雷電防護(hù)系統(tǒng)是保障建筑物、電力系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)及工業(yè)設(shè)備免受雷電過(guò)電壓、雷電電磁脈沖（LEMP）損害的綜合技術(shù)體系。一個(gè)完整的雷電防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)包含外部防雷、內(nèi)部防雷、接地系統(tǒng)、等電位系統(tǒng)與智能防雷監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊。正確安裝與部署不僅要符合《GB 50057-2010 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》《GB/T 21714-2008 雷電電磁脈沖防護(hù)》等要求，還要針對(duì)行業(yè)特性制定差異化解決方案。

一、雷電防護(hù)系統(tǒng)的組成與功能

1. 外部防雷系統(tǒng)（LPS）

用于防止直擊雷損壞建筑及設(shè)備。

主要設(shè)備包括：

接閃器：獨(dú)立避雷針/提前放電避雷針（ESE）、屋面接閃帶。

ESE提前放電避雷針常見(jiàn)參數(shù)：提前放電時(shí)間 ΔT=20–60μs，保護(hù)半徑可達(dá)60–100m（隨針高變化）。

引下線：建筑四角或鋼結(jié)構(gòu)自然引下。

接地體：人工接地體+自然接地體。

接地電阻要求：

一級(jí)防雷：≤1Ω

二級(jí)防雷：≤4Ω

三類建筑：≤10Ω

2. 內(nèi)部防雷系統(tǒng)

防止雷電波侵入電力、通信、控制系統(tǒng)。

核心設(shè)備：

電源浪涌保護(hù)器（SPD）：

I級(jí)SPD（電源總進(jìn)線柜）：Iimp≥12.5kA（10/350μs）

II級(jí)SPD（分配電箱）：In=20–40kA（8/20μs）

III級(jí)SPD（終端設(shè)備前）：Up≤1.2kV

直流SPD（光伏/儲(chǔ)能）：Ucpv=600V/1000V，Imax≥40kA（8/20μs）

信號(hào)類SPD：支持RS485、4-20mA、網(wǎng)絡(luò)避雷器（GbE/PoE SPD）。

天饋防雷器（射頻同軸線路）：頻率DC–6GHz，駐波比≤1.2。

3. 防雷接地系統(tǒng)

將雷電流迅速泄放至大地。

組成：接地極、接地引線、測(cè)試點(diǎn)、接地母排。

要求：接地體采用鍍鋅鋼接地極、接地銅排、降阻劑。

各系統(tǒng)接地應(yīng)統(tǒng)一為總等電位接地。

4. 等電位連接系統(tǒng)

避免因電位差導(dǎo)致設(shè)備擊穿或控制系統(tǒng)誤動(dòng)作。

包括：：總地排、建筑結(jié)構(gòu)鋼筋、金屬管道連接

輔助等電位（SEB）：機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)療ICU核心區(qū)域。

信息系統(tǒng)等電位：屏蔽層、弱電機(jī)柜。

5. 智能防雷監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊

現(xiàn)代雷電防護(hù)必備的智能組件，包括：

智能雷電流在線監(jiān)測(cè)器（監(jiān)測(cè)SPD動(dòng)作次數(shù)、雷電流峰值）

環(huán)境雷電預(yù)警裝置（云地閃電、地閃密度監(jiān)控）

SPD健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)器（遠(yuǎn)程告警/RS485）

智能接地電阻在線監(jiān)測(cè)

用于提前預(yù)警+減少停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

二、雷電防護(hù)系統(tǒng)的安裝與部署步驟

1. 外部防雷（接閃→引下→接地）

1）在建筑最高點(diǎn)安裝接閃器（針/帶/網(wǎng)），提前放電避雷針安裝高度≥2m。

2）引下線應(yīng)等距布置，金屬結(jié)構(gòu)可自然引下（電阻率<0.03Ω/m）。

3）接地體采用環(huán)形接地或聯(lián)合接地。

4）在接地引下處設(shè)置測(cè)試點(diǎn)。

5）所有金屬管道、鋼筋需與防雷系統(tǒng)可靠連接，實(shí)現(xiàn)等電位。

2. 內(nèi)部防雷部署（SPD安裝）

① 電源系統(tǒng)SPD安裝方法

總配電柜：安裝I級(jí)SPD（Iimp≥12.5kA）

接線方式：三相五線系統(tǒng)使用 3P+NPE 結(jié)構(gòu)，N—PE間裝專用保護(hù)模塊；

分配電箱：安裝II級(jí)SPD

終端設(shè)備：安裝III級(jí)細(xì)保護(hù)SPD

接線原則：

L/N→SPD輸入端，SPD輸出端→設(shè)備；

保護(hù)線PE直接接總地排；

連接線長(zhǎng)度＜0.5m，截面積≥16mm2銅線。

② 信號(hào)SPD安裝

RS485/4-20mA：串聯(lián)或跨接式接入端口前；

網(wǎng)絡(luò)SPD：接入交換機(jī)前端；

天饋SPD：靠近天線饋線入口安裝。

③ 光伏/儲(chǔ)能直流SPD安裝

PV側(cè)：正負(fù)極各裝1臺(tái)SPD，推薦Imax≥40kA；

并網(wǎng)逆變器前側(cè)需增設(shè)二級(jí)SPD。

3. 等電位系統(tǒng)部署

MEB設(shè)置于建筑物進(jìn)線處

醫(yī)療/軌道交通需設(shè)置局部等電位端子箱

機(jī)房?jī)?nèi)所有金屬殼體集中等電位接入地網(wǎng)

4. 智能防雷監(jiān)測(cè)部署

SPD處安裝雷電流在線監(jiān)測(cè)模塊（0–100kA范圍）

結(jié)合云閃監(jiān)測(cè)雷達(dá)的區(qū)域雷電預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行工業(yè)級(jí)防護(hù)

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控

三、不同產(chǎn)業(yè)的雷電防護(hù)系統(tǒng)解決方案

1. 工業(yè)制造與化工廠

特點(diǎn)：大量PLC、儀控系統(tǒng)，爆炸危險(xiǎn)區(qū)多

解決方案：I 級(jí)+ II 級(jí)電源SPD組合

RS485、4-20mA信號(hào)SPD全覆蓋

防爆區(qū)金屬管道嚴(yán)格等電位

安裝智能雷電流監(jiān)測(cè)+接地在線監(jiān)測(cè)

儲(chǔ)罐頂部安裝獨(dú)立避雷針或提前放電避雷針

2. 通信基站 / 數(shù)據(jù)中心

特點(diǎn)：弱電系統(tǒng)密集、對(duì)供電穩(wěn)定性要求高

方案：采用全套三級(jí)電源SPD

機(jī)柜內(nèi)使用機(jī)架式網(wǎng)絡(luò)SPD（RJ45/PoE）

天饋口安裝 N型或7/16DIN射頻避雷器

設(shè)立專用等電位匯流排

部署智能SPD健康監(jiān)測(cè)

3. 軌道交通 / 鐵路通信系統(tǒng)

特點(diǎn)：通信專線長(zhǎng)、雷擊耦合強(qiáng)

方案：信號(hào)系統(tǒng)全線安裝信號(hào)SPD

鐵路站房總配電柜裝 I 級(jí)SPD

軌旁設(shè)備采用IP防護(hù)等級(jí)高的戶外SPD箱

使用智能雷電預(yù)警系統(tǒng)對(duì)沿線雷電密度進(jìn)行預(yù)判

4. 光伏電站 / 儲(chǔ)能電站

特點(diǎn)：直流高壓、分布廣

方案：直流側(cè)SPD：Ucpv=600–1500V

交流側(cè)：I、II級(jí)SPD組合

光伏匯流箱內(nèi)配置直流SPD + 熔斷器

儲(chǔ)能艙內(nèi)安裝在線接地電阻監(jiān)測(cè)與雷電計(jì)數(shù)器

5. 醫(yī)院/實(shí)驗(yàn)樓

特點(diǎn)：設(shè)備昂貴且對(duì)誤動(dòng)作敏感

方案：配電系統(tǒng)采用 I + II + III 級(jí)SPD全體系

定制化局部等電位系統(tǒng)（ICU、生化儀室）

環(huán)境雷電預(yù)警+配電室SPD狀態(tài)遠(yuǎn)傳報(bào)警

6. 民用建筑/商業(yè)綜合體

方案：屋面接閃帶或法蘭連接避雷針

總配電室：I級(jí)SPD

各樓層弱電井：信號(hào)SPD

機(jī)房?jī)?nèi)建立專用接地與等電位