直擊雷

的危害，比較容易理解，其防範措施也相對簡單明瞭——避雷針、引下線、接地裝置（當然，這裡面也有很多的細節和要求，也是需要專業人員來從事的，在此就不展開了），所以對直擊雷的防範是比較普及的。

而

感應雷的危害

，則比較抽象，不是那麼容易理解。所以要做好感應雷的防護，我們需要了解感應雷的危害途徑/方式。感應雷破壞本質是感應過電壓，通常我們稱之為電湧。

首先，電湧可以透過導體直接傳播，這個比較好理解，就不解釋了。其次，電湧可以透過多種耦合途徑產生，不依賴導線的傳播，常見的耦合途徑有以下幾種。

NO.1：

電阻耦合（地反擊）

如上圖，兩個建築A、B相隔一定的距離，之間有服務設施（電源、訊號、網路等線路）連線，而A、B各自獨立接地。當A建築物上的避雷針接閃後，雷電流經引下線流入A處的接地裝置，由於接地電阻的存在，A的地電位會大幅抬升。

假如雷電流20kA，接地電阻1Ω，那麼A處的地電位瞬間將達到20kV，而此時遠端B處的地電位為0（通常認為20m以外的地電位為0，但實際情況和土壤電阻率以及雷電流大小有關）。這時A、B之間的瞬時地電位差達到20kV。而A、B之間有服務設施的連線，如此高的電位差就可能造成絕緣擊穿、裝置損壞。

針對這種情況，可採取的防範措施：

1、

進行等電位連線。建築物A、B原來是各自獨立接地的，進行等電位連線後，A、B的地電位同時抬升，兩者之間的地電位差將大幅減小。

2、

對A、B之間的服務設施進行隔離。不過這個辦法一般不適用，因為隔離裝置的隔離電壓存在上限，對於雷電流引起的高達數十千V的電壓，隔離裝置很難達到這樣的水平。

3、

安裝電湧保護器（SPD）。關於SPD的原理和應用，後續將進行介紹。

NO.2：

電感耦合（電磁耦合）

電感性耦合又稱電磁耦合或電磁感應，它是由於磁場的作用而產生的，產生這種耦合的原因是電路間存在著互感。

雷電流峰值通常為幾十kA，而其達到峰值的時間為μs（10-6s）級，也就是說雷電流的變化率di/dt達到了109數量級。引下線由於自感的存在，會感應出強大的電磁脈衝，以反抗電流的快速變化。電磁脈衝不依賴導線就可以在空間進行傳播，當電磁脈衝透過各種電源、訊號迴路時，又會感應出電湧。

針對電感耦合，可採取的防範措施：

1、

合理佈線。

感應電勢的大小取決於磁通量的變化率E=dФ/dt。而磁通量Ф = B*S*sinθ，B為磁場強度，S為環路面積，θ為磁場與環路平面夾角。所以我們可以透過相應的辦法來降低磁通量（變化率）：

a） 遠離干擾源（減小B），

b） 減小環路面積（減小S），

c） 避免平行佈線（減小θ）。平行佈線時，磁場方向與環路是垂直的，θ=90°

2、

採用（遮蔽）雙絞線。

雙絞線可以有效降低電感耦合影響，這是因為導線經過雙絞之後，任一絞距所形成的環路的磁通方向與相鄰的環路磁通方向相反，磁通量互相抵消，所以可以認為雙絞線等效環路面積S接近於0。

3、

合理安裝SPD。

NO.3：

電容耦合

電容性耦合又稱靜電耦合或靜電感應，它是由電路間電場的相互作用而產生的，產生這種耦合的原因是電路間存在著分佈電容，如天空中的雲朵對對地面（或地面上的物體）、高壓線與地面、導線之間等。

針對電容耦合，可採取相應改善措施：

1、

合理佈線：避免平行佈線；遠離干擾源。

我們知道，兩個平板，隔開一定的距離，就構成了一個電容。為了減小電容耦合，我們需要減小訊號迴路和干擾源之間的分佈電容C。電容大小與電極板正對面積S成正比，與極板之間的距離d成反比。為了減小C，可以減小極板正對面積S（改為垂直佈線），並增大極板間的距離d（訊號線路遠離干擾源）。

2、

採用遮蔽線

採用遮蔽線後，感應的靜電荷都處在遮蔽層，將遮蔽層接地後（對於電容耦合，一般採用單端接地），其電位相當於0，不會對遮蔽層內的線路造成干擾。

3、

合理安裝SPD

所以，對於雷電的防護

是一個系統性的工程

它不僅需要對直擊雷進行防護（外部防雷系統），還要對感應雷進行防護（內部防雷系統）。

在內部防雷系統裡，SPD是唯一的“產品”，其他都屬於“工程”。SPD本質上是一個“瞬時等電位連線裝置”，對於不帶電的導體，如裝置外殼、金屬罐體、管道等，一般直接接地，而對於帶電導體，如各種電源、訊號線路，必須經過SPD進行“瞬時”接地。