关键词： 雷电产生 危害形式 防护区 三级防雷 SPD
一、雷电基本知识
1.雷电产生
雷电的产生：大气中的强对流会伴随着电荷分布的变化，大气电场也会随之发生变化，从而形成雷雨云(专业称"积雨云")，雷雨云团之间或雷雨云团与大地之间就可能发生剧烈的放电现象，这种强烈的放电就是闪电，又称雷电或雷击。
一个地区的雷电发生频率一般用年雷暴日来表示。我国东部地区大部分属多雷区、高雷区和强雷区，广东、海南有些地区年平均雷暴日为100天以上。
我国平均每年因雷击灾害所造成的损失为几十亿元，广东2002年已统计的发生雷害2263起，造成损失3亿多元。 针对雷电灾害我国近年来先后出台了多部防雷标准和规范，为减少和防止雷电灾害的发生，各级政府部门，施工单位应严格按照标准、规范的要求监督实施。
2. 雷电的危害和雷电防护区
2.1雷电危害
直击雷：直击雷是雷雨云对大地或建筑物的放电现象。它产生强大的脉冲电流、炽热的高温、猛烈的电动力损坏放电通道上的建筑物、输电线、室外电气、电子设备，击死击伤人员，同时产生的强烈的电磁感应和电磁辐射，对周围的电气、电子设备造成损坏或干扰。
雷击电磁脉冲(LEMP)：雷击电磁脉冲是由于雷雨云之间和雷雨云与大地之间放电时，产生的电磁感应、电磁辐射以及雷雨云与输电线静电感应电荷在雷击放电瞬间泄放,产生的过电压、过电流通过连接建筑物内外的各种金属管道、电源线、信号线、电视天线等进入室内设备，使用电设备损害。
对直击雷的防护主要采用避雷针、避雷带、引下线及接地体等传统的外部避雷装置。对雷击电磁脉冲的防护主要采用SPD。
2.2雷电防护区
直击雷非防护区(LPZOA区)：本区内的各类物体完全暴露在外部防雷装置的保护范围之外，都可能遭到直接雷击；本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减，属完全暴露的不设防区。
直击雷防护区(LPZOB区)：本区的各类物体处在外部防雷装置保护范围之内，应很少能遭到大于所选滚球半径的直接雷击；但本区内电磁场未得到任何屏蔽衰减，属充分暴露的直击雷防护区。
第一屏蔽保护区(LPz1，区)：本区内的各类物体不可能遭受直接雷击，流经各类导体的雷电流已经分流，比LPZOB区进一步减小；且由于屏蔽措施，本区的电磁场强度也已得到了初步的衰减。为了进一步减小雷击电磁脉冲的影响，可设第二屏蔽保护区LPZ2：和第三屏蔽保护区LPZ3。
二、电源线路SPD的选择要求
（一）SPD的选择
1、保护系统中安装SPD的数量，依据雷电防护区概念的要求，被保护设备的抗扰能力和雷电防护分级而定。
2、在LPZ0区与LPZ1区交界处应安装Ⅰ级分类实验的SPD或限压型SPD作为第一级保护；在LPZ1区与LPZ2区交界处应安装限压型SPD作为第二级保护；在住宅配电箱输出端应安装限压型SPD作为第三级保护。
3、SPD连接导线应短而直，其长度不宜大于0.5m。如果电网中有几个浪涌保护器，它们将会互相影响，并联的保护器之间必须达到能量的配合才能确保被保护线路的安全。配合的效果是：当由雷电形成一个浪涌过电压时，电涌保护器（B级）将可靠地响应，带走高能量的电流，以保护由于过载而损坏其它浪涌保护器（C级或D级）。当SPD具有能量自动配合功能时，线路长度不受上述规定限制。为防止SPD老化造成短路，SPD安装线路上应有过电流保护装置，宜选用有劣化显示功能的SPD。
4、在电源总配电柜输出端应安装标称放电电流In≥15KA（10/350μs波形）的开关型浪涌保护器；也可安装标称放电电流In≥80KA（8/20μs波形）的限压型SPD作为一级防护。
5、在分配电柜输出端应安装标称放电电流In≥40KA（8/20μs波形）的限压型SPD作为二级防护。
6、在住宅终端配电箱输出端应安装标称放电电流In≥20KA（8/20μs波形）限压型SPD作为三级防护。
7、在配电箱输出端也可安装混合型或串联型SPD，其技术指标应满足设备要求。
（二）SPD后备保护元件的选择。
基于电气安全原因，并联安装在市电电源的SPD，为防止其失效后造成故障短路，必需在SDP前安装短路保护器件。SPD的后备保护有熔断器、断路器和漏电断路器三种。
在国内外公司SPD的样本中，对SPD后备保护的推荐方案比较乱，没有统一的标准可遵循。国内某公司使用手册中推荐的熔断器规格如下：
第一级SPD为开关型15kA，10/350，断路器为63A；
第二级SPD为限压型40kA，8/20，断路器为32A；
第三级SPD为限压型10kA，8/20，断路器为16A。
断路器选择C脱扣曲线
三、典型雷电描述：
1、雷电波形
a）10/350uS是时间与电流的曲线，是典型雷电击穿大地的雷电流曲线，是雷电直接袭击电力线和避雷针的雷电流曲线。我们一般称直击雷波形。
b）8/20uS是时间与电流的曲线，是典型雷电击穿大地（避雷针或临近接闪物）引起的电磁脉冲感应过电压，这个感应过电压击穿、烧毁设备时的电流曲线。我们一般称感应雷波形。
2、直击雷波形和感应雷波形的区别：
a）标准与规定的差异性：IEC国际电工委员会标准IEC1024《建筑设计防雷规范》、IEC1312《雷电电磁脉冲防护》均执行10/350uS和8/20uS雷电波形。国家标准GB11032-2000《交流避雷器》、GB3482-3483-83《电子设备雷击实验、导则》均执行8/20uS雷电波形。
b）根据理论计算，同等雷击电流作用下，10/350uS和8/20uS雷电焦耳能量之比为17.5(比如：一个8/20uS雷电流10KA其雷电焦耳为1000J，那么，一个10/350uS雷电流10KA其雷电焦耳近似为17500J)，10/350uS和8/20uS雷电焦耳能量是有本质上的区别。
c）2000年10月1日，国家颁布了GB50057-2000《建筑设计防雷规范》标准，第一次强制要求必须执行10/350uS雷电波形，这是我国与国际接轨的第一个雷电防护标准。
