【文章內容簡介】 迅速將其瀉放入大地，將導致放電通道內的物體、建筑物、設施、人畜遭受嚴重的破壞或損害 —— 火災、建筑物損壞、電子電氣系統(tǒng)摧毀，甚至危及人畜的生命安全。 雷 電波侵入 雷電不直接放電在建筑和設備本身，而是對布放在建筑物外部的線纜放電。線纜上的雷電波或過電壓幾乎以光速沿著電纜線路擴散，侵入并危及室內電子設備和自動化控制等各個系統(tǒng)。因此，往往在聽到雷聲之前，我們的電子設備、控制系統(tǒng)等可能已經(jīng)損壞。 感應過電壓 雷擊在設備設或線路的附近發(fā)生，或閃電不直接對地放電，只在云層與云層之間發(fā)生放電現(xiàn)象。閃電釋放電荷，并在電源和數(shù)據(jù)傳輸線路及金屬管道金屬支架上感應生成過電壓。 雷擊放電于具有避雷設施的建筑物時，雷電波沿著建筑物頂部接閃器（避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)或避雷針）、 引下線泄放到大地的過程中，會在引下線周圍形成強大的瞬變磁場，輕則造成電子設備受到干擾，數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生誤動作或暫時癱瘓；嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個系統(tǒng)陷于癱瘓。 地電位反擊 如果雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或設施，接地網(wǎng)的地電位會在數(shù)微秒之內被抬高數(shù)萬或數(shù)十萬伏。高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地部分，流向供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡信號系統(tǒng)，或者擊穿大地絕緣而流向另一設施的供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡信號系統(tǒng)，從而反擊破壞或損害電子設備。同時，在未實行等電位連接的導線回路中，可能誘發(fā)高電位而產(chǎn)生火花 放電的危險。 第 7頁 如圖 31 當 10KA 的雷電流通過下導體入地時，假設接電阻為 10歐姆 ,根據(jù)歐姆定律 ,可知在入地點 A 處電壓為 100KV。因 A 點與 C點、 D點相連，所以這幾點電壓都為 100KV。而 E點接地，其電壓值為 0，設備的 D 點與 E 點間有 100KV 的電壓差，足以將設備損壞。 圖 31 以上四方面中雷電對建筑物的危害主要以后雷電波侵入、感應過電壓與地電位反擊三者居多，這三者統(tǒng)稱為雷電電磁脈沖。據(jù)有關統(tǒng)計資料，直擊雷的損壞僅占 15%，而雷電電磁脈沖的損壞占 85%。因此，現(xiàn)代建筑的防雷設計已不同以往，對雷電電磁脈沖的防護必須要加以重視。 第 8 頁 第 4 章 綜合防雷系統(tǒng)設計 綜合防雷設計的六大要素 防雷設計是一個很復雜的問題，不可能依靠一、二種先進的防雷設備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應過電壓的影響，必須針對雷害入侵途徑，對各類可能產(chǎn)生雷擊危害的因素進行綜合防護，才能將雷害減少到最低限度 。這種綜合防護主要包括接閃、分流、均壓、屏蔽、接地、合理布線，統(tǒng)稱為綜合防雷六大要素。 接閃就是讓在一定程度范圍內出現(xiàn)的閃電放電不能任意地選擇放電通道，而只能按照人們事先設計的防雷系統(tǒng)的規(guī)定通道，將雷電能量泄放到大地中去。 分流就是在一切從室外來的導體（包括電力電源線、數(shù)據(jù)線、電話線或天饋線等信號線）與防雷接地裝置或接地線之間并聯(lián)一種適當?shù)谋芾灼?SPD，當直擊雷或雷擊效應在線路上產(chǎn)生的過電壓波沿這些導線進入室內或設備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，雷電電流就由此處 分流入地了。雷電流在分流之后，仍會有少部份沿導線進入設備，這對于一些不耐高壓的微電子設備來說是很危險的，所以對于這類設備在導線進入機殼前，應進行多級分流（即不少于三級防雷保護）。 指使建筑物內的各個部位都形成一個相等的電位，即等電位。若建筑物內的結構鋼筋與各種金屬設置及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導電體，建筑物內當然就不會產(chǎn)生不同的電位，這樣就可保證建筑物內不會產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對防止雷電電磁脈沖干擾微電子設備也有很大的好處。鋼筋混凝土結構的建筑物最具備實現(xiàn)等電位的條件 ，因為其內部結構鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。 第 9 頁 為滿足防雷裝置的要求，應有目的地把接閃裝置與梁、板、柱和基礎可靠地焊接、綁扎或搭接在一起，同時再把各種金屬設備和金屬管線與之焊接或卡接在一起，這就使整個建筑物成為良好的等電位體。 屏蔽的主要目的是使建筑物內的通信設備、電子計算機、精密儀器以及自動控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內的這些設施，不僅在防雷裝置接閃時會受到電磁干擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，有時附近打雷或接閃時，也會受到雷電波的電磁輻射的影響，甚至在 其他建筑物接閃時，還會受到從該處傳來的電磁波的影響。因此，我們應盡量利用鋼筋混凝土結構內的鋼筋，即建筑物內地板、頂板、墻面、及梁、柱內的鋼筋，使其構成一個網(wǎng)籠，從而實現(xiàn)屏蔽。由于結構構造的不同，墻內和樓板內的鋼筋有疏有密，鋼筋密度不夠時，設計人員應按各種設備的不同需要增加網(wǎng)格的密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個問題迎刃而解，而且對防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施。此外，建筑物的整體屏蔽還能防球雷、側擊和繞擊雷的襲擊。 接地就是讓已經(jīng)流入防雷系統(tǒng)的閃電電流順利地流入大地，而不能讓雷電能量 集中在防雷系統(tǒng)的某處對被保護物體產(chǎn)生破壞作用，良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。 過去的一些舊規(guī)范要求電子設備單獨接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流干擾設備的正常工作。但現(xiàn)在，防雷工程設計已不提倡單獨接地，而是更多的與防雷接地系統(tǒng)共用接地裝置，但接地電阻要由原來的小于 4Ω減少到 1Ω。我國的現(xiàn)用的規(guī)范規(guī)定，如果電子設備接地裝置采用專用的接地系統(tǒng)，則其與防雷接地系統(tǒng)的地中距離要大于 20m。防雷接地是防雷系統(tǒng)中最基礎的環(huán)節(jié)，也是防雷安裝驗收規(guī)范中最基本的安全要求。接地不好，所有防雷措 施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。 指如何布線才能獲得最好的綜合效果?，F(xiàn)代化的建筑物都離不開照明、動力、電話、電視和計算機等設備的管線，在防雷設計中，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線 第 10 頁 的關系。為了保證在防雷裝置接閃時這些管線不受影響，首先，應該將這些電線穿于金屬管內，以實現(xiàn)可靠的屏蔽；其次，應該把這些線路的主干線的垂直部分設置在建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以盡量縮小被感應的范圍。除考慮布線的部位和屏蔽外，還應在需要的線路上加裝避雷器、壓敏電阻等浪涌保護器。因此，設計室內各種管線時，必 須與防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。 綜合防雷設計分類 傳統(tǒng)的防雷方法主要就是直擊雷的防護，其技術措施可分為接閃器、引下線、接地體等。其中接閃器可以根據(jù)建筑物的地理位置、現(xiàn)有結構、重要程度等，決定是否采用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)或其聯(lián)合接閃方式。但隨著微電子技術高度發(fā)展及廣泛應用，傳統(tǒng)的防雷設計方法已難以滿足現(xiàn)代建筑防雷的需要。 根據(jù)以上綜合防雷六要素可以把現(xiàn)代防雷保護分為外部防雷保護 (建筑物或設施的直擊雷防護 )和內部防雷保護 (雷電電磁脈沖的防護 )兩部份，外部防雷系統(tǒng)主要是為了保護建筑物免受直接雷擊引起火災事故及人身 安全事故，而內部防雷系統(tǒng)則是防止雷電波侵入、雷擊感應過電壓以及地電位反擊電壓侵入設備造成的毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的。 外部防雷系統(tǒng)及其設計 外部防雷主要是指防止建筑物或設施（室外獨立電子設備）免遭直擊雷的危害，其技術措施有接閃器、引下線、接地體等幾種。 接閃器是避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)以及用作接閃的金屬屋面和金屬構件等的總稱。功能是把接引來的雷電流，通過引下線和接地裝置向大地中泄放，以保護建筑物免受雷害。現(xiàn)在常用的接閃器有避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等幾種。 避雷針是靠把 雷雨云所帶的異種電荷引導到自身上來，通過良好的接地裝置，把雷電流泄入大地，保護建筑物不受雷擊的一種金屬裝置。 避雷針的工作原理：