【题目编号】MC1-1359
【题目】防雷接地的作用是:
【答案】A
[A]把接闪器引入的雷击电流有效地泄入大地
[B]用接闪器感应到的雷电高压启动过压保护电路
[C]有效地阻断接闪器引入的雷击电流使其不致流入大地
[D]当接闪器引入雷击电流时迅速烧断熔丝,阻断其流动
考点速览
防雷接地在整套防雷装置里处在最后一环。接闪器负责把雷击"引"到自己身上,引下线负责把雷电流"送"下去,接地装置负责把雷电流"散"进大地。三者串成一条完整的泄放通道,任何一环断了,前面两环的功夫都白费。这道题问的就是通道末端的作用,四个选项分别对应四种理解——泄放、触发、阻断、熔断。
雷电要的是"放掉",不是"挡住"
雷电放电的电流幅值通常在几十千安量级,云地之间的电位差以百万伏计。这样一股能量如果找不到低阻抗的去路,就会沿着电源线、信号线、天馈线窜进机房,把绝缘击穿、把器件烧毁,或者在金属部件之间打出火花,引燃周围可燃物。
防雷的思路因此不是拒绝接收,而是主动接收、快速放掉。让接闪器在最容易受击的位置把雷击接下来,再用引下线把电流引到接地体,由接地体把它分散到大地这个近乎无限大的电荷容器里。整个过程的时间尺度是微秒级,接地装置要做的就是在这几微秒里提供一条阻抗足够低的通道。
接地电阻在这里是关键参数。雷电流是冲击电流,接地体表现出的不是直流那个电阻值,而是包含电感分量的冲击阻抗。接地电阻偏大时泄放不畅,接闪器与引下线的电位会被抬得很高,这个高电位通过空间耦合或沿各种线路反窜到设备上,就是所谓反击。
防雷装置的三个环节
接闪器是暴露在外的部件,避雷针、避雷带、避雷网、金属屋面都属于它,作用是把雷击放电点固定在自己身上,而不是让雷击随机落在屋面的某个薄弱处;它不消灭雷电,只决定雷击发生的位置。引下线连接接闪器与接地体,雷电流沿它下行,路径电感让上下两端出现瞬时电位差,越短、越直、截面越大,电位差越小,多根并联还能分流。接地装置埋在地下,由接地体(接地极)、接地带与周围土壤构成,任务是把雷电流尽快散入土壤;常见做法是围绕建筑物做环形接地体,并与桩基钢筋等自然接地体连通。三个环节里,接地是唯一的出口,这就是为什么它的基本要求都围绕低阻抗展开。
逐项辨析
选项 A 说防雷接地的作用是把接闪器引入的雷击电流有效地泄入大地。接闪器接下的雷电流必须通过引下线与接地体排入大地,才能避免它在建筑物与设备上积聚;泄放要有效,意味着接地电阻要足够小、通道要足够通畅。这一项正确。
选项 B 说用接闪器感应到的雷电高压启动过压保护电路。这里混进了另一个概念。过压保护器(例如电源防雷器、浪涌保护器)确实会检测线路上过高的电压并迅速导通泄流,但它保护的是电源与信号线路,靠的是自身器件的非线性特性。接闪器的功能是接闪,不是当电压传感器。把接地写成启动保护电路的触发环节,因果颠倒,错误。
选项 C 说要有效地阻断接闪器引入的雷击电流,使其不致流入大地。这个说法把方向说反了:接地不是阻断,而是疏导。雷电流必须流入大地,否则它留在导体上就是危险的高电位;把通路堵死,接闪器与引下线就变成一个巨大的带电体,反而把危险留在建筑物上。错误。
选项 D 说当接闪器引入雷击电流时迅速烧断熔丝,阻断其流动。熔丝靠电流热效应熔断,用来切断工频短路电流;雷电流幅值大、持续时间只有几十微秒,熔丝来不及可靠动作,就算勉强熔断,也只是在通道中间制造一个断口,让后续电荷继续另寻路径。用熔丝阻断雷电流既不可靠又危险,错误。
易混淆点:接地、等电位与浪涌保护器
三个概念经常被搅在一起。防雷接地解决的是把电流送进大地,是电流的出口。等电位联结解决的是让所有金属部件电位一起升高,避免它们之间出现危险电位差;等电位联结本身不一定要把电流放到大地去,把设备机箱、金属管道、屏蔽层连到同一条公共汇流排上,就能让人同时接触两个部件时不被电位差伤到。
浪涌保护器(SPD,Surge Protective Device)安装在线路上,用金属氧化物压敏电阻或气体放电管把过电压钳位并泄流,它自己也需要一条低阻抗的接地线把泄放电流送走。三者配合关系是:接闪器接闪,引下线与接地体把雷电流放掉,等电位联结把残余电位差抹平,浪涌保护器守在线路入口。
应试要点
记一句话:接闪器负责接,引下线负责送,接地装置负责放。防雷接地的唯一使命是把雷电流有效泄入大地。看到阻断、熔断、启动保护电路这类动词,直接判错。