近年來(lái)，隨著社會(huì)發(fā)展，建筑物的不斷擴(kuò)建，以及電氣電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，其沖擊耐壓水平也隨之降低。雷電蘊(yùn)含著巨大的能量，它的靜電感應(yīng)、電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)、力學(xué)效應(yīng)等對(duì)建筑物和電氣設(shè)備均會(huì)造成不同程度的影響，破壞力極強(qiáng)，因此，建筑物的防雷尤顯重要。

　　一、防雷

　　整體來(lái)講防雷可分為防直擊雷和防感應(yīng)雷，也可以理解為內(nèi)部防雷和外部防雷。整體的防雷設(shè)計(jì)中主要有以下幾項(xiàng)措施：

　　（1）避雷針、帶；

　�。�2）引下線；

　　（3）接地體；

　　（4）屏蔽；

　�。�5）均壓等電位；

　　（6）減小接進(jìn)耦合。

　　過(guò)電壓的保護(hù)也屬防雷范疇，應(yīng)涵蓋在內(nèi)部防雷當(dāng)中去。以上幾項(xiàng)措施的設(shè)計(jì)方案已有較成熟的標(biāo)準(zhǔn)，本文不再詳述，只重申幾點(diǎn)應(yīng)特別注意的問(wèn)題。

　　1.接閃裝置的一般要求

　�、俦芾揍樶橀L(zhǎng)1m以下：圓鋼為Ф≥12mm；鋼管為Ф≥20mm；

　　針長(zhǎng)1～2m：圓鋼為Ф≥16mm；鋼管為Ф≥25mm；

　　煙囪上的針：圓鋼為Ф≥20mm；鋼管為Ф≥40mm。

　　②避雷網(wǎng)（帶）：圓鋼為Ф≥8mm；扁鋼為S≥48m㎡、S≥4mm；

　�、奂芸毡芾拙�宜采用截面不小于35m㎡的鍍鋅鋼絞線。

　　在布置接閃器時(shí)，可單獨(dú)或任意組合采用滾球法避雷網(wǎng)（應(yīng)符合表1規(guī)定）。

　　2.共用接地

　　在GB59057－94第六章：在工程的設(shè)計(jì)階段，不知道信息系統(tǒng)的規(guī)模和具體位置的情況下，若預(yù)計(jì)將來(lái)會(huì)有信息系統(tǒng)，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)將建筑物的金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋等自然物件，金屬管道配電的保護(hù)接地系統(tǒng)等與防雷裝置組成一個(gè)共用接地系統(tǒng)，并在一些合適的地方預(yù)埋等電位聯(lián)結(jié)板。

　　在GB59052－94中第6.3.3條：

　�。�1）每幢建筑物本身應(yīng)采用共用接地系統(tǒng)；

　�。�2）當(dāng)互相鄰近的建筑物之間有電力和通信電纜連接時(shí)，宜將其接地裝置互相連接。

　　某些教程中也要求單獨(dú)接地如信號(hào)地、邏輯地，它們實(shí)質(zhì)指的是高頻信號(hào)接地，在IEC標(biāo)準(zhǔn)和ITV相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中均不提倡單獨(dú)接地。

　　共用接地的優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）在發(fā)生電位上升時(shí)，各處的地電位同時(shí)上升，基本不存在電位差；

　　（2）電磁兼容性好。

　　由于強(qiáng)電、弱電、高頻和低頻都等電位，且采用了分別屏蔽和分支接地線等方法，提高了電磁兼容的性能。

　　3.等電位聯(lián)結(jié)

　　在等電位聯(lián)結(jié)中，對(duì)不能直接參加等電位連接的帶電體和導(dǎo)體，如電源線、信號(hào)線、陰極保護(hù)輸油管、燃?xì)夤艿�，使用電涌保護(hù)器，進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。

　　4.屏蔽

　　屏蔽是提高電磁兼容性的一項(xiàng)重要措施，在這里主要是利用法拉第籠，衰減對(duì)設(shè)備的電磁干擾，衰減的程度取決于網(wǎng)孔的密度，屏蔽層的厚度和選用的屏蔽材料有關(guān)，在設(shè)計(jì)屏蔽層的厚度時(shí)，其厚度最好接近電磁波的波長(zhǎng)，網(wǎng)孔的密度越大可靠性就越高，低頻時(shí)宜選用高導(dǎo)磁材料，高頻時(shí)優(yōu)先選用銅材。據(jù)資料記載，當(dāng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度BM＝0.07GS時(shí)，無(wú)屏蔽計(jì)算機(jī)發(fā)生誤動(dòng)作；當(dāng)BM＝2.4GS時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)生永久性損壞。隨著電子技術(shù)日益向高頻率、高速度、寬頻帶、高精度、高可靠性、高靈敏度、高密度、大功率、小信號(hào)、運(yùn)用和復(fù)雜化發(fā)展，因而電磁兼容性研究日益重要。

　　5.信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖分級(jí)保護(hù)

　　依據(jù)公式：E＝1－Nc/N其中：Nc——因直擊雷和雷擊電磁脈沖引起信息系統(tǒng)設(shè)備損壞的可接受最大年平均雷擊次數(shù)；

　　N——建筑物預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)（次／a）N＝KNgAe.總的防雷原則：整體防護(hù)、逐級(jí)保護(hù)、防護(hù)縱深。

　　（1）將大部分雷電流直接接閃引入地下泄散（外部保護(hù)）；

　　（2）將沿電力線、信號(hào)線、各種管道等侵入建筑物內(nèi)部的各種形式的瞬態(tài)過(guò)電壓通過(guò)不同的電涌保護(hù)器（過(guò)壓保護(hù)器）導(dǎo)入大地內(nèi)部保護(hù)；

　�。�3）限制被保護(hù)設(shè)備上的電涌過(guò)電壓（終端保護(hù)）。

　　此三道防線相互配合，各負(fù)其責(zé)，缺一不可，在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮被保護(hù)設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。

　　二、電涌保護(hù)器

　　電涌保護(hù)器又稱SPD.目前國(guó)內(nèi)低壓配電系統(tǒng)中所使用的電涌保護(hù)器大多為金屬氧化物避雷器也稱氧化物避雷。金屬氧化物閥片是以氧化鋅為主要成份，加入少量的鉍、鈷、鉻、錳、銻等金屬氧化物作為添加劑，經(jīng)過(guò)混料、適粒、線型，在1000℃以上的高溫下燒制而成，形狀呈圓餅形或環(huán)形，它有著優(yōu)異的非線性物性，非線性系數(shù)α可低達(dá)0.01～0.04.當(dāng)正常工作時(shí)本身只有微安級(jí)的漏電流，它對(duì)過(guò)電壓響應(yīng)時(shí)間非常快，通流能力也很高。

　　1.電涌保護(hù)器兩個(gè)主要參數(shù)的選擇

　　標(biāo)稱放電流（通流容量）：根據(jù)50057－94第二章和附表六規(guī)定，選擇首次和首次后的雷電流，按全部雷電流的50％入地泄散，其余電流平均分配的原則（包括第二級(jí)，應(yīng)加支路）進(jìn)行計(jì)算。

　　電壓保護(hù)水平：電壓保護(hù)水平是一個(gè)表征電涌保護(hù)器限制電壓的性能參數(shù)，它是從一系列的推薦值的列表中選取出來(lái)的。針對(duì)每一只產(chǎn)品片面的，就可以理解為殘壓值越低越好。

　　2.總的設(shè)計(jì)應(yīng)符合的原則被保護(hù)設(shè)備耐沖擊電壓值＞SPD電壓保護(hù)水平值＞SPD限制電壓值＞SPD1mA直流參考電壓值＞SPD最高持續(xù)電壓值＞電源最大故障過(guò)壓值＞電網(wǎng)正常波動(dòng)值。

　�。�1）TN－C－S系統(tǒng)；

　　（2）TN－S系統(tǒng)；

　　（3）TT系統(tǒng)

　　三、電涌保護(hù)器在安裝布置時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

　　（1）安裝的電涌保護(hù)器最后一級(jí)應(yīng)靠近被保護(hù)設(shè)備最好＜10m；

　　（2）為使能量協(xié)調(diào)，多級(jí)使用時(shí)，開關(guān)型和限壓型之間距離＞10m，限壓型和限壓型之間距離＞5m連接線應(yīng)盡可能的短和直，連接長(zhǎng)度應(yīng)≤0.5m，若環(huán)境有限制應(yīng)采用凱文式連接電涌保護(hù)器（V型連接）。

　　四、問(wèn)題探討

　　電涌保護(hù)器的動(dòng)作順序當(dāng)單極電涌保護(hù)器不能將入侵的沖擊電流抑制到規(guī)定的保護(hù)電壓以下時(shí)，就要采取含兩級(jí)、三級(jí)或更多級(jí)的非線性電涌保護(hù)器。

　　有人認(rèn)為，當(dāng)入侵的沖擊波Ⅰ加在X－Y端上時(shí)，總是Ⅰ先導(dǎo)通，實(shí)際上是Ⅱ先導(dǎo)通。Ⅱ先導(dǎo)通主要是因?yàn)椋豪讚綦娏骺梢哉J(rèn)為是恒流源，是由于行進(jìn)波的原因第二級(jí)先導(dǎo)通。Ⅰ導(dǎo)通的條件為Ⅱ號(hào)電涌保護(hù)器的殘壓UBS加上AB斷線路的壓降UAB加在Ⅰ號(hào)電涌保護(hù)器上，致使Ⅰ號(hào)電涌保護(hù)器導(dǎo)通Ⅰ號(hào)導(dǎo)通電壓要高于Ⅱ號(hào)導(dǎo)通電壓。