 IEEE Std1100-1992 では、いわゆる独立したコンピュータ、電子またはその他の接地体を機器の接地線の一部として使用することを推奨していません。ジャンクション。接地は、雷保護システムの最も基本的なリンクです。接地がしっかりしていないと、あらゆる避雷対策の効果が発揮されません。
4. 転用
分流とは、外部から来るすべての線（電力線、電話線、信号線、アンテナ給電線など）と接地線の間にサージプロテクターを並列に接続することです。線路上で発生した過電圧波が線路に沿って部屋や機器に侵入すると、サージプロテクターの抵抗が突然低い値に低下し、短絡に近くなり、雷電流が地面に分流されます。
分流による避雷手段を使用する場合は、追加設備の設置が避雷装置の性能に影響を与えるため、サージプロテクターの性能パラメータの選択に特別な注意を払う必要があります。たとえば、信号サージ保護装置の接続がシステムの伝送速度に影響を与えてはなりません。通過帯域内でのアンテナ フィーダ サージ プロテクターの損失は可能な限り小さくする必要があります。指向性機器に使用する場合は、測位誤差を生じないことが求められます。
5. シールド
シールドとは、宇宙からの雷電磁場の侵入を遮断するために、金属メッシュ、箔、シェル、チューブなどの導体を使用して保護対象をシールドすることです。
6. サージ保護
サージ保護 means that when the overvoltage formed in response to the lightning current hitting the transmission line propagates on the line in thunderstorm days, the transient overvoltage can be limited by the nonlinear element in the surge protector and the surge current Leak into the earth respectively, so that electronic and electrical equipment can be protected.
7. ドッジ
回避とは、雷雨が来たら、操作機器の電源を切り、電流の引き込み線を遮断し、アンテナと給電線を接地装置に接続することです。回避を成功させるには、信頼性の高い落雷検出および早期警報システムが必要であり、設置場所の選択では、落雷の可能性がある特別な場所を避ける必要があります。
上記の避雷方法は、地域の雷の法則に従って柔軟に選択する必要があります。
引き続き雷保護について学習してください。
