摘要：雷電危害可以分為直擊雷和雷擊電磁脈沖兩種。避雷針、避雷帶、避雷線等只能有效防護直擊雷，而對雷擊電磁脈沖的防護，避雷針和避雷帶卻無能為力。本文在闡明雷擊電磁脈沖入侵通道和雷電防護基本原理的基礎上，針對雷擊電磁脈沖的防護措施及方法進行了一些探討。
　　關鍵詞：感應雷；屏蔽；重復接地；等電位；共用接地。
　　
　　1引言
　　雷電是一種氣象災害,雷電是云與云、云與地之間的一種大氣放電現象。雷害大體可分為直擊雷害和雷擊電磁脈沖兩大類。直擊雷的危害主要是造成建筑物的損壞和人員傷亡。而云地放電和云間放電所產生的雷擊電磁脈沖使周圍的一些導體、半導體產生高達數千伏感應電壓，通過金屬導線和金屬管網進入建筑物內部造成事故。有人認為建筑物安裝了避雷針后，建筑物內的計算機、家電、通信線路和電力等電子設備便不會遭受雷擊，這種認識是錯誤的。避雷針是金屬體，安裝避雷針的目的主要是防直擊雷的，可以通過避雷針把雷電引入大地。但是，它對于直擊雷對地放電時所產生的感應雷是無能為力的。據不完全統計，全世界每年在裝有避雷針的情況下，遭雷擊的經濟損失可達數10億美元，而其中遭雷擊電磁脈沖損壞的竟占85%，可見，雷擊電磁脈沖是主要“殺手”。
　　隨著科學技術的發展，大量的微電子設備和通訊網絡得到廣泛應用。由于電子設備的高度集成，加之工作電流小和工作電壓低的特點，帶來絕緣強度低和耐過電壓、過電流能力差的弱點，使雷擊電磁脈沖對電子設備的損壞遠遠大于直擊雷對建筑物所造成的損失。然而，在對建筑物圖紙設計的時候，往往只重視了對直擊雷的防護卻忽略了對雷擊電磁脈沖的防護。本文在闡明雷擊電磁脈沖入侵通道和雷電防護基本原理的基礎上，針對雷擊電磁脈沖的防護進行了一些探討，旨在為建筑物內部防雷的設計者和圖紙審核者提供一些參考。
　　2雷擊電磁脈沖的入侵通道
　　雷擊電磁脈沖入侵建筑物的通道主要有5條:(1)建筑物中一切電子設備的天線、饋線、電源線、信號線、接地線等都是建筑物的進雷通道;(2)出入建筑物中各種電源線路;(3)具有公共接地的建筑物中的一切金屬管道，在雷電流經其上時，其周圍產生的磁場渦流在金屬表面感應出來的雷電沖擊波;(4)雷電放電時，在金屬表面感應出來的雷電沖擊波;(5)直接雷擊落雷點建筑物的高電位沖擊。
　　3雷電防護基本原理
　　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，而不是堵雷。一個完整的防雷系統包括兩個方面：直接雷擊的防護和雷擊電磁脈沖的防護。缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潛在危險的。一般我們將其分為直擊雷防護和雷擊電磁脈沖防護兩部分。由避雷針（或避雷帶、避雷網）、引下線和接地系統構成外部防雷系統，主要是為了保護建筑物免受雷擊引起火災事故及人身安全事故；而雷擊電磁脈沖的防護系統則是防止雷電和其它形式的過電壓侵入設備中造成損壞，這是直擊雷防御系統無法保證的，為實現對雷擊電磁脈沖的防護，需對建筑物進出各保護區的電纜、金屬管道等安裝過電壓保護裝置進行保護并良好接地。
　　4雷擊電磁脈沖的防御措施
　　4.1電源防雷
　　雷擊電磁脈沖侵害主要是通過線路侵入。為了防止雷擊電磁脈沖沿低電壓線路進入室內，低壓線路最好采用地下電纜供電，并將電纜的金屬外皮接地。采用架空線供電時，主要措施是加裝電涌保護器，目的是用分流技術即采用高吸收能量的分流設備（電涌保護器）將雷電過電壓（脈沖）的能量分流泄入大地，達到保護目的。對高壓電力要采用專用高壓避雷裝置，對380v低壓線路應進行過電壓保護，按國家規范應分三級保護：一級保護是在高壓變壓器后端到建筑總配電盤前端的電纜內芯線兩端對地加裝電涌保護器；二級保護是在建筑總配電盤至各樓層分配電箱間的電纜內芯線兩端對地加裝電涌保護器；三級保護是在所有重要的、精密的設備以及UPS的前端對地加裝電涌保護器。
　　錯誤安裝電涌保護器會使設備得不到有效保護。一是過長的連接線在電涌保護器工作時，連接線上由感抗引起的電壓將很高，對設備會產生危險電壓，所以在安裝電涌保護器時要盡量采用較短的連接線，最好小于0.5m；二是若將電涌保護器的輸出線、輸入線及接地線靠近并排敷設，會使輸出線內感應出瞬態浪涌，所以在安裝電涌保護器時應將輸入線、地線與輸出線分開敷設或垂直敷設，盡量拉開敷設的距離。
　　4.2屏蔽
　　阻止雷擊電磁脈沖入侵的有效手段就是屏蔽。利用鋼筋混凝土結構內的頂板、地板、墻面和梁柱，使它們構成一個六面體的籠式避雷網，使其達到屏蔽的條件,并將建筑物墻體中的鋼筋以及金屬門窗，統統連起來，形成“法拉第籠”。
　　4.3接地和重復接地
　　阻止雷擊電磁脈沖入侵的另一有效手段是接地和重復接地。一是將將室內各種金屬管道、屏蔽外殼、金屬門窗、靜電地板支架、各種設備、機柜外殼均采用多股銅芯線就近接于接地母線上；二是采用重復接地等辦法，避免架空導線直接進入建筑物樓內和機房設備，盡可能埋地纜進入或在進入建筑物或機房前重復接地，最大限度衰減從各種導線上引入雷電高電壓。
　　4.4綜合布線
　　由于雷電流是由建筑物外墻四周柱子內的鋼筋接地的，因而外墻處的電流密度大，其周圍的磁場強，所以建筑物內的所有電子設備的交流電源線、通信線、數據傳輸線的主干線不應該在靠近外墻處敷設，最好架設在大樓的中心部位，線槽的布放盡量與建筑物的立柱或橫梁有較遠的距離。同時必須注意電源線與信號線不能并排或同槽鋪設。
　　4.5等電位聯結
　　等電位聯接的目的，在于減小需要防雷的空間內各金屬部件和各系統之間的電位差，防止雷電反擊。等電位聯結就是把建筑物內及附近的所有電器裝置、電信裝置、金屬管道、電纜金屬屏蔽層、電力系統接地線、防雷接地線以及金屬地板框架、設施管路、金屬門窗等統一用電氣連接的方法連接起來，形成一個電器通道，使整座建筑物空間成為一個良好的等電位體，并以最短的線路連到最近的等電位連接帶上。這樣，在雷電襲擊時，建筑物內部和附近大體上是等電位的，因而就不會發生內部的設備被高電位反擊和人被雷擊的事故。
　　4.6環形接地
　　環形接地網是把接地體沿建筑物周圍圍成一個閉合環。這樣的接地網可以使得界面以外的電場分布比較均勻，從而減少了跨步電壓對人的危害，也減少了室內在雷擊時由于地面電位梯度大容易產生對設備高電壓反擊的危險。
　　4.7共用接地裝置
　　建筑物內往往有許多不同性質的電氣設備，因而需要有多個接地裝置，如防雷接地、電氣安全接地、交流電源工作接地、通信及計算機系統接地等。共用接地是將各種接地裝置互相連接到低電感的網形接地系統。采用等電位連接和共用接地系統后，可使訊號接地不形成閉合回路，同時可消除靜電和電場的干擾，不易受磁場干擾。根據IEC標準，建筑物內的各個電器系統通常只能共用一個接地系統。采用獨立接地，雖然可使各系統之間不會造成互相干擾，但是當發生雷擊的時候，各系統的接地就會出現不同的電位，產生電位差，使電子設備因這瞬間的高位差而被擊穿。
　　
　　參考文獻
　　[1]中國建筑標準設計研究院.GB50343-2004建筑物電子信息系統防雷技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2004.
　　[2]中華人民共和國機械工業部.GB50057-1994建筑物防雷設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2001.
　　[3]楊仕賢,張春紅,楊麗瓊.雷電災害的防御措施[J].科學研究月刊,2009(7):8-11.
　　[4]楊仕賢,張春紅,楊麗瓊.煙花爆竹場所防雷設計[J].現代科學研究,2009(5):6-9.