雷電防護的基本理論 雷擊侵入設(shè)備的途徑： A. 直接雷擊 ： 是指雷電直接擊在建筑物構(gòu)架、動植物上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)等造成建筑物等損壞以及人員的傷亡。一般防直擊雷是通過避雷裝置即接閃器（針、帶、網(wǎng)、線、）引下線構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而接閃器、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護建筑物本身免受直擊雷的損毀，但雷電會透過多種
雷電防護的基本理論
雷擊侵入設(shè)備的途徑：
A. 直接雷擊：是指雷電直接擊在建筑物構(gòu)架、動植物上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)等造成建筑物等損壞以及人員的傷亡。一般防直擊雷是通過避雷裝置即接閃器（針、帶、網(wǎng)、線、）引下線構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而接閃器、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護建筑物本身免受直擊雷的損毀，但雷電會透過多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。
B. 感應(yīng)雷擊：雷云放電時，在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)等現(xiàn)象稱之為感應(yīng)雷擊。雷電在雷云之間或雷云對地的放電時，并在附近的戶外傳輸信號線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線和電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害。感應(yīng)雷雖然沒有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。直擊雷只發(fā)生在雷云對地閃擊時才會對地面造成災(zāi)害，而感應(yīng)雷則不論雷云對地閃擊或者雷云對雷云之間閃擊，都可能發(fā)生并造成災(zāi)害。此外直擊雷一次只能襲擊一個小范圍的目標，而一次雷閃擊都可以在
較大的范圍內(nèi)多個小局部同時產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象并且這種感應(yīng)高壓可以通過電力線、電話線等傳輸?shù)胶苓h，致使雷害范圍擴大。裝有避雷針的建筑物，可以避免雷擊損壞建筑物，但是雷擊通過避雷針的地線從建筑物頂端瀉放入大地或者附近發(fā)生雷擊的時候，會產(chǎn)生很強的電場，建筑物內(nèi)的所有金屬物品均會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這些感應(yīng)電壓的高低隨著金屬形狀、距地線的距離和雷擊大小而變（根據(jù)IEC 61312標準，當(dāng)雷擊擊中建筑物時，即使裝有避雷針，直擊雷電流50%的通過引下線和接地系統(tǒng)入地，仍然會有大約50%的雷擊能量仍會分配到電源系統(tǒng)）一旦您的電源輸入線、電話線、網(wǎng)絡(luò)線或其它電子設(shè)備的金屬引出、引入線感應(yīng)到瞬間高壓，避雷針就無能為力了。感應(yīng)雷擊破壞的主要對象是電子電氣設(shè)備。
C、球形雷：是一種特殊的雷電現(xiàn)象，簡稱球雷。一般是以橙或紅色，或似紅色火焰地發(fā)光球體，（也有帶黃色、綠色、藍色或紫色的），直徑一般約為10-20厘米，最大的直徑可達一米，存在的時間大約為百分之幾秒至幾分鐘，一般是3至5秒，其下降時有的無聲，有的發(fā)出嘶嘶聲，一旦遇到物體或電氣設(shè)備時會產(chǎn)生燃燒或爆炸，其主要是沿建筑物的孔洞或開著的門窗進入室內(nèi)，有的由煙囪或通氣管道滾進樓房，多數(shù)沿帶電體消失。
D、電磁脈沖：由于雷電電流有極大峰值和陡度，在它周圍出現(xiàn)瞬變電磁場，處在這瞬變電磁場中的導(dǎo)體會感應(yīng)出較大的電動勢，而此瞬變電磁場，都會在空間一定的范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁作用，也可以是脈沖電磁波輻射，而這種空間雷電電磁脈沖波（LEMP）是在三維空間范圍里對一切電子設(shè)備發(fā)生作用。因瞬變時間極短或感應(yīng)的電壓很高，以致產(chǎn)生電火花，其電磁脈沖往往超過2.4高斯（約20KA/m）。依據(jù)GB/T 2887-2000《電子計算機場地通用規(guī)范》現(xiàn)代銀行、郵電、證券機房或營業(yè)柜臺普通應(yīng)用微機進行貨幣存取、信息傳遞與交換，其對磁脈沖承受限度應(yīng)小于800A/m，故在新機房建設(shè)或舊機房改造時應(yīng)對防雷與磁屏蔽措施必須充分注意。
E．地電位反擊：建筑物的外部防雷系統(tǒng)（如避雷針、避雷網(wǎng)等）遭受直接雷擊，在接地電阻的兩端就會產(chǎn)生危險的過電壓，由設(shè)備的接地線、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系統(tǒng)或其他自然接閃物（各種管道、電纜屏蔽管等）引入設(shè)備，造成設(shè)備的損壞
。
雷擊防護的基本原理：
所謂雷擊防護：就是通過合理、有效的手段將雷電流的能量盡可能的引入到大地，是疏導(dǎo)，而不是堵雷或消雷。一個完整的防雷系統(tǒng)包括兩個方面：直接雷擊的防護和感應(yīng)雷擊的防護。缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險的。一般我們將其分為外部避雷和內(nèi)部避雷兩部分。由避雷針（或避雷帶、避雷網(wǎng)）、引下線和接地系統(tǒng)構(gòu)成外部防雷系統(tǒng)，主要是為了保護建筑物免受雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故；而內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電和其它形式的過電壓侵入設(shè)備中造成損壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的，為了實現(xiàn)內(nèi)部避雷，需對建筑物進出各保護區(qū)的電纜、金屬管道等安裝過電壓保護器進行保護并良好接地。
A、多級分級（類）保護原則：即根據(jù)電氣、微電子設(shè)備的不同功能、受保護的程序和所屬保護區(qū)域確定防護要點作分類保護；根據(jù)雷電和操作瞬間過電壓危害的可能通道，對電源線和數(shù)據(jù)、通信線路都應(yīng)做多級層保護。
B、外部無源保護：在0級保護區(qū)即外部作無源保護，主要依靠避雷針（網(wǎng)、線、帶）和接地裝置。保護原理：當(dāng)雷云放電接近地面時，它使地面電場發(fā)生畸變。在避雷針（線）頂部，形成局部電場強度畸變，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針（線）放電，再通過接地引下線，接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物免受雷擊。這是人們長期實踐證明的有效的防直擊雷的方法。建筑物的所有外露金屬構(gòu)件（管道），都應(yīng)與防雷網(wǎng)（帶，線）良好連接。
C、內(nèi)部防護
（1）、電源部分防護：雷電侵害主要是通過線路侵入。對高壓部分電力局有專用高壓避雷裝置，電力傳輸線把對地的電力限制到小于6000伏（IEC62.41），而線對線則無法控制。所以，對380v低壓線路應(yīng)進行過電壓保護，按國家規(guī)范應(yīng)分三部分：建議在高壓變壓器后端到建筑總配電盤前端的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加裝電涌保護器，作一級保護；在建筑總配電盤至各樓層分配電箱間的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加裝電涌保護器，作二級保護；在所有重要的、精密的設(shè)備以及UPS的前端應(yīng)對地加裝電涌保護器，作為三級保護。目的是用分流（限幅）技術(shù)即采用高吸收能量的分流設(shè)備（浪涌保護器）將雷電過電壓（脈沖）的能量分流泄入大地，達到保護目的，所以，分流、等電位技術(shù)中采用防護器的品質(zhì)、性能的好壞是直接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)防護的關(guān)鍵，因此，選擇合格優(yōu)良的電涌保護器至關(guān)重要。
（2）、信號部分保護：
對于信息系統(tǒng)，應(yīng)分為粗保護和精細保護。粗保護量級根據(jù)所屬保護區(qū)的級別確定，精細保護要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來進行確定。其主要考慮的如：衛(wèi)星接收系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)專線系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。建議在所有信息系統(tǒng)進入樓宇的電纜內(nèi)芯線端，應(yīng)對地加裝浪涌保護器，電纜中的空線對應(yīng)接地，并做好屏蔽接地，其中應(yīng)注意系統(tǒng)設(shè)備的在線電壓、傳輸速率、按口類型等，以確保系統(tǒng)正常的工作。
（3）、接地處理
在計算機機房的建設(shè)中，一定要求有一個良好的接地系統(tǒng)，因所有防雷系統(tǒng)都需
要通過接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地，從而保護設(shè)備和人身安全。如果機房接地系統(tǒng)做得不好，不但會引起設(shè)備故障，燒壞元器件，嚴重的還將危害工作人員的生命安全。另外還有防干擾的屏蔽問題，防靜電的問題都需要通過建立良好的接地系統(tǒng)來解決。一般整個建筑物的接地系統(tǒng)有：建筑物地網(wǎng)（與法拉第網(wǎng)相接）、電源地（要求地阻小于10歐）、邏輯地（也稱信號地）、防雷地等，有的（如IBM）公司要求另設(shè)專用獨立地，要求地阻小于4歐（根據(jù)實際情況可能也會要求小于1歐）。然而，各地必須獨立時，如果相互之間距離達不到規(guī)范要求的話，則容易出現(xiàn)地電位反擊事故，因此，各接地系統(tǒng)之間的距離達不到規(guī)范的要求時，應(yīng)盡可能連接在一起，如實際情況不允許直接連接的，可通過地電位均衡器實現(xiàn)等到電位連接。為確保系統(tǒng)正常工作，應(yīng)每年定期用精密地阻儀，檢測地阻值。接地裝置由接地極及一些附件、輔助材料組成。接地裝置的選材和施工主要決定于土質(zhì)結(jié)構(gòu)，即土壤的地阻率ρ。不同層土質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，因而地阻率ρ不同，為增加接地裝置使用效率，可使用長效降阻劑。
D、有外部防雷措施同時更需要完善內(nèi)部防雷措施
我們知道外部防雷措施中避雷設(shè)施的引下線在接閃以后，會有很大的瞬變電流通過，也就是說在周圍會產(chǎn)生很大的瞬變電磁場（LEMP）。因此，安裝了外部避雷措施不能代替內(nèi)部防雷措施。再者，我們都知道，避雷針的工作原理是引雷，所以在概率上來說，安裝了避雷針以后，建筑物的避雷系統(tǒng)遭受雷擊的可能性會增大，也就是說LEMP發(fā)生的幾率會變大，過電壓產(chǎn)生點的距離會縮短（引下線處），所以安裝了外部避雷措施的含有電腦網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的大廈更加需要內(nèi)部防雷措施。
