內部防雷系統

  構筑和作用于建筑物內部的防雷工程稱(chēng)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(xiàn)路上浪涌高電壓所造成電網(wǎng)波動(dòng)在內的眾多損害，歸納起來(lái)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(guò)金屬線(xiàn)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(xiàn)，讓高壓雷電以波的形式沿著(zhù)導線(xiàn)兩邊傳播而引入室內；第二種是來(lái)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(huì )沿著(zhù)電力系統的零線(xiàn)，保護接地線(xiàn)和各種形式的接地線(xiàn)，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(wǎng)絡(luò )物理 
   落雷點(diǎn)為電源高電壓側,雷電沿供電線(xiàn)路侵入到電子設備系統供電部分,產(chǎn)生過(guò)電流與過(guò)電壓造成網(wǎng)絡(luò )供電系統的UPS電源損壞、斷電、致使整個(gè)系統癱瘓。
   雷電直擊網(wǎng)絡(luò )無(wú)線(xiàn)通信的天線(xiàn)，沿天饋進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )系統，造成通信接口、接收系統、室內單元、路由器等網(wǎng)絡(luò )主要通信設備損壞。 
   雷擊網(wǎng)絡(luò )通信有線(xiàn)線(xiàn)路（如光纜、DDN、幀中繼、Ｘ.25專(zhuān)線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)）產(chǎn)生強大的機械力，猛烈的沖擊波，熾熱的高溫使通信線(xiàn)路
   損壞；過(guò)電壓過(guò)電流沿通信有線(xiàn)線(xiàn)路侵入到網(wǎng)絡(luò )系統內，造成路由器、交換機及前端設備的損壞。
   (二)感應過(guò)電壓
   １．回路感應過(guò)電壓
   由于網(wǎng)絡(luò )系統在建筑物內大量布設各種導體線(xiàn)路（如電源線(xiàn)、數據通信線(xiàn)、天饋線(xiàn)），這些線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò )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(shí)，將在建筑物內部空間產(chǎn)生脈沖暫態(tài)磁場(chǎng)，這種快速變化的磁場(chǎng)交鏈這些回路后，將在回路中感應出暫態(tài)過(guò)電壓，危及與這回路相接的電子設備。
   ２．線(xiàn)路感應過(guò)電壓
   是網(wǎng)絡(luò )通信線(xiàn)路上感應過(guò)電壓，分靜電感應與電磁感應
   １）靜電感應主要是指架空線(xiàn)路設于雷擊點(diǎn)附近，由雷云團先導通道中充滿(mǎn)電荷，對架空線(xiàn)產(chǎn)生靜電感應作用累積大量相反電荷，當雷云主放電開(kāi)始，雷云中電荷速中和，從而使架空線(xiàn)上原先被束縛的電荷被速釋放，形成暫態(tài)過(guò)電壓波。這種波以接近光速向架空線(xiàn)兩測傳播，侵入導線(xiàn)路端接的網(wǎng)絡(luò )設備將其損壞。 
   ２）當雷電直接擊在避雷針、避雷帶上時(shí)，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(gè)很強的感應電磁場(chǎng)。這強大的感應電磁場(chǎng)將直接感應在電源 線(xiàn)或網(wǎng)絡(luò )通信設備上，形成感應過(guò)電壓侵入到網(wǎng)絡(luò )系統中，損壞網(wǎng)絡(luò )設備。高強度（30KA雷電流）雷電放電可以對距離雷擊點(diǎn)1KM范圍內網(wǎng)絡(luò )系統產(chǎn)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(guò)電壓
   雷擊引起暫態(tài)高電壓或過(guò)電壓常?？梢酝ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路耦合或轉移到網(wǎng)絡(luò )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(shí)，雷電流將沿建筑物防雷系統中各引下線(xiàn)和接地體入地，在此過(guò)程中，雷電流將在防雷系統中產(chǎn)生暫態(tài)高電壓，如果引下線(xiàn)與周?chē)W(wǎng)絡(luò )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(huì )發(fā)生放電擊穿，導致網(wǎng)絡(luò )設備嚴重損壞，甚至人身安全。這種由于接地技術(shù)處理不當引起地電位的反擊，造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統設備全部擊毀。地電位暫態(tài)高電位危及到相鄰建筑物內網(wǎng)絡(luò )設備，如網(wǎng)絡(luò )系統建筑物沒(méi)有遭雷擊又無(wú)采取過(guò)電壓保護措施，附近建筑物遭雷擊后，暫態(tài)高電位將沿地下管道傳至網(wǎng)絡(luò )設備接地系統中對線(xiàn)路發(fā)生反擊，使得與這些線(xiàn)路相連接的設備受到暫態(tài)高電位的損害。
   雷擊過(guò)電壓  
   不管是雷電沖擊波或者是地電位反擊，都會(huì )在網(wǎng)絡(luò )、線(xiàn)路或設備上產(chǎn)生瞬時(shí)的雷擊過(guò)電壓。雷擊過(guò)電壓又分為縱向過(guò)電壓和橫向過(guò)電壓。 
   1、 縱向過(guò)電壓：
   在平衡電路某點(diǎn)出現的對地的過(guò)電壓稱(chēng)之為縱向過(guò)電壓。地電位上升起的電壓，可看做是從地系統侵入的縱向過(guò)電壓。
   2、 橫向過(guò)電壓：
   在平衡電路線(xiàn)與線(xiàn)之間，或不平衡電路的線(xiàn)對地之間出現的過(guò)電壓稱(chēng)之為橫向過(guò)電壓。連接對稱(chēng)平衡傳輸線(xiàn)路的設備由于線(xiàn)路中兩線(xiàn)分別對地的縱向過(guò)電壓不平衡，或因縱向防護元件動(dòng)作時(shí)間的差異，都會(huì )導致橫向過(guò)電壓的產(chǎn)生。
   連接同軸電纜系統的電子設備，縱向過(guò)電壓即為橫向過(guò)電壓。
   電子設備的損壞機理 
   縱向沖擊對平衡電路中設備元部件的損壞有：損壞跨接在線(xiàn)與地之間的元部件或其絕緣介質(zhì)；擊穿在線(xiàn)路和設備間起阻抗匹配作用的變壓器匝間、層間或線(xiàn)對地絕緣等。橫向沖擊則同信息一樣可在電路中傳輸，損壞內部電路的電容、電感及耐沖擊能力差的固體元件。
   設備中元部件遭受雷擊損壞的程度，取決于不同的絕緣水平及受沖擊的強度。對具有自行恢復能力的絕緣，擊穿只是暫時(shí)的，一旦沖擊消失，絕緣很快得到恢復，有些非自行恢復的絕緣介質(zhì)，如果擊穿后只流過(guò)很小的電流，常不會(huì )立即中斷設備的運行，但隨時(shí)間的推移，元部件受潮其絕緣逐漸下降，電路特性變壞，最后將使電路中斷。
   有的設備元部件如晶體管的集電極與發(fā)射極或發(fā)射極與基極，若發(fā)生反向擊穿就出現了永久性損壞，對易受能量損壞的元器件，受損壞程度主要取決于流過(guò)其上的電流及持續時(shí)間。 
   雷擊電磁脈沖防護措施
   （1） 大樓通過(guò)建筑物主鋼筋，上端與接閃器，下端與地網(wǎng)連接，中間與各層均壓網(wǎng)或環(huán)形均壓帶連接，對進(jìn)入建筑物的各種金屬管線(xiàn)實(shí)施均壓等電位連接，具有特殊要求的各種不同地線(xiàn)進(jìn)行等電位處理。
   （2） 對計算機通信網(wǎng)絡(luò )系統在建筑物樓內的布線(xiàn)和接地方式要求：通信電纜以及地線(xiàn)的布放應盡量集中在建筑物的中部。通信電纜線(xiàn)槽以及地線(xiàn)線(xiàn)槽的布放應盡量避免緊靠建筑物立柱或橫梁，并與之保持較長(cháng)的距離，通信電纜線(xiàn)槽以及地線(xiàn)線(xiàn)槽的設計應盡可能位于距離建筑物立柱或橫梁較遠的位置。 
   （3） 根據雷電保護區的劃分要求，建筑物大樓外部是直接雷擊區域；建筑物內部及計算機房所處的位置為非暴露區，越往內部，危險程度越低。雷電過(guò)電壓對內部電子設備的損害主要是沿線(xiàn)路引入。保護區的界面由外部的防雷系統、建筑物的鋼筋混凝土及金屬外殼等構成的屏敝層形成。電氣通道以及金屬管等金屬構件，穿過(guò)各級雷電保護區時(shí)必須在每一穿過(guò)點(diǎn)做等電位連接。 
   （4） 進(jìn)入建筑物大樓的電源線(xiàn)和通訊線(xiàn)應在LPZ0與LPZ1、 LPZ1與LPZ2區交界處、以及終端設備的前端，根據IEC1312--雷電電磁脈沖防護標準，安裝上電源類(lèi)SPD，以及通訊網(wǎng)絡(luò )類(lèi)SPD（瞬態(tài)過(guò)電壓保護器）。SPD是用以防護電子設備因受雷電閃擊及其它干擾造成傳導電涌過(guò)電壓危害的有效手段。