成都浩宇飞鸿科技有限责任公司

一、概述

雷电灾害给人类带来过许多惨痛的教训，直到今天还在继续。现代科学技术的突飞猛进，自动化办公水平日益提高，给人们的工作、生活带来了全新感受。雷电这个早已被我们所“克服”的困难，却像突然被注入了新的活力般，给人类带来的灾害却是有过之而无不及，让我们在感受科技的同时也品尝了许多突然而至的无奈和烦恼。因雷电尤其是感应雷导致的系统瘫痪以及设备损坏比比皆是，造成不计其数的人力和物力损失，其间接损失及政治影响更是无法估量，雷电灾害已成为社会各界关注的焦点。作用

雷电和以前并没有什么两样，所发生变化的是：它的某些物理效应在高科技技术产品上发生了。富兰克林发明了避雷针之后，科学技术取得了突飞猛进的进步，防雷技术却可以说是停滞不前。避雷针只是用于保护建筑物本体，防范直击雷击中建筑物。值得一提的是，原先用于保护建筑物的避雷针，而今非但不能对建筑物内的人和物进行有效的保护，反而更易引入感应雷，使电子设备严重受损；避雷针对于感应雷和通过其它线路进入建筑物的雷电过电压是无能为力的。因此防雷技术必须与科技的发展、文明的进步相适应，必须用新的视角去关注雷电这一自然现象。

根据国家规定，将年平均雷暴日超过40天的地区称为多雷区，而超过90天作为强雷区，此类地区的单位应予以重点的防护。针对中国南方雷电多发地点的资料分析，云南省内绝大部分地区的年雷暴日达到或超过了80天以上，基本上处于强雷区。而现代电子设备较为集中地带的防雷主要是针对感应雷的防范，在这方面，我们不能带有任何的侥幸心理，若因雷击而导致生命和财产的重大损失是很难用时间和金钱来弥补的，因此针对雷电防护的专项工程应是刻不容缓的。

雷电流的时间虽然短暂，但它巨大的破坏性是目前人类还无法控制的，现阶段通过人力主动化解雷电的危害，还是不现实的，我们只能通过努力被动地将雷击的能量给予阻挡并将它泄放入大地，以避免所带来的灾害。雷击和线路过电压会出现多种有害的效应，基本上会有以下几种表现形式：直击雷击、感应雷击、电磁脉冲辐射、雷电过电压侵入和反击。雷击及过电压的保护是一项系统的工作，需要根据不同的特性给予相应而全面的防护。

     防雷是一项防患于未然的工作，虽然雷电不是时时都有的，浪涌电压则是每天都会遇到的。随着现代化的高速进程，许多国民经济的重要领域不断自动化、信息化，雷电以及其他浪涌电压对自动化、 信息化设备的危害越来越大，造成设备电子元器件老化、失效， 甚至导致数据丢失和系统瘫痪。因此防雷、抗浪涌措施成为保障高度现代化的重要环节。在1989年 8月 12日黄岛重大雷灾事故以后，雷击的防范工作得到了政府的极大重视，我们国家的气象部门统计了全国的部分雷灾事例，发现雷击灾害引起的损失已经远超过人们的想象，为此上海市市政府还将雷击灾害的应急措施加入到专门制定的城市应变手册。参考书目：《2000年全国雷灾事例汇编》

1.1 雷击和浪涌电压

     浪涌电压也称为瞬间过电压，雷击是浪涌电压中最具破坏力的一种，它的特点是电压上升非常快 ( 10微秒以内 )，峰值电压高( 数万至数百万伏 )，电流大(几十至上百千安)，维持时间较短 (几十至几百微秒)，传输速度快(光速传播 )。能量非常巨大（雷暴的功率百万级瓦特）。浪涌电压的分类如下表所示：

1．2 外部防雷和内部防雷

按照GB50074-94的定义外部防雷是防直击雷的措施（指对建筑物本体的保护措施如避雷针、带、网、线等接闪装置、引下线和接地装置等），内部防雷则包括防感应雷、防线路浪涌、防地电位反击、以及防雷电波侵入和防电磁与静电感应的措施。例如采用SPD防雷器对感应雷、反击、雷电波侵入和人员安全的防护以及采用法拉第笼式结构对感应雷的防护等。本资料着重对SPD在内部防雷中的应用做重点介绍。

1．3 本资料中的部分名词解释：

纵向过电压及纵向保护： 纵向过电压由于某种原因，使平衡电路上某点与地间出现的超过容许的电压 ，用来抑制此种过电压的保护称纵向过电压。

横向过电压及横向保护： 指由于某种原因，使平衡的电路线间，或不平衡电路的线与地间，出现的超过容许的电压，用来抑制此过电压的保护称横向保护。

内电路：  指不直接联系于外线的机内侧电路。

粗保护：  指限幅电压较高，耐流能力较大，装在靠近外线的电路点上的保护装置。

细保护：  指限幅电压较低，耐流能力较弱用于内电路保护固体元件的保护装置，如二级管。

直击雷：  雷电直接击中线路并沿导线或电缆流过大量的雷电流，持续时间达若干微秒，使线路设备有实质性的破坏，过可以引起几千伏的过电压直接加到线 路装置和终端上。

感应雷： 通过雷之间或雷云对地的放电要附近的架空线路，埋地钢轨或类似传导体上产生的感应过电压。

地电位抬升：雷电流通过接地装置流入大地所引起大地电位的升高，会危害设备的对地绝缘。

电子设备的基本保护方法： 规定设备的介质绝缘强度，耐流度、阻抗等。使用保护元件分流（如火花间隙）或中断（如用熔丝）可能达到设备内部的冲击。

保护元件：带碳精板或金属电极的空气隙保护器。通常联接于每一引入线与地之间，限制出现在两极间的电压，此类元件价低，但经雷电击放电后，绝缘值下降，需经常维修及更换。

气体放电管：连接每一引入线与地之间，如是三极气体放电管则连接于平衡线对与地之间，用于把过电压限制到被保护系统可容许的范围。可较长期工作不需要特殊的维护，但要定期检查三极气体放电管的横间电压小，保护效果优于二级气体放电管。

半导体二极管：可把外来的电压值限幅低至于1V，以保护设备、器件动作快，但易因过流而遭损坏，多用于保护电路。

压敏电阻：是一种其电阻值随外加电压而变化的非线性元件，从高阻到低阻的过渡可达到纳秒级，耐流能力较大，但这类元件漏电会逐渐增加，极间电熔较大，使用时应加以考虑。

熔丝：串联在每引入线之中，当流过载电流时熔断，可以中断过电流以保护设备与人身安全。

热线圈：串联在每王引入线之中，它附有易熔焊料，并当长时间超过规定值的弱电流潜入时，熔 ，用以切断电路，或同时将线路接地。]

其它保护元件：如排流线图，隔离变压器，可视不同设备选用。

转移效应：保护元件虽起保护作用，但对设备的另一部分可能丧失保护或 至造成更大危险。例如熔丝熔断，会导致熔丝线路侧的过电压升高。放电管放电短路造成部分电路过流等。

非暴露环境：指城市中心和低雷暴活动的地区，期间极少出现超过保护元件残压的电压。

暴露环境：指除以上列出外的所有其它环境（也包括必须采用一切有效保护措施才能有满意效果的特殊暴露环境。

接闪器：直接载受雷击的避雷针，避雷带（线）避雷网以及用做接闪器的金属屋面构件等。

接地装置：接地体和接地线的总合。

引下线：连接接闪器和接地装置的金属导体。

接地体：埋入土地中或混凝土基础中作散流用的导体。

接地线：从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体。

防雷装置：接闪器，引下线接地装置，过电保护器及其它连接导体的总和。

直击雷：雷电直接在建筑物上，产生电效应热效应和机械力者。

ASP  Anti Surge Protection, 抗浪涌保护 - 本公司图像化文字商标

SPD  Surge Protection Device 浪涌保护装置,防雷器,过电压保护器：目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件。它至少含有一非线性元件。

LEMP-Lightning Electronics Magnetic Pulse 雷电磁脉冲辐射

LPS  Lightning Protection System雷击保护装置

ESD  Electro-Static Dischargees静电放电浪涌(5-15KV/25ns)

EMI - Electro Magnetic Interference 电磁干扰

RFI - Radio Frequency Interference 无线电干扰

LPZ  Lightning Protection Zone 防雷分区

GDT  GAS DISCHARGE TUBE 气体放电管

MOV- MATERIAL OXIDE VARISTOR  金属氧化物压敏电阻器

8/20us波 - 感应雷和传导雷的雷电波形

10/350us波 - 直击雷的雷电波形