等电位防雷介绍及解决方案

中山市恒一电子科技有限公司，专业致力于防雷技术研究。公司主要经营可不接地等电位避雷器、等电位防雷、等电位防雷器。其特点是: 防雷效果与接地电阻大小无关，避雷时电源、信号不中断，具自动修复自动诊断，尽终保护功能。产品有国家规定的检测报告，备案证等，工程验收方便快捷，并有十几项专利

对雷电危害的普通防护措施

概括的说，当今电子设备的防雷手段，主要采用分流、接地、屏蔽、等电位和过电压保护五种方法。

1、分流

分流也就是通过用接闪器、引下线及接地系统应根据GB50057-94中的规定进行设计、施工。接闪器应使建筑物处于其滚球半径保护范围内；采用多条引下线均匀分布，接地装置的性能、结构、接地电阻值及有效长度应达到相应的标准要求。

（1）接闪器

接闪器就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。外部防护安全在很大程度上取决于能不能利用有效的接闪装置，把一定保护范围的闪电放电捕获到，纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。避雷针是一种主动式接闪装置，其英文原名是Lightning Conductor,原意是闪电引导器，其功能就是把闪电电流引导入大地。避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的。采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。

目前世界各国关于避雷针保护范围的计算公式在形式上各有不同，大体上有如下四种计算方法：①折线法，即单支避雷针的保护范围为一折线圆锥体。②曲线法，即单支避雷针的保护范围为一曲线锥体。③直线法，日本建筑物防雷规范规定，避雷针的保护范围是以避雷针的针尖为顶点作一俯角的角度来确定，如有爆炸危险的建筑物用45度角，对一般建筑物采用60度角。由于采用角度确定，实质上保护范围为一直线圆锥体。④滚球法，是指以某一定半径的球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括被利用作为接闪器的金属物），或只触及接闪器和地面（包括与大地接触并能承受雷击的金属物），而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。

对避雷针的接闪原理的认识是有一个发展过程的，现在的滚球法理论比较全面地解释了接闪器吸引雷电的各种现象，“滚球法”是国际电工委员会（IEC）推荐的接闪器保护范围计算方法之一；已被世界上一些国家作为国家防雷规范采用，我国建筑防雷规范B50057-94也采纳“滚球法”作为接闪器保护范围计算的方法。“滚球法”理论认为：①半径为R的球与接闪器和地面相切绕接闪器滚动一周所形成的阴影区域即为接闪器的保护范围。根据建筑物不同的防雷类别分别选择半径为30米、45米、60米的滚球予以计算。②在保护范围内并不是没有雷击，只是雷击能量较小，滚球半径R越小，进入保护范围的雷击能量也越小，也就是说接闪器的防雷效果越好。③接闪器并非越高越好，超过滚球半径2倍的接闪器在技术上是没有多大意义的。

（2）引下线

引下线是指连接接闪器与接地装置的金属体。在国标《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）中，对金属引下线的规定就已采取了降低引下线电磁干扰的措施，如多根引下线的分流作用，均匀对称的布置在建筑物四周可相互抵消内部电磁场，利用建筑物的钢筋框架这个很好的屏蔽笼（法拉第笼）接闪引下雷电流等。因此，普通金属引下线的方法在技术经济上都有是可行的。

2、接地

接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压，避免发生反击。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。过去有些规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。90年代以前，部队的通信导航装备以电子管器件为主，采用模拟通信方式，模拟通信对干扰特别敏感，为了抗干扰，所以都采取电源与通信接地分开的办法。现在，防雷工程领域不提倡单独接地。在IEC标准和ITU相关标准中都不提倡单独接地，美国标准IEEEStd1100-1992更尖锐地指出；不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。现在一般不主张采用单独接地的方式而被共用接地取代，共有接地是把需要接地的各系统统一接到一个地网上，或者把各系统原来的接地网通过地下或者地上用金属连接起来，使它们之间成为电气相通的统一接地网。

接地是防雷的基础，标准规定的接地方法是采用金属型材铺设水平或垂直地极，在腐蚀强烈的地区可以采用镀锌和加大金属型材的截面积的方法抗腐，也可以采用非金属导体做地极，如离子接地极、石墨地极、硅酸盐水泥地极和降阻剂。更合理的方法是利用现代建筑的基础钢筋做地极，有事半功倍之效。

由于过去对防雷认识的局限性，片面强调降低接地电阻的重要性，认为接地电阴越小避雷效果越好，被保护对象就越安全，当然避雷接地电阻值应该有一定要求，因为接地电阻越小散流越快，被雷击物体高电位保持时间越短，危险性越小，其跨步电压、接触电压也越小。但是近十几年来的理论和实践证明，与其说接地网接地电阻值重要不如说接地网的结构更重要。这是由于在等电位原理的防雷理论中，地网只是一个总的电位基准点，并不是绝对的零电位点要求地网形状是为了等电位的需要。

3、屏蔽

屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体和各种可以利用的自然屏蔽体把需要保护的对象包围起来，阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。实际防雷工程中，屏蔽措施主要可分为建筑屏蔽（包括房间屏蔽）、线路屏蔽、设备屏蔽。

由雷电流的“集肤效应”可知，雷电流能量大部分集中在建筑物外墙附近而室内的电磁场强度在雷电流流经的立柱（引下线）附近最大，所以机房及机房内设备的位置应选择在建筑物的中间位置，并且应与作为引下线的立柱保持足够距离。

将建筑物的金属构架、门窗、地板及管线等均相互焊（连）接在一起，形成一个“法拉第笼”，并与接地系统形成良好的电气连接，构成屏蔽以阻挡电磁波的侵入。屏蔽管线入户要求采用埋地引入，其金属保护层应在两端做良好接地。

4、等地位连接

等电位连接是把建筑物内、附近的所有金属物，如混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管及其它金属管道、机器基础金属物及其他大型的埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、建筑物的接地线统统用电气连接的方法连接起来（焊接或者可靠的导电连接），使整座建筑物成为一个良好的等电位体。当雷电袭击的时候在这建筑物内部和附近大体上是等电位的，因而不会发生内部的设备被高电位反击和人被雷击的事故。此外在电力线、电话线、电视信号电缆、电子计算机信号传输线等到一切与外界有联系的金属线都要接上合理的过电压保护装置（避雷器），并且避雷器的接