图3.2-1 地电位反击示意图
雷电冲击过电压：
uz=ｉ*ＲＣ＋Ｌ*LC（ｄｉ／ｄｔ）
其中：uz直击雷冲击过电压(KV)
ｉ雷电流（KA）
ＲＣ防雷装置接地的冲击等效电阻（Ω）
L雷击电流通路的导线电感，电感常数LC =1.3μH/M
3.3 防雷系统的基本原理和常用方法
3.3.1 防雷系统的基本原理
3.3.1.1 接闪
接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。地面通信台站的安全在很大程度上取决于能不能利用有效的接闪装置，把一定保护范围的闪电放电捕获到，纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。避雷针是一种主动式接闪装置，其英文原名是Lightning Conductor，原意是闪电引导器，其功能就是把闪电电流引导入大地。
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第3章 防雷接地
避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的。采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。
3.3.1.2 均压连接
3.3.1.3 接地
3.3.1.4 分流
接闪装置在捕获雷电时，引下线立即升至高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。台站内的金属设施、电气装置和电子设备，如果其与防雷系统的导体，特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时，台站内的所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。
接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压，避免发生反击。过去有些规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。90年代以前，部队的通信导航装备以电子管器件为主，采用模拟通信方式，模拟通信对干扰特别敏感，为了抗干扰，所以都采取电源与通信接地分开的办法。现在，防雷工程领域不提倡单独接地。在IEC标准和ITU相关标准中都不提倡单独接地，美国标准IEEEStd1100-1992更尖锐地指出：不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。防雷接地是地面通信台站安装验收规范中最基本的安全要求。
分流就是在一切从室外来的导线（包括电力电源线、电话线、信号线、天线的馈线等）与接地线之间并联一种适当的避雷器。当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时，避雷器的电阻突然降到低值，近于短路状态，将闪电电流分流入地。
分流是现代防雷技术中迅猛发展的重点，是防护各种电气电子设备的关键措施。近年来频繁出现的新形式雷害几乎都需要采用这种方式来解决。由于雷电流在分流之后，仍会有少部分沿导线进入设备，这对于不耐高压的微电子设备来说仍是很危险的，所以对于这类设备在导线进入机壳前应进行多级分流。
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现在避雷器的研究与发展，也超出了分流的范围。有些避雷器可直接串联在信号线或天线的馈线上，它们能让有用信号顺畅通过，而对雷电过压波进行阻隔。 采用分流这一防雷措施时，应特别注意避雷器性能参数的选择，因为附加设施的安装或多或少地会影响系统的性能。比如信号避雷器的接入应不影响系统的传输速率；天馈避雷器在通带内的损耗要尽量小；若使用在定向设备上，不能导致定位误差。
3.3.1.5 屏蔽
屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来，阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。
3.3.2 防雷区的划分
按照雷电可能出现的强度划分不同区域0区、1区、2区、3区等，如图3.3-1所示，必须在0区、1区、2区分别加装避雷器。在各设备前端分别要加装串联型电源避雷器（多级集成型），以最大限度地抑制雷电感应的能量。
图3.3-1 防雷保护区划分
防雷的基本方法就是将雷击能量导入大地，接地是防雷有效的基础方法。防雷器件是保证系统工作的情况下，将雷击能量逐步导入大地提供的路径。完善良好的接地是系统稳定安全工作的基础。
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第3章 防雷接地
系统应综合治理、整体防御、多重保护、层层设防。如图3.3-2所示：
图3.3-2 雷击防护系统示意图
图3.3-2中：避雷针及建筑物避雷带、避雷网组成混合式接闪器，与引下线和接地线系统构成直击雷防护系统；通讯天线的防雷与建筑物的防雷应纳入同一防雷系统，主要是为了保护通讯天线及建筑物免遭直接雷击。
由于雷击的特点，时间短，能量大，电流大，一般直击雷在50～450KA（有记录的最大210KA，平均30KA之间），任何单一、单级的措施都不能保证系统的安全，必须采用系统的综合措施防护。
一个完整的防雷方案，应包括直击雷的防护，感应雷的防护两方面，缺一不可。
3.3.3 滚球法的使用
IEC61024-1以滚球法规定了雷电的影响范围，图3.3-1中LPZ0A与LPZ0B的界面就是根据滚球法确定的，所谓滚球法，就是以一个半径至少为20m的实心球在外
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部防雷系统表面任意滚动，球体能够接触的地方有可能会遭受直接雷击，即为保护区LPZ0A，球体不能接触的地方不会遭受直接雷击，为保护区LPZ0B。 图3.3-3为滚球法的应用示意图，图中阴影处为保护区LPZ0A，空白处为雷电保护区LPZ0B。
图3.3-3 滚球法示意图
3.3.4 常用方法
雷击防护应注意如下几方面：
1． 控制雷击点（采用大保护范围的避雷针） 2． 安全引导雷电流入地网 3． 完善的低阻地网 4． 消除地面回路 5． 电源的浪涌冲击防护 6． 信号及数据线的瞬变保护
防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体；接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。
防感应雷电的避雷装置主要是避雷器。对同一保护对象同时采用多种避雷装置，称为综合性防雷电。避雷装置要定期进行检测，防止因导线的导电性差或接地不良起不到保护作用。
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