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1、前 言
本文主旨在于尽可能地减少雷电流产生的雷击电磁脉冲引发对设备设施正常运转影响及可能产生的人员伤亡。本文依据国家的规范要求，参考行业规范及国际上的一些标准，根据日常工作中接触到的一些实例，将其融入到本文中。随着科技的发展，电子产品的不断更新换低，越来越精细，即使受到很微弱雷电的影响都极容易损坏，在本文中，特别对此作了周密的防护。
1.2雷电对建筑物内部的危害形式
闪电的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。如此强大的雷电，对建筑物内的各种电气系统、电子设备及人员生命安全等的影响是极为严重的。它是通过哪几种形式影响的，接下来本文是通过列举这几种形式，来对应做出防护的设计。影响形式有：
闪电静电感应：由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，在导体上的感应电荷得到释放，如没有就近泄入地中就会产生很高的电位。
闪电电磁感应：由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。
闪电感应：闪电放电时，在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。
闪电电涌：闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静电感应或雷击电磁脉冲引发表现为过电压、电过流的瞬态波。
闪电电涌侵入：由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波，即闪电电涌，可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。
雷击电磁脉冲：雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应，包含闪电电涌和辐射电磁场。
2、居住建筑物内部雷电防护
2.1设计标准与规范
GB 50057-2010（2000年版）《建筑物防雷设计规范》
GB/T 19271.1-2003 雷电电磁脉冲的防护 第1部分：通则（IEC61312-1：1995，IDT）
IEC61312-1《雷电电磁脉冲的防护》；IEC61312-2；IEC61312-3；IEC61643-1；
2.2防雷区划分
将建筑物需要保护的空间划分为不同的防雷区，以规定各部分空间不同的雷击脉冲磁场强严重程度和指明各区交界处的等电位连接点的位置。各区以在其交界处的电磁环境有明显改变作为划分不同防雷区的特征。
2.3等电位连接
建筑物应设总等电位联接端子，同时应将各局部等电位联接端子、各PE线、各种金属管道等金属部件连接到总等电位连接端子上。在各设备机房、卫生间内设局部等电位连接端子盒，将PE线、各种金属管道、龙头等金属部件，都连接到局部等电位连接端子上。此外，还应考虑日后设备、金属设施的安装时可能穿越防雷区，应在防雷交界面两端，设计预留等电位连接端子与防雷装置连接。建筑物内各金属部件都进行了等电位连后可有效的消除闪电感应。
2.4雷电波侵入防护
1.电缆、金属线槽和管道接地设计
凡进出建筑物或穿越防雷区界面的铠装电缆金属外皮，金属线槽和金属管道在进出建筑物或穿越防雷区界面的两端就近与等电位端子连接。
2.变压器高压侧安装避雷器，在低压侧的配电屏上，当有线路引出本建筑物至其他有独自敷设接地装置的配电装置时，应在母线上装设Ⅰ级试验的电涌保护器，电涌保护器每一保护模式的冲击电流值，当无法确定时冲击电流应取等于或大于12.5kA；当无线路引出本建筑物时，应在母线上装设Ⅱ级试验的电涌保护器，电涌保护器每一保护模式的标称放电电流值应等于或大于5kA。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。
2.5雷电电磁脉冲防护
建筑物内的信息系统（如监控、报警、广播、计算机、通讯、电视等系统）应采取防雷电电磁脉冲措施。实施如下：
2.5.1电源浪涌保护器（SPD）
1.电源浪涌保护器（SPD）设计及安装要求
在建筑物的低压电源线路引入总配电箱、配电柜处，（即LPZ0B进入LPZ1区）装设Ⅰ级试验的电涌保护器，电涌保护器每一保护模式的冲击电流值，当无法确定时冲击电流应取等于或大于12.5kA；各层配电箱进线或靠近需要保护设备处，（即LPZ2区或更高区的界面）装设II级或III试验电涌保护器。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。安装的SPD间距应符合规范的要求，电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m，否则应采取相应措施。
2.电源SPD防护等级及能量配置设计
电源SPD的通流量要求I级试验电涌保护器冲击电流不小于12.5KA（10/350μs），II级试验电涌保护器标称放电电流不小于5KA（8/20μs），III级试验电涌保护器标称放电电流不小于3KA（8/20μs），即每栋建筑物采用不少于三级的防护措施。且残压应满足设备最低要求。电涌保护器（SPD）连接线最小截面积应符合表1的规定。
2.5.2信号电涌保护器（SPD）
1.信号SPD设计和安装要求：
信息系统（如监控、报警、广播、计算机、通讯、电视等系统）的线路应安装信号电涌保护器。
2.信号线路安装电涌保护器（SPD）应满足下列要求：
信号线路上所接入的电涌保护器的类别及其冲击限制电压试验用的电压波形和电流波形应符合表2规定。
.6屏 蔽
2.6.1电子信息系统机房的屏蔽
1.电子信息系统机房应选择在建筑物低层中心部位，当不能确定机房每根外墙结构柱子的最大雷击电流时，应进行评估，并根据评估结果确定设备距外墙结构柱子的距离，一般情况下，设备应离开外墙结构柱子的距离不小于1m。 2.金属导体，电缆屏蔽层及金属线槽（架）等进入机房时，应至少两端做等电位连接。
3.当电子信息系统设备为非金属外壳，且机房屏蔽未达到设备电磁环境要求时，应设金属屏蔽网或金属屏蔽室。金属屏蔽网或金属屏蔽室应与等电位连接端子连接，连接点不应少于两个。
2.6.2线路屏蔽
1.需要保护的信号线缆，应采用屏蔽电缆，应在屏蔽层两端及雷电防护区交界处做等电位连接并接地。
2.当采用非屏蔽电缆时，应敷设在金属管道内并埋地引入，金属管应电气导通，并应在雷电防护区交界处做等电位连接并接地。其埋地长度应不小于15m。
3.光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等，应在入户处直接接地或通过SPD接地。
2.7综合布线
1. 电子信息系统线缆主干线的金属线槽应敷设在电气竖井内。
2.布置电子信息系统信号线缆的路由走向时，应尽量减小由线缆自身形成的感应环路面积。
3.电子信息系统线缆与配电箱、变配电房、电梯机房、空调机房、电力电缆及其它管线的净距应符合表3、表4、表5的规定。
3、总 结
本文居住建筑物内部防雷从防雷区划分、等电位连接、雷电波入侵防护、雷电电磁脉冲防护、屏蔽、综合布线这六个方面，对建筑物内部因雷电流引起的各种雷电电效应对人员的安全、设备的安全的威胁可能性进行了细致的考虑，把因受损失的风险降低。从整个建筑物内部防雷装置来看，最重要的一个环节就是等电位连接。在对建筑物内部防雷设计中等电位连接端子的布置，会对日后的电子设备、设施需要防雷保护起到很关键的效果，应充分考虑。
参考文献：
[1] IEC 61643-12 Low-voltage surge protective devices-Part 2：Surge protective device connected to low-voltage power distribution systems-Selection and application principles.
[2] 苏邦礼等.雷电与避雷工程.中山大学出版社，1996.
[3] 张义军，周秀骥.雷电研究的回顾和进展[J].应用气象学报，2006，16（6）：829-834.
[4] 李国庆、阮忠家.雷电和闪电.北京：科学出版社，1977年，23-24.
本文主旨在于尽可能地减少雷电流产生的雷击电磁脉冲引发对设备设施正常运转影响及可能产生的人员伤亡。本文依据国家的规范要求，参考行业规范及国际上的一些标准，根据日常工作中接触到的一些实例，将其融入到本文中。随着科技的发展，电子产品的不断更新换低，越来越精细，即使受到很微弱雷电的影响都极容易损坏，在本文中，特别对此作了周密的防护。
1.2雷电对建筑物内部的危害形式
闪电的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。如此强大的雷电，对建筑物内的各种电气系统、电子设备及人员生命安全等的影响是极为严重的。它是通过哪几种形式影响的，接下来本文是通过列举这几种形式，来对应做出防护的设计。影响形式有：
闪电静电感应：由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，在导体上的感应电荷得到释放，如没有就近泄入地中就会产生很高的电位。
闪电电磁感应：由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。
闪电感应：闪电放电时，在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。
闪电电涌：闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静电感应或雷击电磁脉冲引发表现为过电压、电过流的瞬态波。
闪电电涌侵入：由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波，即闪电电涌，可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。
雷击电磁脉冲：雷电流经电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应，包含闪电电涌和辐射电磁场。
2、居住建筑物内部雷电防护
2.1设计标准与规范
GB 50057-2010（2000年版）《建筑物防雷设计规范》
GB/T 19271.1-2003 雷电电磁脉冲的防护 第1部分：通则（IEC61312-1：1995，IDT）
IEC61312-1《雷电电磁脉冲的防护》；IEC61312-2；IEC61312-3；IEC61643-1；
2.2防雷区划分
将建筑物需要保护的空间划分为不同的防雷区，以规定各部分空间不同的雷击脉冲磁场强严重程度和指明各区交界处的等电位连接点的位置。各区以在其交界处的电磁环境有明显改变作为划分不同防雷区的特征。
2.3等电位连接
建筑物应设总等电位联接端子，同时应将各局部等电位联接端子、各PE线、各种金属管道等金属部件连接到总等电位连接端子上。在各设备机房、卫生间内设局部等电位连接端子盒，将PE线、各种金属管道、龙头等金属部件，都连接到局部等电位连接端子上。此外，还应考虑日后设备、金属设施的安装时可能穿越防雷区，应在防雷交界面两端，设计预留等电位连接端子与防雷装置连接。建筑物内各金属部件都进行了等电位连后可有效的消除闪电感应。
2.4雷电波侵入防护
1.电缆、金属线槽和管道接地设计
凡进出建筑物或穿越防雷区界面的铠装电缆金属外皮，金属线槽和金属管道在进出建筑物或穿越防雷区界面的两端就近与等电位端子连接。
2.变压器高压侧安装避雷器，在低压侧的配电屏上，当有线路引出本建筑物至其他有独自敷设接地装置的配电装置时，应在母线上装设Ⅰ级试验的电涌保护器，电涌保护器每一保护模式的冲击电流值，当无法确定时冲击电流应取等于或大于12.5kA；当无线路引出本建筑物时，应在母线上装设Ⅱ级试验的电涌保护器，电涌保护器每一保护模式的标称放电电流值应等于或大于5kA。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。
2.5雷电电磁脉冲防护
建筑物内的信息系统（如监控、报警、广播、计算机、通讯、电视等系统）应采取防雷电电磁脉冲措施。实施如下：
2.5.1电源浪涌保护器（SPD）
1.电源浪涌保护器（SPD）设计及安装要求
在建筑物的低压电源线路引入总配电箱、配电柜处，（即LPZ0B进入LPZ1区）装设Ⅰ级试验的电涌保护器，电涌保护器每一保护模式的冲击电流值，当无法确定时冲击电流应取等于或大于12.5kA；各层配电箱进线或靠近需要保护设备处，（即LPZ2区或更高区的界面）装设II级或III试验电涌保护器。电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。安装的SPD间距应符合规范的要求，电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m，否则应采取相应措施。
2.电源SPD防护等级及能量配置设计
电源SPD的通流量要求I级试验电涌保护器冲击电流不小于12.5KA（10/350μs），II级试验电涌保护器标称放电电流不小于5KA（8/20μs），III级试验电涌保护器标称放电电流不小于3KA（8/20μs），即每栋建筑物采用不少于三级的防护措施。且残压应满足设备最低要求。电涌保护器（SPD）连接线最小截面积应符合表1的规定。
2.5.2信号电涌保护器（SPD）
1.信号SPD设计和安装要求：
信息系统（如监控、报警、广播、计算机、通讯、电视等系统）的线路应安装信号电涌保护器。
2.信号线路安装电涌保护器（SPD）应满足下列要求：
信号线路上所接入的电涌保护器的类别及其冲击限制电压试验用的电压波形和电流波形应符合表2规定。
.6屏 蔽
2.6.1电子信息系统机房的屏蔽
1.电子信息系统机房应选择在建筑物低层中心部位，当不能确定机房每根外墙结构柱子的最大雷击电流时，应进行评估，并根据评估结果确定设备距外墙结构柱子的距离，一般情况下，设备应离开外墙结构柱子的距离不小于1m。 2.金属导体，电缆屏蔽层及金属线槽（架）等进入机房时，应至少两端做等电位连接。
3.当电子信息系统设备为非金属外壳，且机房屏蔽未达到设备电磁环境要求时，应设金属屏蔽网或金属屏蔽室。金属屏蔽网或金属屏蔽室应与等电位连接端子连接，连接点不应少于两个。
2.6.2线路屏蔽
1.需要保护的信号线缆，应采用屏蔽电缆，应在屏蔽层两端及雷电防护区交界处做等电位连接并接地。
2.当采用非屏蔽电缆时，应敷设在金属管道内并埋地引入，金属管应电气导通，并应在雷电防护区交界处做等电位连接并接地。其埋地长度应不小于15m。
3.光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等，应在入户处直接接地或通过SPD接地。
2.7综合布线
1. 电子信息系统线缆主干线的金属线槽应敷设在电气竖井内。
2.布置电子信息系统信号线缆的路由走向时，应尽量减小由线缆自身形成的感应环路面积。
3.电子信息系统线缆与配电箱、变配电房、电梯机房、空调机房、电力电缆及其它管线的净距应符合表3、表4、表5的规定。
3、总 结
本文居住建筑物内部防雷从防雷区划分、等电位连接、雷电波入侵防护、雷电电磁脉冲防护、屏蔽、综合布线这六个方面，对建筑物内部因雷电流引起的各种雷电电效应对人员的安全、设备的安全的威胁可能性进行了细致的考虑，把因受损失的风险降低。从整个建筑物内部防雷装置来看，最重要的一个环节就是等电位连接。在对建筑物内部防雷设计中等电位连接端子的布置，会对日后的电子设备、设施需要防雷保护起到很关键的效果，应充分考虑。
参考文献：
[1] IEC 61643-12 Low-voltage surge protective devices-Part 2：Surge protective device connected to low-voltage power distribution systems-Selection and application principles.
[2] 苏邦礼等.雷电与避雷工程.中山大学出版社，1996.
[3] 张义军，周秀骥.雷电研究的回顾和进展[J].应用气象学报，2006，16（6）：829-834.
[4] 李国庆、阮忠家.雷电和闪电.北京：科学出版社，1977年，23-24.