摘要：本文從分析變壓器機(jī)械式分接開關(guān)在實(shí)際使用過程中存在的主要問題出發(fā)，主要介紹了機(jī)械式分接開關(guān)如何改造成電氣控制及相應(yīng)的電氣線路圖的改進(jìn)和設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：鹽浴爐；檔位操作；分接開關(guān)；控溫
1 變壓器的檔位操作
筆者曾在某廠熱處理車間工作多年，其車間有兩臺用于淬火的鹽浴爐。鹽浴爐要求在低電壓、大電流下工作，因此必須用變壓器來改變電壓電流。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，該變壓器有三個檔位，分別對應(yīng)鹽浴的三種工作狀態(tài)：1檔用于爐子升溫；2檔用于爐子保溫；3檔用于工件淬火。而1檔、2檔、3檔的定位是通過一只機(jī)械式分接開關(guān)去改變鹽浴爐變壓器的原邊繞組接線端來實(shí)現(xiàn)的，并且換檔操作由操作工人來完成。2 機(jī)械式分接開關(guān)存在的問題
2.1開關(guān)使用壽命短
由于熱處理車間溫度較高，加上鹽浴爐產(chǎn)生的腐蝕性氣體，使變壓器周圍的工作環(huán)境比較惡劣，而機(jī)械式分接開關(guān)是膠木結(jié)構(gòu)、機(jī)械觸點(diǎn)，又是人工換檔方式。因此，開關(guān)在使用過程中，膠木圈受熱易老化引起變形甚至開裂。在生產(chǎn)高峰，有時一只分接開關(guān)的使用壽命不到一個月，每年不能修復(fù)的分接開關(guān)價(jià)值達(dá)數(shù)干元，車間的設(shè)備維修費(fèi)用也因此提高。
2.2人工換檔存在定位不準(zhǔn)、觸點(diǎn)不到位等問題
此機(jī)械式分接開關(guān)是用于改變變壓器原邊繞組接線的，由于是三相變壓器，因此要求分接開關(guān)上的三個觸點(diǎn)同時對準(zhǔn)變壓器相應(yīng)檔位上的三個出線端。由于分接開關(guān)就安裝在變壓器上，離鹽浴爐距離很近，其觸點(diǎn)因經(jīng)常受腐蝕會造成接觸不良；分接開關(guān)的觸點(diǎn)接在變壓器的主電路中，流過的電流較大，觸點(diǎn)容易損壞。另外，人工換檔存在定位不準(zhǔn)、觸點(diǎn)不到位等現(xiàn)象，而且操作者換檔時必須站在變壓器上，既費(fèi)力又受到鹽浴高溫氣體的熏灼，人身安全和健康都受到影響。
綜上所述，機(jī)械式分接開關(guān)存在容易損壞、操作不便、維修工作量很大等問題，由此還會造成工件淬火質(zhì)量達(dá)不到工藝要求以及鹽浴凍結(jié)需重新升溫等，給生產(chǎn)和工廠帶來了很大的損失。
3 改進(jìn)方法
針對上述問題，我們對變壓器的分接開關(guān)進(jìn)行了電氣改造，用電氣控制來代替機(jī)械操作。
首先對原主電路進(jìn)行電氣改造。在斷電情況下，用機(jī)械式分接開關(guān)定位在1檔、2檔、3檔，分別找出各檔所對應(yīng)的變壓器原邊繞組的接線端，做好標(biāo)記，以便接觸器主電路的接線。其中用KMI控制1檔、KM2控制2檔、KM3控制3檔。
其次對控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。因原電路更換檔位由人工操作分接開關(guān)完成，現(xiàn)在主電路中取消了分接開關(guān)，改用了電氣控制，因此控制電路必須設(shè)計(jì)成1檔、2檔、3檔分別控制，這里我們考慮用一只十字開關(guān)來預(yù)選所需檔位，當(dāng)然也可以采有三只按鈕操作。各檔之間采用電氣互鎖，保證主電路中只有一個檔位的接觸器吸合。
為了便于操作者觀察和正確操作，我們還設(shè)計(jì)了各檔位工作時的指示電路，使操作者隨時了解鹽浴爐目前的工作狀態(tài)。這里選用方形指示燈，把檔位標(biāo)號貼于玻璃罩內(nèi)側(cè)，醒目又直觀。
接線完成后，為考慮人身和設(shè)備的安全，可以在不接通電源接觸器KM的情況下（只須將電子電位差計(jì)的電源斷開），進(jìn)行檔位操作，觀察主電路中各接觸器吸合情況是否符合要求。然后把電子電位差計(jì)的電源接上，看各檔定溫后能否準(zhǔn)確控溫：即到設(shè)定溫度，斷開選定檔位的接觸器；低于設(shè)定溫度，選定檔位的接觸器自動吸合進(jìn)行升溫。
4 使用效果
鹽浴爐變壓器的三個檔位的操作由機(jī)械式分接開關(guān)換檔變成電氣控制，把接在變壓器原邊電路中的分接開關(guān)去掉，改成允許頻繁操作的三個接觸器，在控制電路中使用十字開關(guān)預(yù)選所需檔位，增加三個中間繼電器，主要是為顯示鹽浴爐工作狀態(tài)考慮。加上電氣柜的改裝，整個電路的改造費(fèi)用在500元左右，而一只機(jī)械式分接開關(guān)的價(jià)格是400元左右，該車間的兩臺鹽浴爐每年平均更換分接開關(guān)不少于10只。
檔位操作使用電氣控制后，避免了人工操作不到位、觸點(diǎn)受腐蝕等問題，該裝置投入使用后，受到了工人師傅的歡迎和好評，操作方便直觀，維修工作量也大大減少，為工廠節(jié)約了大量的維修資金。在此基礎(chǔ)上，我們又成功改造了第二臺變壓器的分接開關(guān)。 雷電防護(hù)理論都是在一定的物理?xiàng)l件下成立，科技的發(fā)展正在改變著我們身邊的物理?xiàng)l件，使防雷理論的發(fā)展可分為機(jī)械時代、電氣時代和電子信息時代三大時期。雷害問題從過去的以直擊雷的形式擊毀地上的人和物為主發(fā)展成為以通過金屬線傳輸?shù)睦纂姴橹?；其防雷方法由簡單的避雷針、避雷帶防護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)椋粒模拢樱牵蟹椒ā?BR> 雷電波侵入是指直擊雷或感應(yīng)雷從輸電線、通信電纜、無線電天線等金屬的引入線引入建筑物內(nèi)，發(fā)生閃擊而造成的雷擊事故。這種事故的發(fā)生率很高，而且往往事故嚴(yán)重。
美國能源部系統(tǒng)在1990～1998年期間由于雷電引起事故高達(dá)461起，其中電源線路過電壓造成的物理性裝備損失約占80％左右，計(jì)算機(jī)安全部門在1998年內(nèi)，雷電波侵入使10萬臺計(jì)算機(jī)受損，價(jià)值1.2億美元；1996年6月6日，重慶市農(nóng)業(yè)銀行大廈的
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備因雷擊損失107萬元，其下屬的信托證券公司證券部通信網(wǎng)絡(luò)中斷數(shù)小時，引起股民恐慌；1999年8月20日，萬盛電信局遭雷擊，由于雷電波侵入造成該區(qū)電信設(shè)備損壞，95％以上電話（1.1萬余門）中斷信號，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)250萬元；2000年8月11日，石坪橋衛(wèi)星發(fā)送臺遭雷擊，致使全市95％尋呼臺陷入癱瘓；2002年3月12日和5月23日，渝北區(qū)雙鳳加油站兩次遭雷擊，均是雷電波從電源線引入造成加油機(jī)被雷擊壞：因此，研究雷電波侵入及防護(hù)非常有必要。
１雷電波侵入及危害
1.1雷電波侵入的方式
雷電波侵入的方式通常有三種：其一是直擊雷擊中金屬導(dǎo)線，讓高壓雷電波以波的形式沿著導(dǎo)線兩邊傳播而引入室內(nèi)；第二種是來自感應(yīng)雷的高電壓脈沖，即由于雷云對大地放電或雷云之間迅速放電形成的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，他們在各種電線中感應(yīng)出幾ｋＶ到幾十ｋＶ的高電位，以波的形式沿著導(dǎo)線傳播而引入室內(nèi)的；第三種是由于直擊雷在房子或房子附近入地，因其通過地網(wǎng)入地時，在地網(wǎng)上會發(fā)生數(shù)十千伏到數(shù)百千伏的高電位，這高電位通過電力線的零線、保安接地線和通信系統(tǒng)的地線，也是以波的形式傳入室內(nèi)，并沿著導(dǎo)線傳播到別處，殃及更大范圍。其示意圖如圖１、圖２所示。
1.2雷電波侵入的危害
1.2.1直擊雷（雷電直擊）的雷電波侵入危害
所謂直擊雷，是指雷電直接擊中了架空電線或埋地電纜，雷電流以1／20～1／2的光速以波的形式向線路兩端移動，對電力設(shè)備及用電設(shè)施構(gòu)成危害。雷擊時電流高達(dá)幾十千安，達(dá)200～300ｋＡ，一般在20～40ｋＡ，其時間甚短，一般僅為10～100μｓ。
雷擊架空線路導(dǎo)線產(chǎn)生的直擊雷過電壓：
ＵＳ≈100Ｉ
ＵＳ：雷擊點(diǎn)過電壓值；
Ｉ：雷電流幅值。
實(shí)踐證明，在埋有電纜的地方，沿電纜埋設(shè)的線路落雷率要比其他地方落雷率高，在土壤電阻率高的地方尤其明顯，這是由于在土壤中埋下一條電纜就相當(dāng)于土壤中有一條土壤電阻率特別低的帶，即在土壤電阻率高的地方，如果中間存在一塊低土壤電阻率的地區(qū)，該地區(qū)受雷擊率特別高，這便是雷電直擊電纜的原因。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，雷電直擊點(diǎn)的地面會出現(xiàn)大的孔洞，洞深可直達(dá)電纜。
1.2.2雷電反擊
當(dāng)雷電擊中電纜附近大地時，落雷點(diǎn)的電位顯著升高，而電纜延伸至很遠(yuǎn)，其遠(yuǎn)端電位可視為零，所以雷擊點(diǎn)附近的電纜電位也幾乎為零，這樣一來，落雷點(diǎn)與電纜之間便出現(xiàn)極大的電位差。如果這一電位差超過了雷擊點(diǎn)與電纜間的土壤耐壓強(qiáng)度所無法承受的程度時，便擊穿土壤，形成了從雷擊點(diǎn)到電纜的電弧通道，大量雷電流涌向電纜。這種雷擊，損害程度與雷電直擊電纜相當(dāng)，同樣會造成電纜嚴(yán)重破壞。
1.2.3感應(yīng)過電壓的雷電波侵入危害
（１）架空線路的雷電感應(yīng)過電壓
雷云在起電、移動和先導(dǎo)放電的過程中，對架空線會產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使之產(chǎn)生異號靜電位，一旦雷云對地放電導(dǎo)線中的束縛電荷成為自由電荷，以沖擊波的形式對稱地向線路兩端移動，電荷移動所形成的電流（Ｉ）乘以導(dǎo)線的波阻（Ｚ），即為雷電感應(yīng)電壓。
架空線路（無屏蔽）雷電感應(yīng)過電壓幅值，可用下列公式表示：
Ｕｇ＝２５
式中：Ｕｇ為感應(yīng)過電壓幅值；
Ｉ為雷電流幅值；
ｈｄ為導(dǎo)線距地高度；
Ｓ為雷擊點(diǎn)與導(dǎo)線垂直距離。
根據(jù)南非郵電部Ｃ·Ｆ博伊斯《電信系統(tǒng)的保護(hù)》論文資料可知，即使雷云沒有放電，僅在雷云起電和移動過程中，也能在絕緣良好的短電話線路上產(chǎn)生10～20ｋＶ的感應(yīng)過電壓。產(chǎn)生相距大約為25～3000ｍ的對地雷擊，一般將在架空電話線路中感應(yīng)出高于1000Ｖ的過電壓，這必將產(chǎn)生相當(dāng)大的危害；
（２）地下電纜的雷電感應(yīng)過電壓
除了直接向電纜流入雷電流以外；由于云間放電，通過電磁感應(yīng)，也能在電纜上誘發(fā)感應(yīng)電壓和電流。如果放電通道與電纜線路相平行，由于電磁感應(yīng)，將使電纜的導(dǎo)體產(chǎn)生一定的縱向電動勢，并隨之流過一定的電流。實(shí)際上電纜上的過電壓沖擊，絕大多數(shù)是感應(yīng)產(chǎn)生的。但因其能量一般較小、電壓低、電流弱，通常很少對電纜本身造成危害，只能對電纜相連接端機(jī)或增音機(jī)構(gòu)成危害。
地下電纜的雷電感應(yīng)過電壓與雷擊點(diǎn)入地雷電流幅值、雷擊土壤電阻率，電纜與雷擊點(diǎn)的距離、電纜掩埋深度、電纜屏蔽及其接地狀況等因素有關(guān)。感應(yīng)過電壓分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩部分，對于輸電線路來講，其過電壓以靜電感應(yīng)為主。國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，若有5ｋＡ雷電流流入接地網(wǎng)，在其附近5～10ｍ遠(yuǎn)的無屏蔽電纜上將感應(yīng)5～7.5ｋＶ的過電壓。但電纜有金屬護(hù)套，并且兩端做良好接地，則感應(yīng)過電壓幅值將在250～750Ｖ之間。
２雷電波侵入防護(hù)
2.1電源線路進(jìn)線方式
電源線路進(jìn)入建筑物通常有兩種方式：架空線路或埋地引入。為了防止或減少雷電波的侵入，室外電源線路宜全線埋地敷設(shè)或距建筑物15ｍ處采用鎧裝電纜段或無鎧裝電纜穿鋼管埋地引入，進(jìn)入建筑物內(nèi)總配電箱或電源配電柜，然后分線進(jìn)入用戶。
2.2電源線路的接地與等電位連接
電源供電系統(tǒng)通常采用ＴＮ－Ｃ－Ｓ系統(tǒng)，在電源進(jìn)線點(diǎn)進(jìn)行總等電位聯(lián)結(jié)（ＭＥＢ）。另外，電纜外導(dǎo)體對內(nèi)導(dǎo)體有靜電屏蔽作用，電纜的外導(dǎo)體同內(nèi)導(dǎo)體形成電容很容易將芯線上高頻性質(zhì)的感應(yīng)電荷泄放入地，可一定程度限制較低的感應(yīng)雷電波侵入。這就要求將電纜金屬外皮、鋼管等在進(jìn)出建筑物處同電氣設(shè)備的接地極相連。這種方式將極大減少高電位引入的威脅。在電纜進(jìn)用出戶處將電纜外皮及保護(hù)鋼管與電氣設(shè)備接地極連接，在轉(zhuǎn)換處應(yīng)裝設(shè)低壓配電線路適用的避雷器，另要將避雷器、電纜金屬外皮、絕緣子鐵腳、金具連在一起接地。
建筑物防直擊雷接地極同電氣接地極共同泄放直擊雷電流時，會出現(xiàn)接地極上雷電流經(jīng)電阻耦合的高電位引入情況，這就需要在線路進(jìn)戶處必須裝設(shè)一組避雷器，將高電位鉗制在安全值。對保護(hù)耐壓較低的家電產(chǎn)品而言，有必要在分配電箱處加裝避雷器作為二級防護(hù)，以便逐級泄放雷電能量，逐步降低所鉗制的雷電壓值。對于信息系統(tǒng)重要性，有必要采取電源三級防雷。
３結(jié)論
在雷雨季節(jié)，城市或農(nóng)村低壓供電線路是產(chǎn)生雷擊事故最多的，也是防雷最薄弱的環(huán)節(jié)，最被人們所忽略的角落，因此要求住戶加裝防雷保護(hù)器是非常必要的
關(guān)鍵詞：鹽浴爐；檔位操作；分接開關(guān)；控溫
1 變壓器的檔位操作
筆者曾在某廠熱處理車間工作多年，其車間有兩臺用于淬火的鹽浴爐。鹽浴爐要求在低電壓、大電流下工作，因此必須用變壓器來改變電壓電流。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，該變壓器有三個檔位，分別對應(yīng)鹽浴的三種工作狀態(tài)：1檔用于爐子升溫；2檔用于爐子保溫；3檔用于工件淬火。而1檔、2檔、3檔的定位是通過一只機(jī)械式分接開關(guān)去改變鹽浴爐變壓器的原邊繞組接線端來實(shí)現(xiàn)的，并且換檔操作由操作工人來完成。2 機(jī)械式分接開關(guān)存在的問題
2.1開關(guān)使用壽命短
由于熱處理車間溫度較高，加上鹽浴爐產(chǎn)生的腐蝕性氣體，使變壓器周圍的工作環(huán)境比較惡劣，而機(jī)械式分接開關(guān)是膠木結(jié)構(gòu)、機(jī)械觸點(diǎn)，又是人工換檔方式。因此，開關(guān)在使用過程中，膠木圈受熱易老化引起變形甚至開裂。在生產(chǎn)高峰，有時一只分接開關(guān)的使用壽命不到一個月，每年不能修復(fù)的分接開關(guān)價(jià)值達(dá)數(shù)干元，車間的設(shè)備維修費(fèi)用也因此提高。
2.2人工換檔存在定位不準(zhǔn)、觸點(diǎn)不到位等問題
此機(jī)械式分接開關(guān)是用于改變變壓器原邊繞組接線的，由于是三相變壓器，因此要求分接開關(guān)上的三個觸點(diǎn)同時對準(zhǔn)變壓器相應(yīng)檔位上的三個出線端。由于分接開關(guān)就安裝在變壓器上，離鹽浴爐距離很近，其觸點(diǎn)因經(jīng)常受腐蝕會造成接觸不良；分接開關(guān)的觸點(diǎn)接在變壓器的主電路中，流過的電流較大，觸點(diǎn)容易損壞。另外，人工換檔存在定位不準(zhǔn)、觸點(diǎn)不到位等現(xiàn)象，而且操作者換檔時必須站在變壓器上，既費(fèi)力又受到鹽浴高溫氣體的熏灼，人身安全和健康都受到影響。
綜上所述，機(jī)械式分接開關(guān)存在容易損壞、操作不便、維修工作量很大等問題，由此還會造成工件淬火質(zhì)量達(dá)不到工藝要求以及鹽浴凍結(jié)需重新升溫等，給生產(chǎn)和工廠帶來了很大的損失。
3 改進(jìn)方法
針對上述問題，我們對變壓器的分接開關(guān)進(jìn)行了電氣改造，用電氣控制來代替機(jī)械操作。
首先對原主電路進(jìn)行電氣改造。在斷電情況下，用機(jī)械式分接開關(guān)定位在1檔、2檔、3檔，分別找出各檔所對應(yīng)的變壓器原邊繞組的接線端，做好標(biāo)記，以便接觸器主電路的接線。其中用KMI控制1檔、KM2控制2檔、KM3控制3檔。
其次對控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。因原電路更換檔位由人工操作分接開關(guān)完成，現(xiàn)在主電路中取消了分接開關(guān)，改用了電氣控制，因此控制電路必須設(shè)計(jì)成1檔、2檔、3檔分別控制，這里我們考慮用一只十字開關(guān)來預(yù)選所需檔位，當(dāng)然也可以采有三只按鈕操作。各檔之間采用電氣互鎖，保證主電路中只有一個檔位的接觸器吸合。
為了便于操作者觀察和正確操作，我們還設(shè)計(jì)了各檔位工作時的指示電路，使操作者隨時了解鹽浴爐目前的工作狀態(tài)。這里選用方形指示燈，把檔位標(biāo)號貼于玻璃罩內(nèi)側(cè)，醒目又直觀。
接線完成后，為考慮人身和設(shè)備的安全，可以在不接通電源接觸器KM的情況下（只須將電子電位差計(jì)的電源斷開），進(jìn)行檔位操作，觀察主電路中各接觸器吸合情況是否符合要求。然后把電子電位差計(jì)的電源接上，看各檔定溫后能否準(zhǔn)確控溫：即到設(shè)定溫度，斷開選定檔位的接觸器；低于設(shè)定溫度，選定檔位的接觸器自動吸合進(jìn)行升溫。
4 使用效果
鹽浴爐變壓器的三個檔位的操作由機(jī)械式分接開關(guān)換檔變成電氣控制，把接在變壓器原邊電路中的分接開關(guān)去掉，改成允許頻繁操作的三個接觸器，在控制電路中使用十字開關(guān)預(yù)選所需檔位，增加三個中間繼電器，主要是為顯示鹽浴爐工作狀態(tài)考慮。加上電氣柜的改裝，整個電路的改造費(fèi)用在500元左右，而一只機(jī)械式分接開關(guān)的價(jià)格是400元左右，該車間的兩臺鹽浴爐每年平均更換分接開關(guān)不少于10只。
檔位操作使用電氣控制后，避免了人工操作不到位、觸點(diǎn)受腐蝕等問題，該裝置投入使用后，受到了工人師傅的歡迎和好評，操作方便直觀，維修工作量也大大減少，為工廠節(jié)約了大量的維修資金。在此基礎(chǔ)上，我們又成功改造了第二臺變壓器的分接開關(guān)。 雷電防護(hù)理論都是在一定的物理?xiàng)l件下成立，科技的發(fā)展正在改變著我們身邊的物理?xiàng)l件，使防雷理論的發(fā)展可分為機(jī)械時代、電氣時代和電子信息時代三大時期。雷害問題從過去的以直擊雷的形式擊毀地上的人和物為主發(fā)展成為以通過金屬線傳輸?shù)睦纂姴橹?；其防雷方法由簡單的避雷針、避雷帶防護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)椋粒模拢樱牵蟹椒ā?BR> 雷電波侵入是指直擊雷或感應(yīng)雷從輸電線、通信電纜、無線電天線等金屬的引入線引入建筑物內(nèi)，發(fā)生閃擊而造成的雷擊事故。這種事故的發(fā)生率很高，而且往往事故嚴(yán)重。
美國能源部系統(tǒng)在1990～1998年期間由于雷電引起事故高達(dá)461起，其中電源線路過電壓造成的物理性裝備損失約占80％左右，計(jì)算機(jī)安全部門在1998年內(nèi)，雷電波侵入使10萬臺計(jì)算機(jī)受損，價(jià)值1.2億美元；1996年6月6日，重慶市農(nóng)業(yè)銀行大廈的
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備因雷擊損失107萬元，其下屬的信托證券公司證券部通信網(wǎng)絡(luò)中斷數(shù)小時，引起股民恐慌；1999年8月20日，萬盛電信局遭雷擊，由于雷電波侵入造成該區(qū)電信設(shè)備損壞，95％以上電話（1.1萬余門）中斷信號，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)250萬元；2000年8月11日，石坪橋衛(wèi)星發(fā)送臺遭雷擊，致使全市95％尋呼臺陷入癱瘓；2002年3月12日和5月23日，渝北區(qū)雙鳳加油站兩次遭雷擊，均是雷電波從電源線引入造成加油機(jī)被雷擊壞：因此，研究雷電波侵入及防護(hù)非常有必要。
１雷電波侵入及危害
1.1雷電波侵入的方式
雷電波侵入的方式通常有三種：其一是直擊雷擊中金屬導(dǎo)線，讓高壓雷電波以波的形式沿著導(dǎo)線兩邊傳播而引入室內(nèi)；第二種是來自感應(yīng)雷的高電壓脈沖，即由于雷云對大地放電或雷云之間迅速放電形成的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，他們在各種電線中感應(yīng)出幾ｋＶ到幾十ｋＶ的高電位，以波的形式沿著導(dǎo)線傳播而引入室內(nèi)的；第三種是由于直擊雷在房子或房子附近入地，因其通過地網(wǎng)入地時，在地網(wǎng)上會發(fā)生數(shù)十千伏到數(shù)百千伏的高電位，這高電位通過電力線的零線、保安接地線和通信系統(tǒng)的地線，也是以波的形式傳入室內(nèi)，并沿著導(dǎo)線傳播到別處，殃及更大范圍。其示意圖如圖１、圖２所示。
1.2雷電波侵入的危害
1.2.1直擊雷（雷電直擊）的雷電波侵入危害
所謂直擊雷，是指雷電直接擊中了架空電線或埋地電纜，雷電流以1／20～1／2的光速以波的形式向線路兩端移動，對電力設(shè)備及用電設(shè)施構(gòu)成危害。雷擊時電流高達(dá)幾十千安，達(dá)200～300ｋＡ，一般在20～40ｋＡ，其時間甚短，一般僅為10～100μｓ。
雷擊架空線路導(dǎo)線產(chǎn)生的直擊雷過電壓：
ＵＳ≈100Ｉ
ＵＳ：雷擊點(diǎn)過電壓值；
Ｉ：雷電流幅值。
實(shí)踐證明，在埋有電纜的地方，沿電纜埋設(shè)的線路落雷率要比其他地方落雷率高，在土壤電阻率高的地方尤其明顯，這是由于在土壤中埋下一條電纜就相當(dāng)于土壤中有一條土壤電阻率特別低的帶，即在土壤電阻率高的地方，如果中間存在一塊低土壤電阻率的地區(qū)，該地區(qū)受雷擊率特別高，這便是雷電直擊電纜的原因。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，雷電直擊點(diǎn)的地面會出現(xiàn)大的孔洞，洞深可直達(dá)電纜。
1.2.2雷電反擊
當(dāng)雷電擊中電纜附近大地時，落雷點(diǎn)的電位顯著升高，而電纜延伸至很遠(yuǎn)，其遠(yuǎn)端電位可視為零，所以雷擊點(diǎn)附近的電纜電位也幾乎為零，這樣一來，落雷點(diǎn)與電纜之間便出現(xiàn)極大的電位差。如果這一電位差超過了雷擊點(diǎn)與電纜間的土壤耐壓強(qiáng)度所無法承受的程度時，便擊穿土壤，形成了從雷擊點(diǎn)到電纜的電弧通道，大量雷電流涌向電纜。這種雷擊，損害程度與雷電直擊電纜相當(dāng)，同樣會造成電纜嚴(yán)重破壞。
1.2.3感應(yīng)過電壓的雷電波侵入危害
（１）架空線路的雷電感應(yīng)過電壓
雷云在起電、移動和先導(dǎo)放電的過程中，對架空線會產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使之產(chǎn)生異號靜電位，一旦雷云對地放電導(dǎo)線中的束縛電荷成為自由電荷，以沖擊波的形式對稱地向線路兩端移動，電荷移動所形成的電流（Ｉ）乘以導(dǎo)線的波阻（Ｚ），即為雷電感應(yīng)電壓。
架空線路（無屏蔽）雷電感應(yīng)過電壓幅值，可用下列公式表示：
Ｕｇ＝２５
式中：Ｕｇ為感應(yīng)過電壓幅值；
Ｉ為雷電流幅值；
ｈｄ為導(dǎo)線距地高度；
Ｓ為雷擊點(diǎn)與導(dǎo)線垂直距離。
根據(jù)南非郵電部Ｃ·Ｆ博伊斯《電信系統(tǒng)的保護(hù)》論文資料可知，即使雷云沒有放電，僅在雷云起電和移動過程中，也能在絕緣良好的短電話線路上產(chǎn)生10～20ｋＶ的感應(yīng)過電壓。產(chǎn)生相距大約為25～3000ｍ的對地雷擊，一般將在架空電話線路中感應(yīng)出高于1000Ｖ的過電壓，這必將產(chǎn)生相當(dāng)大的危害；
（２）地下電纜的雷電感應(yīng)過電壓
除了直接向電纜流入雷電流以外；由于云間放電，通過電磁感應(yīng)，也能在電纜上誘發(fā)感應(yīng)電壓和電流。如果放電通道與電纜線路相平行，由于電磁感應(yīng)，將使電纜的導(dǎo)體產(chǎn)生一定的縱向電動勢，并隨之流過一定的電流。實(shí)際上電纜上的過電壓沖擊，絕大多數(shù)是感應(yīng)產(chǎn)生的。但因其能量一般較小、電壓低、電流弱，通常很少對電纜本身造成危害，只能對電纜相連接端機(jī)或增音機(jī)構(gòu)成危害。
地下電纜的雷電感應(yīng)過電壓與雷擊點(diǎn)入地雷電流幅值、雷擊土壤電阻率，電纜與雷擊點(diǎn)的距離、電纜掩埋深度、電纜屏蔽及其接地狀況等因素有關(guān)。感應(yīng)過電壓分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩部分，對于輸電線路來講，其過電壓以靜電感應(yīng)為主。國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，若有5ｋＡ雷電流流入接地網(wǎng)，在其附近5～10ｍ遠(yuǎn)的無屏蔽電纜上將感應(yīng)5～7.5ｋＶ的過電壓。但電纜有金屬護(hù)套，并且兩端做良好接地，則感應(yīng)過電壓幅值將在250～750Ｖ之間。
２雷電波侵入防護(hù)
2.1電源線路進(jìn)線方式
電源線路進(jìn)入建筑物通常有兩種方式：架空線路或埋地引入。為了防止或減少雷電波的侵入，室外電源線路宜全線埋地敷設(shè)或距建筑物15ｍ處采用鎧裝電纜段或無鎧裝電纜穿鋼管埋地引入，進(jìn)入建筑物內(nèi)總配電箱或電源配電柜，然后分線進(jìn)入用戶。
2.2電源線路的接地與等電位連接
電源供電系統(tǒng)通常采用ＴＮ－Ｃ－Ｓ系統(tǒng)，在電源進(jìn)線點(diǎn)進(jìn)行總等電位聯(lián)結(jié)（ＭＥＢ）。另外，電纜外導(dǎo)體對內(nèi)導(dǎo)體有靜電屏蔽作用，電纜的外導(dǎo)體同內(nèi)導(dǎo)體形成電容很容易將芯線上高頻性質(zhì)的感應(yīng)電荷泄放入地，可一定程度限制較低的感應(yīng)雷電波侵入。這就要求將電纜金屬外皮、鋼管等在進(jìn)出建筑物處同電氣設(shè)備的接地極相連。這種方式將極大減少高電位引入的威脅。在電纜進(jìn)用出戶處將電纜外皮及保護(hù)鋼管與電氣設(shè)備接地極連接，在轉(zhuǎn)換處應(yīng)裝設(shè)低壓配電線路適用的避雷器，另要將避雷器、電纜金屬外皮、絕緣子鐵腳、金具連在一起接地。
建筑物防直擊雷接地極同電氣接地極共同泄放直擊雷電流時，會出現(xiàn)接地極上雷電流經(jīng)電阻耦合的高電位引入情況，這就需要在線路進(jìn)戶處必須裝設(shè)一組避雷器，將高電位鉗制在安全值。對保護(hù)耐壓較低的家電產(chǎn)品而言，有必要在分配電箱處加裝避雷器作為二級防護(hù)，以便逐級泄放雷電能量，逐步降低所鉗制的雷電壓值。對于信息系統(tǒng)重要性，有必要采取電源三級防雷。
３結(jié)論
在雷雨季節(jié)，城市或農(nóng)村低壓供電線路是產(chǎn)生雷擊事故最多的，也是防雷最薄弱的環(huán)節(jié)，最被人們所忽略的角落，因此要求住戶加裝防雷保護(hù)器是非常必要的