电梯防雷中的一些误区

梁敏健 林少杰

误区一、只有高层电梯才需要防雷

很多人认为，只有高层建筑的电梯才需要防雷，低层建筑特别是周围有高层建筑包围的低层建筑可以不做防雷。这种观点是错误的，低层建筑受到直接雷击的概率是小，但雷电所引起的感应浪涌覆盖范围很大，也很容易导致电梯损坏。

雷电分为三种，直击雷、感应雷和球雷。所谓的直击雷是带电积云接近地面至一定程度时，与地面目标之间的强烈放电。感应雷也称作雷电感应，分为静电感应雷和电磁感应雷。当空间有带电的雷云出现时，雷云下的地面及建筑物等，都由于静电感应的作用而带上相反的电荷。由于从雷云的出现到发生雷击（主放电）所需要的时间相对于主放电过程的时间要长得多，因此大地及建筑物等可以有充分的时间积累大量电荷。雷击发生后，雷云上所带的电荷，通过闪击与地面的异种电荷迅速中和，而建筑物和大地甚至架空导线上的感应电荷，由于局部与大地间的电阻比较大，而不能在同样短的时间内相应消失，这样就会形成局部地区感应高电压，在高压架空线路可达300~400KV，一般低压架空线路可达100KV。电讯线路可达40~60KV，这就是静电感应雷（如图1所示）。电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场在邻近的导体上产生的很高的感应电动势。球雷是雷电放电时形成的发红光，橙光、白光或其他颜色光的火球。从电学角度考虑，球雷应当是一团处在特殊状态下的带电气体。

球形雷很罕见，笔者在这里不讨论。直击雷和感应雷很常见，破坏力大，是这篇文章研究的重点。高层建筑预防直击雷的措施是采用避雷针，低层建筑特别是被高层建筑包围的低层建筑受直击雷的概率很小，因此，很多人认为低层建筑的电梯不需要防雷。这种观点是错误的，低层建筑受直击雷概率小，但是受感应雷破坏的概率却不因低层而减小，因此，电梯，无论高层还是低层，都需要采取适当的防雷措施。

误解二、建筑物通过国家防雷验收后电梯就可以防雷了

根据国家强制规定，建筑物必须按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-94的要求进行防雷，因此很多人认为，只要建筑物通过防雷验收后，电梯就可以防雷了。其实这种观点也是不对的。GB50057-94《建筑物防雷设计规范》中对建筑物的防雷做了要求，但没有对电梯的防雷做要求。电梯安装在通过防雷验收的建筑物内，自然受建筑物避雷针或避雷网保护，被直击雷击中 可能性很小，但是依然很容易受到感应雷的影响。电梯系统中有很多很长的电缆线，如外呼板电缆、随行电缆、轿厢与机房和监控中心之间通信电缆、视频电缆、从户外到机房的动力电缆等等。当雷电发生时，在雷电发生处周围2Km范围内（距离应随着雷击大小和屏蔽措施而变化）会产生很强的电磁场，强电磁场在这些长电缆上形成高压浪涌(如图2所示)，高压浪涌通过电缆传导到设备（微机板、变频器、外呼板等）从而损坏电梯系统的设备。这就是为什么很多高层小区建筑物防雷通过国家验收后，电梯还很容易遭受雷电损坏的原因了。因此已经通过建筑物防雷验收的的高层小区，电梯防雷要把重点放在防范感应雷上。

误区三、建筑物加装避雷针更不利于电梯防雷

曾经有不止一个物业公司向笔者反映，说他们小区为了防止电梯受雷击而安装了避雷针（接闪器），但之后电梯受雷击损坏更频繁了，于是他们便认为加装避雷针反而更不利于电梯防雷。

通过接闪器、避雷网和合理设置的引下线能形成一个类似法拉第笼，对室内电子信息系统起到良好的屏蔽作用。避雷接闪器的有效与否直接关系到雷击事故的发生，当接闪器高度不足、保护范围不符合要求、材料生锈、焊接长度不足、设置不规范时，就可能成为引雷装置，极易引起雷击事故，进而破坏室内电子通信设备，造成感应雷击。有效合理地设置接闪器还能避免侧击雷、绕击、反击等事故发生，对防雷电感应来讲是第一层次必要的防护。

防直击雷是预防雷击感应的一个基础组成部分，直击雷接闪器作用就是“引雷上身”，当雷击击中接闪器时，会有强大的电流在接闪器和引下线中流过，周围空间形成强大的电磁场,此时传统的防直击雷措施对雷击感应丝毫不起作用。相反，由于接闪器的接闪作用，使得周围空间形成强大的感应电磁场，更容易引起雷击感应。如果接闪器做得“过”了，就会对防雷击感应带来更大的不利作用，例如避雷针过高，超过保护范围设置要求，缩短了其上行先导与雷雨云云层下行先导的距离，增大了雷击可能性，使得避雷针两端电势差也变大，周围空间电磁场强度也会增强，进而可能造成的雷击感应冲击强度也就越大。因此，接闪器、避雷网络、下引线的设计安装很关键，设计安装不当，反而招致更强烈的感应雷。

生活中，人们常认为安装了避雷针就能防避所有雷击，其实这是片面的。几百年前发明的避雷针只能预防直击雷，对感应雷击基本无作用。由于缺少这方面的知识，对电梯防雷存在一些误解，致使某些单位对电梯系统尚未采取任何预防感应雷击的措施，而这些电梯系统遭受雷击的事故便频频发生。