防雷装置和防止静电危险的措施

天气炎热时，天空中往往存在着大量雷云。比如当带有正电荷的雷云飘近地面时，就在附近地面特别是突出地面的高大建筑物上感应有负电荷。当地面和建筑物上积聚的电荷密度很高，而雷云又十分接近地面或建筑物时，就会产生强烈的放电现象。这就是通常所谓雷击。雷击的破坏作用是很大的。它不仅要击毙人畜，烧焦或劈倒树木，而且还破坏建筑物，甚至引起火灾和爆炸。
　　为了防止直击雷，往往在建筑物的顶部装设避雷针或避雷带。避雷针或避雷带都是经引下线连接到接地装置的，与大地间有良好连接。这样，当建筑物上空附近出现有雷云时，地面上感应产生的相反的电荷，就会沿接地装置、引下线和避雷针或避雷带跑进大气里，与雷云中的电荷中和，从而避免发生大规模的强烈放电现象。这就防止了雷击的发生。
　　根据采用防雷装置的经验证明，防雷装置必须有正确的设计和合理的安装。否则，不但不能防雷，甚至更容易招致雷害。这是因为雷击时能产生反击的缘故。反击的发生，可能引起电气设备绝缘的破坏、金属管道被烧穿，甚至于引起火灾、爆炸和人身事故。
　　防雷的接地装置所引起的高电位，可能对建筑物地下的金属管道、电缆等放电，形成电气反击，因此，在防雷接地装置与地下金属管道、电缆等之间，必须保持有一定的距离或将它们进行等电位联结。

　　2．静电感应雷

　　当金属屋顶或其它导体处于雷云和大地间所形成的电场中时，屋顶或导体上就会感应出与雷云异性的大量电荷。雷云放电后，云与大地间的电场消失，导体和屋顶上的电荷来不及立即流散，因而会产生对地很高的静电感应过电压并可能引起火灾或爆炸。
　　为了防止静电感应过电压的危害，应将建筑物的金属屋顶和建筑物内所有大型金属物体，如钢屋架、钢筋混凝土柱子、金属管道及水箱等，全部予以良好的接地，使因感应而产生的静电荷，迅速地被导人地中而没有积聚的可能。这样就能避免静电感应过电压的产生。

　　3．电磁感应雷

　　由于雷击时能产生幅度和陡度都很大的雷电流，在它的周围空间里，就会形成强大的变化的电磁场。处在这一电磁场中的导体，就会感应出非常高的电势。若导体恰巧形成间隙不大的闭合环路，那么，在间隙处就会产生火花放电现象。
　　电磁感应现象还可以使构成闭合回路的金属物体产生感应电流。如果回路间的导体接触不良，就会产生局部发热现象。这对于存放易燃或易爆炸物品的建筑物是十分危险的。为了防止电磁感应引起的不良后果，应将所有互相靠近的金属物体，如金属设备、管道与金属结构之间，很好地用金属线路接起来，并与接地装置有良好的连接．

　　4．静电

　　在物理学中曾告诉过我们，任何两种不同物质的物体发生摩擦时，都能够产生不同的静电荷。这种摩擦生电的现象，在日常生活中也是常常会遇到的。例如，在很干燥的天气里，用塑料制的梳子梳干净头发的时候，往往头发会飘起来，梳不服贴、这就是因为梳子与头发发生摩擦而带了电荷的缘故。
　　在生产中，这种摩擦生电的现象就更为普遍了。例如在工业企业中，当利用皮带传动或由不导电橡胶制成的橡皮输送装置工作时；当在各种混合器中搅拌物质时；当物质用轧辊或辗光机进行加工时；当摇荡液体或把液体从一容器转注到另一容器时；当液体在管道中流动速度较大时……，都经常会由于摩擦原因而产生静电。这些电荷不仅聚集在管道、容器和贮罐上，而且还会聚集在加工设备上，形成了很高的电位，对人身安全以及对设备和建筑物都存在着危险。
　　为了防止由于静电聚集而形成火花放电的危险．可以采取的防护措施很多。但最简单和最可靠的措施，唯有把可能产生或积聚静电荷的设备、管道和容器等进行接地，使静电一经产生就导人地中，以消除其积聚的可能性。

　　5．电磁干扰

　　屏蔽是抑制无线电工业干扰的有效措施之一。
　　在无线电工业生产中，无线电设备的调试在屏蔽房内进行，目的是用来防止外来的干扰。这是因为任何外来干扰源所产生的电场，其电力线将垂直终止于金属屏蔽层上，而不能穿进屏蔽房内。这种屏蔽的作用，是使屏蔽房内的无线电设备或导体不受外界干扰源的影响。
　　另一方面，也可以使无线电干扰源不去影响屏蔽房外的任何无线电接收设备或带电体。这时屏蔽房需要与大地或干扰源的机壳之间有良好的电气连接。例如，把载有无线电干扰的导体A放在封闭的金属罩壳内，若导体A充有正电荷，则金属罩壳内表面上将受感应而带有负电荷，并且和A上的正电荷互相束缚，金属罩壳的外表面则感应了等量的正电荷。电力线的分布如图 24（a）所示，金属罩壳外部的电力线将对其它导体产生干扰。假如把金属罩壳进行接地或接到干扰源的机壳，则罩壳外的正电荷与从地上或干扰源机壳来的负电荷相中和，罩壳外的电力线也就同时消失，如图 24（b）所示。这样罩壳内载有无线电干扰的导体A，对罩壳外就不会发生任何影响。

　　所以，静电屏蔽接地的作用，是把干扰源产生的电场限制在金属屏蔽的内部，而将金属屏蔽表面上所感应的电荷导入大地中，使外界免受金属屏蔽内干扰源的影响。