防雷知識系列五－內部防雷系統

    內部防雷系統
    構筑和作用于建筑物內部的防雷工程稱內部防雷工程。
    內部防雷工程主要有屏蔽、防雷器和等電位連接三部分組成。
    建筑物內部防雷工程涉及面較寬，面對的是包括感應雷、球雷、傳導雷或因線路上浪涌高電壓所造成電網波動在內的眾多損害，歸納起來危害最大的主要方面是高電壓引入。
    高電壓引入是指雷電高電壓通過金屬線引導到其他地方和室內造成破壞的雷害現象。高電壓引入的電源有三種：其一是直擊雷直接擊中金屬導線，讓高壓雷電以波的形式沿著導線兩邊傳播而引入室內；第二種是來自感應雷的高電壓脈沖，即由于雷雨云對大地放電；或雷雨云之間迅速放電形成的靜電感應和電磁感應，感生出幾KV到幾十KV至數百KV的地電位反擊，這種反擊會沿著電力系統的零線，保護接地線和各種形式的接地線，以波的形式傳入室內或傳播到更大的室內范圍，造成大面積的危害。
    雷擊電子設備的途徑和損壞機理
    雷擊電子設備的途徑，雷擊電子設備的途徑可分為三種情況：
    (一)雷電直接擊中電子設備網絡物理
    落雷點為電源高電壓側,雷電沿供電線路侵入到電子設備系統供電部分,產生過電流與過電壓造成網絡供電系統的UPS電源損壞、斷電、致使整個系統癱瘓。
    雷電直擊網絡無線通信的天線，沿天饋進入網絡系統，造成通信接口、接收系統、室內單元、路由器等網絡主要通信設備損壞。
    雷擊網絡通信有線線路（如光纜、DDN、幀中繼、Ｘ.25專線、電話線）產生強大的機械力，猛烈的沖擊波，熾熱的高溫使通信線路
損壞；過電壓過電流沿通信有線線路侵入到網絡系統內，造成路由器、交換機及前端設備的損壞。
    (二)感應過電壓
    １．回路感應過電壓
    由于網絡系統在建筑物內大量布設各種導體線路（如電源線、數據通信線、天饋線），這些線路網絡結構布局錯綜復雜，在建筑物內部的不同空間位置上構成許多回路，當建筑物遭雷擊或鄰近地區雷電放電時，將在建筑物內部空間產生脈沖暫態磁場，這種快速變化的磁場交鏈這些回路后，將在回路中感應出暫態過電壓，危及與這回路相接的電子設備。
    ２．線路感應過電壓
    是網絡通信線路上感應過電壓，分靜電感應與電磁感應
    １）靜電感應主要是指架空線路設于雷擊點附近，由雷云團先導通道中充滿電荷，對架空線產生靜電感應作用累積大量相反電荷，當雷云主放電開始，雷云中電荷速中和，從而使架空線上原先被束縛的電荷被速釋放，形成暫態過電壓波。這種波以接近光速向架空線兩測傳播，侵入導線路端接的網絡設備將其損壞。
   ２）當雷電直接擊在避雷針、避雷帶上時，由于雷電流幅值大，波頭陡度高，在雷電流的通道附近形成一個很強的感應電磁場。這強大的感應電磁場將直接感應在電源 線或網絡通信設備上，形成感應過電壓侵入到網絡系統中，損壞網絡設備。高強度（30KA雷電流）雷電放電可以對距離雷擊點1KM范圍內網絡系統產生電磁感應作用，造成系統設備損壞。據統計，這種感應雷擊占計算機雷擊事故的70%以
上。
    ３．耦合與轉移過電壓
    雷擊引起暫態高電壓或過電壓常常可以通過網絡線路耦合或轉移到網絡設備上，造成設備的損壞。
    (三)雷擊地電位抬高入侵
    建筑物在遭受直接雷擊時，雷電流將沿建筑物防雷系統中各引下線和接地體入地，在此過程中，雷電流將在防雷系統中產生暫態高電壓，如果引下線與周圍網絡設備絕緣距離不夠且設備與避雷系統不共地，將在兩者之間出現很高的電壓，并會發生放電擊穿，導致網絡設備嚴重損壞，甚至人身安全。這種由于接地技術處理不當引起地電位的反擊，造成整個網絡系統設備全部擊毀。地電位暫態高電位危及到相鄰建筑物內網絡設備，如網絡系統建筑物沒有遭雷擊又無采取過電壓保護措施，附近建筑物遭雷擊后，暫態高電位將沿地下管道傳至網絡設備接地系統中對線路發生反擊，使得與這些線路相連接的設備受到暫態高電位的損害。