當(dāng)發(fā)生雷擊時，會有強大的電流通過，從而產(chǎn)生熱效應(yīng)和機械效應(yīng)，如果信號設(shè)備被雷擊中，輕則發(fā)生故障，嚴重的話可以永久損壞，而且一旦信號設(shè)備遭受雷擊，也極有可能會傷及周圍的人。

　　摘要：從古到今，雷電都是一種自然現(xiàn)象，不會消失。而雷電的巨大力量一直是人們所忌憚的，當(dāng)認識到雷電的原理后，人們便不斷發(fā)明、創(chuàng)新各種方法來防御雷電。在現(xiàn)代社會中，信息化程度提高，信號設(shè)備增多，而信號設(shè)備被雷電破壞的事情也時有發(fā)生。文章就應(yīng)用等電位技術(shù)來確保信號設(shè)備不受雷電破壞做簡要分析。

　　關(guān)鍵詞：研究生論文,信號設(shè)備,雷電防護,等電位技術(shù),分析

　　雷擊或者觸電事故通常是由于產(chǎn)生了過大的電位差，只有保證兩點間電位差為零，才能保證不會有電流通過。所以，預(yù)防雷擊的有效措施就是采取防雷接地以及等電位措施。

　　1等電位概念以及實施目的

　　如果一根金屬導(dǎo)體中電流為零，則可以說導(dǎo)線兩端的電位相等；如果導(dǎo)體中有電流，則說明導(dǎo)線兩端存在電位差。根據(jù)IEC1024規(guī)定：外部避雷裝置、建筑物鋼筋架、安裝設(shè)備、各種導(dǎo)電體、供電設(shè)備以及通信設(shè)備應(yīng)該連接在一起，并在其外部采用均壓等電位導(dǎo)體或過電壓保護器進行保護，從而實現(xiàn)電位均衡，來防御雷擊。

　　對于等電位連接的目的，主要有以下兩點：

　　第一，保證人身安全。在室內(nèi)的信號設(shè)備機房內(nèi)，要將一切與大地直接聯(lián)系的金屬物體，例如交流工作地線、靜電地線、屏蔽地線、金屬管道、金屬門窗等全部實現(xiàn)電氣連接，這樣能夠減少地線與金屬物體之間的電位差，有效防止雷擊引起的機房內(nèi)部金屬物體之間的電位差，從而可以更好的保證機房內(nèi)部的人身安全。

　　第二，防護設(shè)備。以信號設(shè)備為例，因為信號設(shè)備不斷發(fā)出電磁波等信號，一旦出現(xiàn)雷雨天，雷電極有可能襲擊信號設(shè)備。另一方面，信號設(shè)備與人們的通信有著緊密聯(lián)系，一旦信號設(shè)備發(fā)生故障，人們的通信變中斷，小到無法看電視、上網(wǎng)，大到無法進行兩人之間的聯(lián)系，耽誤工作，會給人們帶來極大的不方便，所以要切實做好信號設(shè)備的防雷電工作。只有把設(shè)備與防雷系統(tǒng)保持到絕對的等電位，才能夠最大限度的保護設(shè)備安全，這是在前期施工中必須要保障的。

　　2常見錯誤的等電位連接方法

　　等電位的連接是實現(xiàn)等電位的最關(guān)鍵一步，如果設(shè)計方法或者連接方式不對，就會造成等電位無效，無法起到防雷電的效果。

　　2.1一種錯誤的等電位連接方法

　　如圖1所示，a點和b點、c點和d點、e點和f點之間都通過導(dǎo)線連接到了均壓等電位銅帶上。所以b點、d點、f點的電壓相等，即Ub=Ud=Uf，又因為cd間電流為零，ef間電流為零，所以c點電壓等于d點電壓，e點電壓等于f點電壓。圖1中的防雷器件安裝在墻壁上，ab間的導(dǎo)線長度約為1m，防雷器件能夠承受的限度為，在8/20μs雷電電磁脈沖感應(yīng)過電壓時，額定的能夠通過的電流流量為40kA。我們假設(shè)在發(fā)生雷擊的時候防雷器件能夠吸收全部的雷電，可以使雷電的高壓轉(zhuǎn)變成電流，進而導(dǎo)入大地。再次假設(shè)電流為40kA，正好為額定通流容量，這時ab之間線路上就產(chǎn)生了Uab=Iab×Rab+Lab×dI/dt=1m×1μH×40kA/8μs=5kV（假設(shè)每米電纜線長度電感1μH，Rab=0）的電位差。從公式中可以知道，ab之間的電位差達到了5kV，由前面等式可知，b點電壓等于d點電壓等于f點電壓，所以這時電位就會全部傳遞給電源和信號設(shè)備，必然會造成機房設(shè)備的損壞，所以這種設(shè)計方案是無效的。

　　2.2另一種錯誤的設(shè)計方法

　　如圖2所示，電源防雷器與配電柜和地排進行并聯(lián)連接。a到b、c到d是防雷器件的安裝連線。在雷電電磁脈沖為8/20μs時，感應(yīng)過電壓額定的電流通流量為40kA，而且這時殘余的最大電力為1400V，a與b之間的連線為0.5m。當(dāng)發(fā)生雷擊情況時，假設(shè)通過的電流為40kA，正好為額定通流量，則此時ad線路上的電位差為Uad=Iad×Rad+UC+Lad×dI/dt=1400V+015m×1μH×40kA/8μs=3900V（假設(shè)每米電纜線長度電感為1μH，Rad=0，UC為防雷器件的殘余電壓1400V），通過計算可以得出ad間的電位差達到了3900V，而且全部傳送給了計算機設(shè)備，足以導(dǎo)致信號設(shè)備的嚴重損壞，所以，這種設(shè)計也是錯誤的。

　　3正確的等電位連接方法以及原理

　　由于大地電阻非常低，電容非常大，吸收大量的電荷之后還能保證電位不變，所以人們通常把大地作為參考電位體。

　　根據(jù)法拉第籠的原理，將各種信息設(shè)備的可導(dǎo)電外露金屬外殼，金屬構(gòu)件等用導(dǎo)體與大地相連接或者與代替大地的導(dǎo)體相連接，可以保證其電位近似相等或者完全相等，這就是等電位連接。等電位連接是在建筑施工中必須注意，也是極其重要的安全措施。

　　圖3是一種常用的等電位連接方法，a點與b點重合，使之成為防雷器件的火線（或者零線）接點，c點與d點重合成為防雷器件的地線接點，這樣即使產(chǎn)生雷擊，在防雷器件線長上也不會產(chǎn)生電位差，所以不會對信號設(shè)備產(chǎn)生危害，這是最理想的雷電防護技術(shù)。

　　4結(jié)語

　　雷電是危害信號設(shè)備和人身安全的重要因素，我們不能阻止雷電的發(fā)生，但是我們可以采取措施避免雷擊造成的危害。在一些有大量信號設(shè)備的基站中，更應(yīng)該做好防護雷電的保護措施。但是在做等電位的連接時，一定要掌握好原理，做好設(shè)計圖，確保完成等電位連接后能夠確實保護信號設(shè)備。而且在施工中，所用材料，例如地線，也必須達到安全標準才能投入使用。

　　參考文獻：

　　[1]謝慶華，陳涌，石堅韌.雷電防護及等電位接地的探討與應(yīng)用[J].安防科技，2007，（2）.

　　[2]顧曉，劉榮彥.建筑物雷電防護及等電位保護研究初探[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，（12）.

　　[3]樊敏.淺析信號設(shè)備雷電防護等電位技術(shù)[J].鐵道通信信號，2007，（11）.