我國(guó)電子信息設(shè)備信息技術(shù)正在飛速發(fā)展，它在生產(chǎn)科研和日常生活的應(yīng)用日益普遍，據(jù)新統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的上網(wǎng)計(jì)算機(jī)已超過(guò)1千二百萬(wàn)臺(tái)。但電子信息設(shè)備常因元件被擊穿或燒毀而停止工作，重要的原因是這類(lèi)設(shè)備的元件耐暫態(tài)過(guò)電壓的水平很低，如果設(shè)備的電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)上感應(yīng)暫態(tài)過(guò)電壓，而線(xiàn)路又未設(shè)置必要的暫態(tài)過(guò)電壓保護(hù)器，則設(shè)備的電子元件將被擊穿。家庭的彩電在打雷時(shí)可拔掉電源插頭和天線(xiàn)插頭免受損害，而科研、生產(chǎn)、**部門(mén)的電子信息設(shè)備雷雨季節(jié)仍需堅(jiān)持工作，不能采取拔插頭這種躲的方式。如果這些部門(mén)遭受雷電侵入，又沒(méi)有完善的防護(hù)過(guò)電壓的措施，將造成電子設(shè)備的損壞，產(chǎn)生不良后果，造成經(jīng)濟(jì)損失和***影響。

1992年6月2０日國(guó)家氣象局和1996年6月27日北京無(wú)線(xiàn)局維修中心大量電子信息設(shè)備遭雷電擊毀，說(shuō)明暫態(tài)過(guò)電壓的危害不能輕視?，F(xiàn)在有一種做法，遭雷擊時(shí)想防雷，過(guò)了雷雨季節(jié)不談防雷，寄希望遭雷擊是一種巧合。其實(shí)，一個(gè)地方或建筑是否經(jīng)常遭受雷擊，由該地區(qū)的雷暴日數(shù)、土壤電阻率、建筑物的高度、金屬體的多少等多方面因素影響，不以人們的意志為轉(zhuǎn)移。在目前，人們對(duì)雷電的產(chǎn)生還無(wú)法控制，但是經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)進(jìn)步，人們已經(jīng)尋找到了多種減輕雷電過(guò)電壓危害的有效辦法。只要合理運(yùn)用這些方法，我們就可以把雷電的危害減輕到比較低限度。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能否正常工作，除了本身的軟硬件條件外，還有外部工作環(huán)境，主要是影響該系統(tǒng)正常工作的外部及內(nèi)部過(guò)電壓，防止外部及內(nèi)部過(guò)電壓也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常工作投資的一部分，如果忽略了這部分投資，造成系統(tǒng)的損壞，出現(xiàn)更換及維修設(shè)備的費(fèi)用，從一定時(shí)期的周期投資費(fèi)用上來(lái)講，很可能超過(guò)一次性裝備防過(guò)電壓設(shè)備的費(fèi)用。在這里暫不計(jì)***、社會(huì)及其它影響，有可能這方面的影響遠(yuǎn)比防雷器件的投資大得多。1992年**氣象局就因雷擊造成設(shè)備損壞，出現(xiàn)過(guò)未報(bào)天氣預(yù)報(bào)的事故，造成了很壞的社會(huì)影響。

1 過(guò)電壓的產(chǎn)生及危害

過(guò)電壓的概念：由電源系統(tǒng)外部（主要是雷電）和系統(tǒng)內(nèi)部工作造成的工作電壓超過(guò)正常供電值，即稱(chēng)為過(guò)電壓。暫態(tài)過(guò)電壓存在的時(shí)間非常短，只有幾十微秒的時(shí)間。

1.1 雷電（外部過(guò)電壓Lightning）的產(chǎn)生及危害

雷云形成的假說(shuō)很多，至今沒(méi)有一種被公認(rèn)為無(wú)懈可擊的完整學(xué)說(shuō)，主要有威爾遜假說(shuō)。

廣州的唐山樵先生的說(shuō)法：雷電的出現(xiàn)除與氣流、風(fēng)速密切相關(guān)，而且與地球磁場(chǎng)也有一定聯(lián)系。雷雨云內(nèi)部的不停運(yùn)動(dòng)和相互摩擦，使雷雨云產(chǎn)生大量的正、負(fù)電荷的小微粒，即所謂的摩擦生電。這樣龐大的雷雨云相當(dāng)于一塊帶有大量正、負(fù)電荷的云塊，這些正、負(fù)電荷不斷地產(chǎn)生和復(fù)合，當(dāng)這些云塊在水平方向向東或向西移動(dòng)時(shí)（最大風(fēng)速可達(dá)40m/s），它與地球磁場(chǎng)磁力線(xiàn)產(chǎn)生切割，就好像導(dǎo)體切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生電流一樣，云中的正、負(fù)電荷將產(chǎn)生定向移動(dòng)，其移動(dòng)的方向按右手定則判斷。若云層由西向東移動(dòng)，因地磁場(chǎng)磁力線(xiàn)是由地球南極指向北極，所以，大量的正電荷向上移動(dòng)，負(fù)電荷向下移動(dòng)，當(dāng)正、負(fù)電荷積聚的足夠多時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到（25～30kV/cm）時(shí)，將引起雷云間、雷云中或雷云對(duì)地的放電。沒(méi)有大氣運(yùn)動(dòng)就不會(huì)有雷電，這說(shuō)明為什么雷電總是伴隨著狂風(fēng)暴雨出現(xiàn)。

大地被雷擊時(shí)，多數(shù)是負(fù)電荷從雷云向大地放電，少數(shù)是雷云中的正電荷向大地放電；在一塊雷云發(fā)生的多次雷擊中，***一次雷擊往往是雷云上的正電荷向大地放電。觀測(cè)證明，負(fù)電荷放電的能量平均為30kA；發(fā)生正電荷向大地放電的雷擊顯得特別猛烈，一般為100 kA，高的達(dá)200～300kA。

前幾年山東黃島油庫(kù)特大火災(zāi)事故，也是由于雷擊所致，火災(zāi)造成100多人傷亡，毀掉原油數(shù)萬(wàn)m3，損失直接經(jīng)濟(jì)7000多萬(wàn)元，造成附近生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞。此次事故皆因領(lǐng)導(dǎo)不重視所至。

雷電破壞性很強(qiáng)的原因：

a. 在短短幾十?s，把雷云蘊(yùn)藏的能量放出來(lái)。但據(jù)有關(guān)資料計(jì)算，每次閃擊發(fā)出的能量只相當(dāng)于幾千克石油所放出的能量，見(jiàn)圖１、２。

b. 大多數(shù)雷電流峰值為幾十kA，也有少數(shù)的上百kA和幾百 kA。

c. 在電源或輸電線(xiàn)上的感應(yīng)電壓，低則幾萬(wàn)伏，高的達(dá)幾十上百萬(wàn)伏。

雷擊的三種主要形式：

直擊雷：帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象，稱(chēng)直擊雷。避雷針并不能完全的攔截上空來(lái)的雷電，有的雷電并不是經(jīng)**短的路徑泄放電流，有時(shí)繞過(guò)避雷針，對(duì)建筑物產(chǎn)生側(cè)擊或繞擊。據(jù)外國(guó)有關(guān)資料介紹，一個(gè)直擊雷不只只影響到被擊中的對(duì)象，而且對(duì)周?chē)霃?.5km范圍內(nèi)都有影響。

感應(yīng)雷：強(qiáng)大的脈沖電流對(duì)周?chē)膶?dǎo)線(xiàn)或金屬物體產(chǎn)生電磁感應(yīng)發(fā)生高電壓，以致發(fā)生閃擊的現(xiàn)象，也叫二次雷。當(dāng)感應(yīng)到導(dǎo)線(xiàn)時(shí)傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)。一小女孩雨淋后，跑回家，欲打開(kāi)金屬大門(mén)，結(jié)果被擊倒，搶救無(wú)效死亡。

球形雷：在雷電頻繁的雷雨地區(qū)，偶爾會(huì)發(fā)現(xiàn)紫色、殷紅色、灰紅色、藍(lán)色的“火球”。

這些火球有時(shí)從天空降落，然后又在空中或沿地面水平方向移動(dòng)，有時(shí)平移，有時(shí)滾動(dòng)。這些火球一般直徑10幾cm，大的超過(guò)1m，存在的時(shí)間從幾s到幾min，一般為幾s的居多。

1975年9月25日，海南省臨高縣一座知青宿舍，有一個(gè)發(fā)綠光的球形雷從開(kāi)著的窗口竄入屋內(nèi)，一位女青年因害怕而奪門(mén)而逃，球雷隨風(fēng)尾追，碰到他身上，女青年死亡。

1983年8月15日，北京市東郊煉焦化工廠(chǎng)，因球形雷燒毀體積10m3的酒精罐兩個(gè)。

球形雷形成的原因推測(cè)：一是等粒子體；二小范圍的急促氣旋造成，三核反應(yīng)。到目前試驗(yàn)室未完滿(mǎn)重復(fù)這一現(xiàn)象。

近年來(lái)，由于建筑物的防雷設(shè)計(jì)逐漸完善，直擊雷造成的建筑物損壞和火災(zāi)事故已有所減少，但是，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，敏感電子設(shè)備的工作電壓不斷降低。如***代的計(jì)算機(jī)元件主要是電子管，過(guò)去沒(méi)有什么防雷保護(hù)措施，也很少發(fā)生雷擊事故。而今，新型超級(jí)計(jì)算機(jī)、人工智能計(jì)算機(jī)都使用集成電路模塊，其耐壓、過(guò)流的能力脆弱，國(guó)際電工委員會(huì)已將雷電災(zāi)害稱(chēng)為“電子化時(shí)代的一大公害”。從大量的計(jì)算機(jī)雷擊事例中分析可以認(rèn)為：由雷電感應(yīng)和雷電波侵入造成的雷電電磁脈沖（LEMP）是計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備損壞的主要原因。

具體有以下規(guī)律：

a. 從被損壞部件在電路中的位置看，均在與外線(xiàn)連接的主機(jī)、終端機(jī)或MODOM接口中的驅(qū)動(dòng)器和接收機(jī)，或擊穿MODEM后再擊穿主機(jī)或終端的接口，越過(guò)接口的部件很少被擊穿，可見(jiàn)雷電感應(yīng)過(guò)電壓波侵入途徑是室外通訊線(xiàn)和電源線(xiàn)。

b. 從接口與線(xiàn)路看，損壞的多是接口，線(xiàn)路絕緣很少損壞，保護(hù)重點(diǎn)應(yīng)是接口。

c. 發(fā)生雷擊外線(xiàn)路的長(zhǎng)度，有長(zhǎng)到二十多公里，也有短到幾十米的，可見(jiàn)雷電波的侵入在引出機(jī)房之外的線(xiàn)路就可發(fā)生。

d. 導(dǎo)線(xiàn)屏蔽程度對(duì)雷擊事故發(fā)生差別非常大，不加屏蔽或簡(jiǎn)單屏蔽多次遭雷擊，屏蔽效果很好的導(dǎo)線(xiàn)，雷擊發(fā)生率極低。

e. 架空線(xiàn)路的的雷電感應(yīng)過(guò)電壓。無(wú)屏蔽架空線(xiàn)路雷電感應(yīng)過(guò)電壓幅值按下式計(jì)算：

Vg: 感應(yīng)過(guò)電壓，kV

I ：雷電流幅值，kA

Ha：導(dǎo)線(xiàn)離地面高度，m

S： 雷擊點(diǎn)與導(dǎo)線(xiàn)的垂直距離，m據(jù)上式估算，在一公里遠(yuǎn)處有50kA的雷擊電流，在4m高的導(dǎo)線(xiàn)上可產(chǎn)生5kV的感應(yīng)過(guò)電壓，顯然，這對(duì)計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備都會(huì)造成巨大的災(zāi)難。

f. 地下電纜的雷電感應(yīng)過(guò)電壓。5 kA雷電流流入地網(wǎng)，在其附近（5～10m）的無(wú)屏蔽電纜上將感應(yīng)出5～7.5 kV的高壓。但電纜有金屬護(hù)套并兩端接地，則感應(yīng)過(guò)電壓將降為（5%～10%）。

另外，光纖通訊發(fā)展很快，光纖本身是非金屬材料不怕雷擊，但是為了防止外界的腐蝕作用和增強(qiáng)架空拉設(shè)的強(qiáng)度，電纜內(nèi)部加有抗拉的鋼芯，外加上金屬護(hù)套，也與雷電聯(lián)系在一起。

消雷器──實(shí)踐證明，消雷器并不能起到消雷的作用。

1.2 內(nèi)部過(guò)電壓(Inter Overvoltage)的產(chǎn)生及危害

在電力系統(tǒng)內(nèi)部，由于斷路器的操作、負(fù)荷的投入和切除或系統(tǒng)故障等系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)變化，而使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化，從而引起的電力內(nèi)部電磁能量轉(zhuǎn)換或傳輸過(guò)渡過(guò)程，將在系統(tǒng)中出現(xiàn)過(guò)電壓，這種過(guò)電壓稱(chēng)為內(nèi)部過(guò)電壓。在電力系統(tǒng)引起的內(nèi)部過(guò)電壓的原因大致可分為：

a. 電力大負(fù)荷的投入和切除（電梯、大功率空調(diào)機(jī)、冷凍機(jī)、等）；

b. 感性負(fù)荷的投入和切除（電機(jī)、繼電器的線(xiàn)圈、帶負(fù)荷墊板變壓器）；

c. 功率因素補(bǔ)償電容器的投入和切除；

d. 短路故障等。

內(nèi)部過(guò)電壓雖然沒(méi)有外部過(guò)電壓的危害大，但是，由于它長(zhǎng)年作用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，容易造成元器件的老化，減少設(shè)備的使用壽命和正常使用。

1.3 核致電磁脈沖（NEMP）

2 過(guò)電壓對(duì)電子設(shè)備的危害例證

例１：１９９４年７月７日下午３時(shí)５７分，湖南省沅陵縣麻溪鋪鎮(zhèn)**辦公大樓頂?shù)男l(wèi)星接收天線(xiàn)受雷擊２４６臺(tái)電視機(jī)無(wú)一幸免，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)３０萬(wàn)元。

例２：１９９２年６月２０日２０時(shí)０５分，中國(guó)氣象局氣象中心大樓落雷，避雷裝置和建筑物完好，但大樓大型計(jì)算機(jī)小型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中斷，６條北京同步線(xiàn)和１條國(guó)際同步線(xiàn)路被擊斷，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中斷４６小時(shí)，不只經(jīng)濟(jì)損失數(shù)十萬(wàn)元，次日**電視臺(tái)氣象預(yù)報(bào)成為空白，影響非常巨大。

例3：武昌水果湖地區(qū)是湖北省委、省人民**及各廳局所在地，其周邊地區(qū)為***批準(zhǔn)的東湖高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，該地區(qū)湖泊與山丘交替，雷暴日比周邊其它地區(qū)多。特別是高新企業(yè)的建立，樓房增多，房屋頂上金屬物體較多，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)代化通信設(shè)施的飛速發(fā)展，使雷電事故發(fā)生率明顯提高。兩三年的時(shí)間遭直擊雷的損害達(dá)二十多次，造成電話(huà)總機(jī)、通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等的巨大損失，有時(shí)一周都不能工作。

九十年代初，在省**的重視下，在該地區(qū)完成了***期防雷工程，分別在省勞動(dòng)廳（７層）、省檔案館（１４層）、省物價(jià)局（６層）房頂上加裝防雷接閃設(shè)備，效果較好。但由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有考慮防感應(yīng)雷，沒(méi)有過(guò)電壓保護(hù)措施，致使該地區(qū)雷擊事故時(shí)有發(fā)生。省**大院的微波通信和電話(huà)總機(jī)，**工辦電話(huà)總機(jī)多次遭到了雷擊，而附近的中科院物理所等單位的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備上裝設(shè)了各類(lèi)避雷過(guò)壓保護(hù)器，未發(fā)生事故。

與水果湖區(qū)相鄰的卓刀泉地區(qū)，也是雷擊事故多發(fā)區(qū)。在此的湖北省口腔醫(yī)院電話(huà)總機(jī)、７７２所供電系統(tǒng)、省氣象局計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口多次遭雷擊，經(jīng)調(diào)查，并不是因遭直擊雷所致，皆因未采取防感應(yīng)雷措施。而這些單位之間的武漢信聯(lián)證券公司在屋頂上鐵塔上裝設(shè)一套避雷針，在信號(hào)、配電等設(shè)施上分別安裝了電源、天饋信號(hào)避雷器，對(duì)地網(wǎng)進(jìn)行了改造，在周?chē)嗵幵饫讚舻那闆r下，公司未因雷擊受到損失。

3 計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備的過(guò)電壓防護(hù)

對(duì)于過(guò)電壓引起的危害，以引起了發(fā)達(dá)國(guó)家的重視，美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等國(guó)都有相關(guān)的防過(guò)電壓的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，如德國(guó)的ＶＤＥ ０６７５《過(guò)電壓防雷保護(hù)器》。國(guó)際電工委員會(huì)制訂的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：《雷電電磁脈沖的防護(hù)》(ＩＥＣ1312—1，2，3—94，95，96)、《低壓電力配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器》(ＩＥＣ1643-1)。

基于過(guò)電壓的危害，及防過(guò)電壓產(chǎn)品取得的良好效果，我國(guó)正在著手制定相關(guān)的規(guī)范，如通信部門(mén)的《通信局雷電過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范（送審稿）》。我國(guó)許多相關(guān)現(xiàn)行規(guī)范中也提到了過(guò)電壓防護(hù)。如：《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》ＧＢ50057-94（文說(shuō)明）中指出:“關(guān)于電子元件的過(guò)電壓保護(hù)分三部分，即２２０/３８０Ｖ、信息線(xiàn)路、有電子元件的設(shè)備本身…，在裝置附近的供電設(shè)備是否裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的重要性，由信息線(xiàn)路設(shè)計(jì)者一起解決，或由設(shè)備的使用者解決或由設(shè)備的制造者提供”。從此規(guī)范中可以看出，建筑電氣設(shè)計(jì)者們?cè)缇蛯?duì)過(guò)電壓?jiǎn)栴}引起了重視，只是不便于干預(yù)其它行業(yè)，而強(qiáng)行要求裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器。

隨著智能大廈的推廣應(yīng)用，電視、電話(huà)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)的普及，迫切需要過(guò)電壓防護(hù)跟上發(fā)展形勢(shì)。

3.1 降低入侵感應(yīng)電壓幅值

這是基本的方法，具體做法是不用架空線(xiàn)，采用屏蔽良好的電纜并將屏蔽層和備用芯線(xiàn)兩端接地，正確選擇布線(xiàn)路徑，盡可能直接埋地敷設(shè)，并在電纜上方埋設(shè)避雷線(xiàn)。但若單靠改善線(xiàn)路結(jié)構(gòu)達(dá)到避雷的目的在經(jīng)濟(jì)上很難辦到，特別是在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，即使全線(xiàn)采用同軸電纜，感應(yīng)電壓也達(dá)100多伏甚至上千伏，所以還必須在線(xiàn)路兩端設(shè)備處設(shè)過(guò)電壓保護(hù)裝置。

3.2 保護(hù)裝置

安裝過(guò)壓保護(hù)裝置是為了達(dá)到兩個(gè)目的：不產(chǎn)生誤動(dòng)作和原件不遭損壞；另一種是不影響儀器設(shè)備的工作性能。

3.3 現(xiàn)代防雷

富蘭克林美國(guó)科學(xué)家（1706-1790），放風(fēng)箏發(fā)明了避雷針。從富蘭克林發(fā)明避雷針到現(xiàn)在，科學(xué)技術(shù)發(fā)生了巨大變化，為適應(yīng)高科技的現(xiàn)狀，要采用現(xiàn)代防雷技術(shù)?，F(xiàn)代防雷的技術(shù)原則強(qiáng)調(diào)多方位防護(hù)，綜合治理，層層設(shè)防，把防雷看做是一個(gè)系統(tǒng)工程，這是由于雷電的危害無(wú)孔不入，在整個(gè)空間范圍侵襲微電子設(shè)備，很難防范。

現(xiàn)代綜合防雷技術(shù)“BCDGS”：

B：“等電位聯(lián)接”(Bonding)，其目的是防止強(qiáng)大雷電流流過(guò)之處立即升高至很高的電位，與周?chē)饘傥锖驮O(shè)備之間出現(xiàn)很大的電位差，造成旁側(cè)閃絡(luò)放電。同時(shí)可消除因地電位驟然升高而產(chǎn)生“反擊”的現(xiàn)象。消除因電位差引起的人身事故。

等電位聯(lián)結(jié)：隨著我國(guó)電氣行業(yè)日新月異的 變化，我國(guó)許多新修訂的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)正逐步同IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）接軌。等電位聯(lián)接是“使各外露可導(dǎo)電部分和裝置外可導(dǎo)電部分電位基本相等的電氣聯(lián)接”，分為總等電位聯(lián)接、局部等電位聯(lián)接、輔助等電位聯(lián)接?？偟入娢宦?lián)接就是在建筑物每一電源進(jìn)線(xiàn)處及進(jìn)出建筑物的金屬管道、金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件等連成一體一般有總等電位聯(lián)結(jié)端子板，并與其它等電位聯(lián)結(jié)端子板放射連接。等電位聯(lián)接能夠降低接觸電壓，防二次雷擊，防間接接觸電擊及接地故障引起的和火災(zāi)，在電氣設(shè)計(jì)中，等電位聯(lián)接是一種行之有效的安全措施，早已為國(guó)際上許多國(guó)家所采用，這項(xiàng)內(nèi)容在王厚余老先生的極力倡導(dǎo)和推薦下，被寫(xiě)進(jìn)了我國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054—95），并于1996年6月1日實(shí)施。為了使這一內(nèi)容在工程中得到更好的推廣，1997年，航空設(shè)計(jì)院的徐華等人在王厚余、劉屏周的具體指導(dǎo)下，編制了《等電位聯(lián)接安裝》（97SD567）標(biāo)準(zhǔn)圖。

等電位聯(lián)接示意圖見(jiàn)圖３。

C：傳導(dǎo)（Conducting），作用是把閃電的巨大能量引導(dǎo)到大地中耗散掉。只能攔截建筑物上空的閃電，對(duì)于遠(yuǎn)處落雷產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿各種導(dǎo)線(xiàn)的入侵無(wú)能為力。避雷針引導(dǎo)閃電入地的導(dǎo)線(xiàn)流有巨大的電流，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電磁場(chǎng)，也可能損壞設(shè)備，所以必須與其它防雷措施配合。

D：分流（Dviding），從室外來(lái)的導(dǎo)線(xiàn)（電源線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)）都要并聯(lián)一種 避雷器至接地線(xiàn)。把循導(dǎo)線(xiàn)傳入的過(guò)電壓波在避雷器處分流入地，也就是把雷電流的所有入侵通道堵截，使之降到不危害設(shè)備的程度。但是一級(jí)不夠，要多級(jí)堵截。

電子信息設(shè)備比一般的電氣設(shè)備更易被過(guò)電壓擊毀。一般的電氣設(shè)備工作電壓較高，都具有一定的耐雷水平，如果電源進(jìn)線(xiàn)的暫態(tài)過(guò)電壓不超過(guò)6kV，這些設(shè)備一般不會(huì)損壞。而電子設(shè)備的耐暫態(tài)過(guò)電壓的能力很低，據(jù)介紹，弱電設(shè)備電源部分的沖擊耐電壓值分別是：交流220V系統(tǒng)為1500Ｖ，直流48伏系統(tǒng)為330Ｖ，電信交換與用戶(hù)終端設(shè)備為1000Ｖ；計(jì)算機(jī)不得低于1500Ｖ。又由于在短時(shí)間內(nèi)電能釋放的能量太大，為使**終的工作設(shè)備不損壞，必須在過(guò)電壓到達(dá)弱電設(shè)備之前把電能釋放掉。所以低壓供電電源線(xiàn)路系統(tǒng)的防護(hù)，要求不得少于三級(jí)，建議是四級(jí)，從而將過(guò)電壓降到設(shè)備所能承受的水平。一般防御電壓為6kV、4 kV、2.5 kV和小于1.5kV：即三相總電源、進(jìn)入室內(nèi)的單相電源和進(jìn)入用電設(shè)備前的三級(jí)保護(hù)。

我國(guó)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054—95）中規(guī)定，從變電站接往建筑物的地下電纜，當(dāng)超過(guò)150m時(shí)，在進(jìn)入建筑物的總配電箱中應(yīng)設(shè)避雷器，架空線(xiàn)即使只有幾十m，也應(yīng)設(shè)避雷器。

過(guò)壓保護(hù)器的接線(xiàn)：

保護(hù)器如果安裝不正確，將降低保護(hù)器的效果。下面左圖是不正確的，圖中將避雷器安裝在進(jìn)線(xiàn)處墻上，還為之設(shè)置專(zhuān)門(mén)的接地極。當(dāng)雷電流擊穿短路時(shí)，設(shè)備所承受的雷電殘壓為和Ｉ分別為避雷器接線(xiàn)的電感、雷電涌流陡度和雷電流Ｉ在接地電阻Ｒ上的電壓降）。如圖中虛線(xiàn)所示，由于接線(xiàn)很長(zhǎng)，加上Ｒ上的壓降，雷電殘壓仍然很高。國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定避雷器接線(xiàn)不應(yīng)超過(guò)0.5m，建議將避雷器接于相線(xiàn)和ＰＥ 線(xiàn)之間，以盡可能縮短接線(xiàn)長(zhǎng)度，如下右圖。 這時(shí)圖中設(shè)備絕緣所承受雷電殘壓只為相線(xiàn)和ＰＥ線(xiàn)母排間一小段接線(xiàn) ，這樣既不需另打接地極，又比較大限度地限制了雷電殘壓。

計(jì)算機(jī)分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩大類(lèi)。為了保護(hù)網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)等設(shè)備，在局域網(wǎng)電纜上和廣域網(wǎng)的**電路上都必須安裝計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線(xiàn)避雷器。

G：接地（Grounding）,從“ BCD”三個(gè)措施看，都涉及到閃電能量的泄放，所以G雖是配角，但沒(méi)有它，這三個(gè)措施就不可能達(dá)到預(yù)期的效果，它歷來(lái)都是防雷工程的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

接地型式介紹：

避雷接地──避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)防直擊雷的裝置接地。

電源接地──交流供電電路中的中性點(diǎn)Ｎ接地或叫零線(xiàn)。供電系統(tǒng)分為三種型式ＴＮ、ＴＴ、ＩＴ。一般的建筑用電采用ＴＮ，并分為三種，即ＴＮ—Ｓ、ＴＮ—Ｃ、ＴＮ—Ｃ—Ｓ。

在計(jì)算機(jī)站和裝有電子信息設(shè)備的場(chǎng)所，防干擾要求高，ＰＥＮ容易引起干擾，所以在此場(chǎng)所應(yīng)采用ＴＮ—Ｓ、ＴＮ—Ｃ—Ｓ系統(tǒng)。

安全保護(hù)接地──各類(lèi)用電設(shè)備的外金屬殼接地，作用是保護(hù)人身安全、屏蔽設(shè)備。

直流接地──有線(xiàn)通信中的信號(hào)接地。在中型以上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中又叫邏輯接地。

接地系統(tǒng)中非常重要的指標(biāo)是接地電阻。各種裝置的接地電阻值，按我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范及有關(guān)，資料列于下表。

接地裝置名稱(chēng) 接地電阻（Ω）

裝在變電所與母線(xiàn)連接的避雷器 10

**避雷器 5

電子設(shè)備接地 4

電子計(jì)算機(jī)安全接地 4

綜合大樓聯(lián)合設(shè)接地系統(tǒng) ≤1

S：屏蔽（Shielding），就是利用金屬網(wǎng)、殼管等把閃電的脈沖磁場(chǎng)從空間入侵的通道阻隔起來(lái)，力求“無(wú)縫隙可鉆”，但是這一點(diǎn)不能做到。

電纜線(xiàn)的保護(hù)：

對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雷電防護(hù)采用現(xiàn)代綜合防雷措施中，重點(diǎn)要求加強(qiáng)電源系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)的防護(hù)。

在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)前要進(jìn)行周密的調(diào)查，有針對(duì)性的采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

4 現(xiàn)代防雷產(chǎn)品簡(jiǎn)介

4.1 氣體放電管

用于弱電設(shè)備防雷，與強(qiáng)電系統(tǒng)的防雷有所不同，差別是在于工作電壓。氣體放電管從物理上看，也是放在管內(nèi)的火花間隙，但體積小，接在電子設(shè)備的線(xiàn)路上，工作電壓很低。有用玻璃管的，也有改用陶瓷管用于密封?？煞譃槎O管、三極管、四極管、五極管等。常用的放電管的沖擊電壓在1kV左右（1kV/us），被保護(hù)電壓從幾十V到幾百上千V。其突出特點(diǎn)是耐流能力較大，可達(dá)20 kA，極間電容較小且穩(wěn)定，較適用于高頻多路通信設(shè)備做保護(hù)，但當(dāng)頻率高到一定程度時(shí)，對(duì)信號(hào)的衰減很大。

這里要提到一個(gè)重要的參數(shù)，就是“時(shí)間相應(yīng)”，從過(guò)電壓波到達(dá)避雷器的瞬間到它的擊穿放電導(dǎo)通的瞬間，有一個(gè)時(shí)間延遲，在到達(dá)放電瞬間之前，過(guò)電壓并未降至殘壓，這時(shí)過(guò)電壓已到達(dá)被保護(hù)的設(shè)備，則這個(gè)避雷器就失去意義。所以，我們?cè)谌蹼姺雷o(hù)工作中特別要重視這個(gè)參數(shù)。

4.2 閥型避雷器

它是由非線(xiàn)性電阻元件（又稱(chēng)閥片）組成。***個(gè)字母F均表示這種避雷器（FS型系列適用于配電系統(tǒng)，F(xiàn)Z、FCZ型適用于變電所，F(xiàn)CD型適用于保護(hù)電機(jī)）。閥片材料在八十年代以前用SiO,現(xiàn)被ZnO取代。

ZnO的主要優(yōu)點(diǎn)是：

a. 由于不串聯(lián)火花間隙，消除了所有帶火花間隙產(chǎn)生的問(wèn)題，主要是縮短了響應(yīng)時(shí)間。

b. 降低了過(guò)電壓。

c. 流通容量大。

d. 體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)。

衡量避雷器性能的參數(shù)──殘壓比：指避雷器通過(guò)10kA沖擊電流時(shí)的殘壓與通過(guò)1mA直流時(shí)的電位降的比值，此值越小，表明通過(guò)大電流時(shí)的殘壓越低，表明ZnO的保護(hù)性能越好。

4.3 壓敏電阻

由ZnO材料制成的電阻元件，與閥型無(wú)間隙避雷器本質(zhì)相同，只是體積小，使用的場(chǎng)合不同。它是近年新出現(xiàn)的電子元件，普遍用于電子電路中，也可用于弱點(diǎn)系統(tǒng)的防雷中作為避雷器。它的相應(yīng)速度可達(dá)毫微秒級(jí)，沖擊電流可達(dá)10kA。

4.4 隔離型防雷元件

隔離變壓器，優(yōu)點(diǎn)可承受１０kV電壓不損壞，防止了地線(xiàn)對(duì)模塊的反擊，但體積大，價(jià)格高。

4.5 半導(dǎo)體器件

包括齊納二極、開(kāi)關(guān)二極管、瞬態(tài)二極管、可控硅。它們的性能相同，在限幅能力和沖擊能力上稍有差異，比較大優(yōu)點(diǎn)是相應(yīng)速度快n秒級(jí)。限幅電壓低，**適于信號(hào)電路中保護(hù)電子元件，弱點(diǎn)是耐流能力差。

4.6 正溫度系數(shù)熱敏電阻（ＰＴＣ）。

主要用在限制電流的劇增上，串聯(lián)在被保護(hù)電路中，與上述幾種避雷裝置組合使用。還有一些新型過(guò)電壓保護(hù)器件在這里不一一介紹。

5 結(jié)束語(yǔ)

防止電源及信號(hào)系統(tǒng)的過(guò)電壓，是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要考慮的因素很多，如避雷器、線(xiàn)路的保護(hù)、地線(xiàn)的敷設(shè)、過(guò)電壓保護(hù)器正確選用等等，要統(tǒng)籌考慮。要針對(duì)用戶(hù)的狀況采取具體的措施，從已往過(guò)電壓保護(hù)的成功經(jīng)驗(yàn)看，過(guò)電壓保護(hù)器是一個(gè)非常有效的方法，值得進(jìn)一步推廣。