雷电流及对通信系统的危害

知识点：雷电流

雷电的产生原因学术界仍有争论，普遍的解释是地面湿度很大的气体受热上升与冷空气相遇形成积云，由于云层的负电荷吸附效应，在运动中聚集大量的电荷。当不同电荷的积云靠近时，或带电积云对大地的静电感应而产生异性电荷时，宇宙间将发生巨大的电脉冲放电，这种现象称为雷电。

一、雷电流

据试验资料报道，雷电过电压产生雷电的冲击波幅值可高达1亿伏，其电流幅值也高达几十万安培。雷电流波形如图1(a)所示。由图可见，形如锯齿波。图中在0点通过C点（电流峰值的10%处）和B点（电流峰值的90%处）作一条直线与横轴相交的点。图中T₁称为波前时间指0点到E点（1.25T处）的时间间隔。T₂称为半峰值时间指由0点到电流峰值再到峰值下降至一半的时间间隔。例如较常见的8/20μs模拟雷电流波形（在很多避雷元件上均标有8/20μs或10/350μs等），指该雷电流波形为T₁=8μs±20%，T₂=20μs±20 %的典型雷电流。

图1：雷电流波形及雷电区

直击雷是雷电直接击中建筑或电气设备或线路，造成强大的雷电流通过击中的物体泄放入地。感应雷是指附近发生雷击时设备或线路产生静电感应或电磁感应所产生的雷击。直击雷与感应雷波形如图1 (b)所示，由图可见，直击雷峰值电流可达75kA以上，所以破坏性很大。大部分雷击为感应雷，其峰值电流较小，一般在15kA以内。

依据雷电活动的日期，将发生雷闪或雷声的时间称为雷暴日。依据雷电过电压大小及每年平均发生雷暴过电压次数，可将雷电地区分为高、中、低区。由图1（c）可见，以6kV雷击过电压而论，在低雷区每年不发生这种过电压雷击，而在中雷区每年平均发生3~4次，在高雷区每年平均有70次。说明同一雷击过电压情况下，高雷区雷击次数最多。

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