雷電電磁脈衝防護

1752年7月本傑明?富蘭克林（Benjamin Franklin 1706—1790）著名的風箏實驗及其後於1753年避雷針的公佈揭開了人類對抗雷電的歷史。1873年麥克斯韋（James Clerk Maxwell 1831--1879）發表的科學名著《電磁理論》系統、全面、完美的闡述了電磁場理論，之後伴隨電磁理論的應用和普及，針對電磁脈衝的防護也正式納入防雷範疇，直接雷防護和電磁脈衝防護構成雷電電磁脈衝防護整體並沿用至今。

而在我國，防雷行業和技術起步較晚，80年代末期才有第一家防雷企業誕生，2002年5月深圳第一屆防雷技術論壇的召開標誌着在我國，防雷行業正式步入成熟，本世紀初，我國先後頒佈了兩大防雷通用標準，GB 50057-1994《建築物防雷設計規範》（2000年修訂）和GB 50343-2004《建築物電子信息系統防雷技術規範》，至此我國防雷技術發展成熟。

雷電防護系統( Lightning Protection System（LPS）)是指用以對某一空間進行雷電效應防護的整套裝置，它由外部雷電防護系統和內部雷電防護系統兩部分組成。

注：在特定的情況下，雷電防護系統可以僅由外部防雷裝置或內部防雷裝置組成。

雷電電磁脈衝防護技術即防雷技術已經發展成熟，國內各大防雷企業都能夠實現從設計、產品提供到施工及售後服務的防雷一體化體系解決方案（防雷體系）。在一個完整的防雷體系按照功能的不同分為以下四個部分：

1、直擊雷防護 (Direct Lightning Protection)

直擊雷防護是防止雷閃直接擊在建築物、構築物、電氣網絡或電氣裝置上。直擊雷防護技術主要是保護建築物本身不受雷電損害，以及減弱雷擊時巨大的雷電流沿着建築物泄入大地的過程中對建築物內部空間產生影響的防護技術，是防雷體系的第一部分。直擊雷防護技術以避雷針、避雷帶、避雷網、避雷線為主要，其中避雷針是最常見的直擊雷防護裝置。當雷雲放電接近地面時它使地面電場發生畸變，在避雷針的頂端，形成局部電場強度集中的空間，以影響雷電先導放電的方向，引導雷電向避雷針放電，再通過接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免遭雷擊。避雷針冠以“避雷”二字，僅僅是指其能使被保護物體避免雷害的意思，而其本身恰恰相反，是“引雷”上身。

主要的避雷針包括常規避雷針，限流型避雷針和預放電型避雷針。

接地是一種有意或非有意的導電連接，由於這種連接，可使電路或電氣設備接到大地或接到代替大地的、某種較大的導電體。

注 ：接地的目的是：(a)使連接到地的導體具有等於或近似於大地（或代替大地的導電體）的電位；(b)引導入地電流流入和流出大地（或代替大地的導電體）。

從定義上可以將接地分為：人工接地、自然接地；從工作性質上可分為接地保護(如防雷接地、防靜電接地、設備接地、配點接地等)、工作接地（如電力設施的發、送、配電接地等工作接地還有不需要實際物理連接的電子線路邏輯地）兩大類。

接地繫系統是通過平衡包括阻值、結構、及相互之間配合等因素通過釋放由直擊雷擊、雷電電磁脈衝、積累在設備上的靜電、電力系統短路等狀況帶來的威脅及其他各類異常能量從而達到防護的目的。

通用的接地材料是銅包鋼、扁鋼、鍍銅鋼。其中導電效果最好、使用時間最長的是鍍銅鋼。

2、等電位連接（Equipotential Bonding）

等電位連接是指將分開的裝置、諸導電物體等用等電位連接導體或電湧保護器連接起來以減小雷電流在它們之間產生的電位差。

等電位連接原理是通過將正常情況下彼此獨立的接地系統，通過等電位連接器自動導通系統之間的電位差，從而形成更大的聯合接地系統，更有效地進行異常能量釋放。

3、電磁屏蔽 (Electromagnetic Shielding)

電磁屏蔽是用導電材料減少交變電磁場向指定區域穿透的屏蔽。雷電電磁脈衝以雷擊點為中心向周圍傳播，其影響範圍可達2公里外甚至更遠，而不僅僅侷限於被雷擊中的建築物本身或其內部設備。

電磁屏蔽技術主要包括空點電磁屏蔽技術和線路電磁屏蔽技術兩部分：

空間電磁屏蔽技術是通過分佈在各個方位具有可靠的、連續電氣連接的金屬材料層來阻擋電磁波的侵入，通過將電磁能在屏蔽體上進行能量轉換使此能轉化為電能，再通過接地裝置泄放入地。

線路電磁屏蔽技術是通過穿金屬管（槽）敷設，並將連續的金屬管（槽）兩端可靠接地而形成屏蔽體以防止電磁脈衝對金屬線路的電磁感應而生成過電壓。線路電磁屏蔽技術除具有空間屏蔽功能外，還具有在線路引入過電壓時產生反向電動勢以抵消線路過電壓的功能。

5、過電壓保護（Overv Oltagep Rotection）

過電壓保護是指電源裝置和所連接的設備為防止電源故障以至於產生過高的輸出電壓（包括開路電壓）而施加的一種保護。

過電壓保護實際上涉及多種系統的過電壓保護，其中最主要的是電源系統過電壓保護和通信系統過電壓保護。

過電壓保護技術主要是通過使用相關設備將電能分配到系統的各個用電設備當中，已最大限度的削減能量最大值，再通過對各用電設備的安全保護設備多級保護，達到能量釋放、低殘壓保護的功能。而在實際應用當中，考慮到各種系統的特殊性，需要針對不同系統設計專門的過電壓保護方案，已達到防護目的。

雷電電磁脈衝防護行業施用標準多而複雜，主要包括國際電工標準（IEC）、國家標準（GB）、國軍標(GJB)以及各行業標準，部分標準如下：

其中無論是行業標準與國家標準，還是國際電工標準與國家標準都存在較大差異，甚至國家標準之間都存在矛盾現象。如防雷行業並行的兩個基本標準GB50057-94（2000）《建築物防雷設計規範》和GB50343-2004《建築物電子信息系統防雷技術規範》都存在包括“術語”、“雷電防護分區”、“雷電防護分級”、“防雷設計”以及“SPD”的差異。

防雷產品認證與產品檢測機構：

1、北京雷電防護裝置測試中心

2、上海雷電防護裝置測試中心

3、中國鐵道科學研究院通信信號研究所

2005年1月28日，中國氣象局令第10號頒佈的《防雷工程專業資質管理辦法》中規定：

第三條　防雷工程專業資質分為設計資質和施工資質兩類，資質等級分為甲、乙、丙三級。國務院氣象主管機構負責全國防雷工程專業資質的管理工作，承擔甲級防雷工程專業設計和施工資質的認定工作。省、自治區、直轄市氣象主管機構負責本行政區域內防雷工程專業資質的管理工作,承擔乙、丙級防雷工程專業設計和施工資質的認定工作。

第四條　甲級資質單位可以從事《建築物防雷設計規範》規定的第一類、第二類、第三類防雷建（構）築物和油庫、氣庫、加油加氣站、液化天然氣、油（氣）管道站場、閥室等爆炸危險環境的防雷工程、整改工程和新增防雷工程等項目的設計或者施工。

乙級資質單位可以從事《建築物防雷設計規範》規定的第二類、第三類防雷建（構）築物的防雷工程、整改工程和新增防雷工程等項目的設計或者施工。丙級資質單位可以從事《建築物防雷設計規範》規定的第三類防雷建（構）築物防雷工程、整改工程和新增防雷工程等項目的設計或者施工。文物保護單位和其他不可移動文物防雷工程的設計或者施工必須由甲、乙級資質單位承擔。

我國防雷工程雙甲資質企業有（截止至2010年3月）：

1. 中國華雲

2. 北京萬雲科技開發有限公司

3. 山西華雲技術開發公司

4. 河北宇翔防雷工程有限公司

5. 內蒙古金川開發區防雷工程公司

6. 天津市防雷技術中心

7. 吉林省雷電防護工程公司

8. 遼寧雷電防護工程有限責任公司

9. 哈爾濱華雲防雷工程有限責任公司

10. 上海華雲防雷科技有限公司

11. 安徽華雲新技術開發公司

12. 池州防雷工程公司

13. 江蘇天安防雷工程有限責任公司

14. 寧波市華盾雷電防護技術有限公司

15. 浙江東方防雷工程有限公司

16. 福建省華雲科技開發公司

17. 廈門祥雲科技服務公司

18. 江西省藍天雷電防護有限公司

19. 山東天科防雷工程有限公司

20. 青島新科防雷工程技術有限公司

21. 武漢雷光防雷有限公司

22. 長沙市克雷科技有限公司

23. 廣東天文防雷工程有限公司

24. 廣東天文防雷工程有限公司

25. 湛江市防雷技術服務公司

26. 廣州藍天防雷技術有限公司

27. 廣州市番禹區防雷工程有限公司

28. 廣西防雷工程有限責任公司

29. 海南祥雲雷電防護有限公司

30. 陝西華安防雷工程技術有限責任公司

31. 青海安居防雷工程有限公司

32. 寧夏恆安防雷工程有限公司

33. 石河子市新天地科技服務公司

34. 新疆瑞特電子工程技術公司

35. 四川蘭電防雷有限公司

36. 北京歐地安科技股份有限公司

中國有防雷企業550家，迄今產值上億的企業寥寥無幾（深圳科安達、興業雷安、北京歐地安、廣東明家、四川中光等），4000萬以下企業佔到90%。國內企業以1000萬元、4000萬元、1億元作為分水嶺形成了比較突出的金字塔結構。一批優質企業在4000萬至1億元之間徘徊，處於厚積薄發的狀態。

2009年國內產值過億企業簡介：

深圳科安達（1億7000萬）：廠房面積4000平米，在編員工150人，其中研究開發人員39人，固定資產2億左右。科安達公司95%以上銷售額來自鐵路市場，佔全國鐵路防雷市場份額的30%以上。

興業雷安（1億4000萬）：電信製造商配套產品佔公司產值的80%以上。

廣東明家（1億3000萬）：主要市場客户是安防、電力、通訊和海外市場。

四川中光（1億）：中國最早的防雷企業，主要市場是SPD浪湧保護器市場。

北京歐地安（1億1000萬）：佔份額最多的市場領域是軍工、新能源（風電），佔領該市場總量的40%、35%。