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一、雷電過電壓的基本特性

雷電通過被擊物在其阻抗上產生壓降（直接雷過電壓）和雷電對設備附近的地面（或避雷針、線）放電時所引起的感應雷過電壓，統稱為雷電過電壓或大氣過電壓，這種來自大氣層中的雷電是一種強烈的電磁干擾源。產生雷電過電壓的根源是特大雷電流，其特點是幅值極高，最大可達200kA以上。大多數低于100kA，其波形多數為振蕩衰減波，時間短。按照IEC61312-11995和圧C61024-1修訂草案（81/122/CD1998）的有關規定，雷電流波形的上升沿非常陡直，T1波頭時間為10µs，而下降沿相對緩慢，T2半值時間為350µs，如圖1所示。

圖1 雷電流波形圖

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匯入大地，在此過程中，雷電流將在防雷系統中產生暫態高電位，這一暫態現象稱為暫態電位抬高。暫態電位的抬高往往會對一些進出屏蔽室的電源線或信號線等線路發生反擊，如圖2所示。

圖2 屏蔽室開孔處的反擊

在發生直接雷擊時，雷電流流過屏蔽室接地連線的寄生電感和接地電阻后，將產生很高的暫態壓降，使屏蔽室的暫態電位被舉高，而來自遠處的信號線此時尚處于零電位，則在小孔處，第4章安防視頻監控系統前端配套設備屏蔽體與信號線之間將岀現很高的電壓。這一高電壓很容易將兩者間氣隙擊穿，使信號線上也帶上高電位，該電位將會直接損壞室內的電子設備，它也將沿信號線傳輸到遠處線路終端，侵害終端處的電子設備。暫態電位的抬高還會在鄰近未受雷擊的建筑物內引起反擊，雷電流將通過建筑物的防雷系統引下線和接地連線與供水管道等進入各建筑物的接地體，使各建筑物的暫態電位都抬高，于是在沒有采取暫態過電壓保護措施的建筑物中，帶高電位的地線將會對其附近的電源線和通信線發生反擊，使得與這些線路相連接的電子設備受到暫態高電位的損害。

在現代建筑物中，大量布設著各種導體線路，如電源線、電視電纜、數據通信線和供水及供熱金屬管道等。由于這些線路網絡結構布局錯綜復雜，它們會在建筑物內部的不同空間位置上構成許多回路，這些回路的存在，使得建筑物內電子設備遭受雷電危害的機會大大地增加，因此必須要給予足夠的重視。

據國內外有關資料介紹，在一些建筑物稠密的城市區域，由于各種供電、通信和信號線路等網絡盤根錯節，雷電放電可以對距離雷擊點1km范圍內的電子系統產生電磁感應作用，影響系統的安全可靠運行。

在由雷擊引起的暫態過程中，暫態高電位或過電壓常常可以通過信號或電源等線路耦合或轉移到電子設備上，造成電子設備的損壞。

雷電過電壓對信息系統（含視頻監控系統）的危害是很大的，為了確保信息系統和人身的安全，對雷電過電壓必須采取相應的防雷技術保護措施。

防雷技術是一項系統工程，從電力網高壓線路開始，到信息系統直流入口端，除電源系統自身的防雷措施應相互協調外，還應與建筑物防雷、信息系統的防雷、接地設計等相互配合，同時還要兼顧信息系統的電磁兼容的要求。對信息系統最大的潛在危害是直接雷和感應雷，幾年來采取了多種措施以保護信息系統免受雷電的干擾和破壞，越來越多的工程采用避雷器以實現有效的電磁兼容保護方案。電磁兼容保護區，由外到內可分為4個區域（0~3區）。如圖3所示。

圖3 防雷技術措施

最外層是0區：建筑物外部、雷擊保護區（直接雷），如圖中避雷針所示區。I區：建筑物內部，由感應雷或開關動作而引起的能量較強的瞬變量（過壓保護1區，即圖中第一級保護）。2區：建筑物內部，由靜電放電或開關動作而引起的能量較弱瞬變量（過壓保護2區，即圖中第二級保護）。最內層是3區：建筑物內部，該區域里，無瞬變電流（電壓），對可能產生相互影響的電路進行屏蔽和分開布線（過壓保護3區，即圖中第三級保護），從0級保護區域到最內層保護區，必須實行分級保護。