1、防雷技術的發展
隨著社會的發展，人們對預防自然災害越來越重視，作為自然災害之一的雷電，市民對它都有一定了解，但對于防雷技術，則多數人還是停留在安裝避雷針的認識上，實際上，防雷技術已經過了200多年發展，可以分為三個階段。
首先，是1749年，美國科學家Benjamin Franklin（本杰明-富蘭克林）等經過科學實驗，建立了雷電理論，并發明了避雷針，這就是zui早的防雷產品。此階段的防雷裝置比較簡單，只有接閃器、引下線和接地體，也就是現在所說的防直擊雷。
然后，隨著電的普及使用，高壓電線兩端的發配電設備遭受過電壓損壞的現象越來越嚴重，經過研究，人們發現這是“感應雷”在作怪，并建立了感應雷和高壓反擊的理論，弄清了高壓雷電波在金屬線路傳播的規律。感應雷是因為直擊雷放電而感應到附近金屬導體中，其可以通過兩種不同的感應方式入侵，一是靜電感應，二是電磁感應。雷電在高壓線路上感應電涌，并沿導線傳播到線路兩端的發配電設備，當這些設備耐壓較低時，就會被電涌損壞。基于抑制電涌、保護線路上設備的目的，到十九世紀末人們發明了避雷器。
后來，到了二十世紀70年代，隨著半導體集成技術的發展和完善，半導體幾乎應用于所有科學技術領域，由于半導體不能耐受過電壓和過電流，因此凡是使用這些元件的計算機通信、微波通信等設備受雷害損壞的現象顯著增加。同時隨著高層建筑和智能建筑的數量越來越多，防雷技術進入了一個新的時代，就是現代綜合防雷階段，世界各國都有了完善的防雷規范，防雷器材也變得五花百門，防雷裝置，不再是簡單地安裝避雷針和避雷器。作為現代綜合防雷，首*行雷擊損害風險評估，再進行外部防雷和內部防雷布局。外部防雷方面既要考慮防直擊雷，還要有防側擊雷，防雷電波入侵，做均壓環和金屬門窗與均壓環相連。而內部防雷，要做好電磁屏蔽，減少電磁干擾，作等電位處理，減少線路之間的電位差，安裝電源浪涌保護器和信號浪涌保護器，保護電子設備不受電涌損壞。
隨著社會的發展，信息的現代化，雷電越來越威脅著我們信息設備的安全，因此我們要加強對雷電的認識，做好相應的防雷措施，減少因雷擊而受到的損失。
2、雷擊的形成及入侵途徑
雷擊形成：雷擊主要有兩種形式：直接雷擊和感應雷擊
直接雷擊:雷擊直接擊在物體上，產生電效應、熱效應和機械力,稱之為直接雷擊。
感應雷擊:雷電放電時，在附近導體上產生的靜電效應和電磁感應，可能使金屬部件之間產生火花，稱之為感應雷擊，其入侵途徑為：
1．傳統避雷針的副作用產生二次感應雷擊效應，雷電電流經過避雷針導地時感應到市內的傳輸線上。
幾十年來的通訊設備是從電子管、晶體管向集成電路過渡的。由于電子管、晶體管的耐沖擊能力較強，因此二次雷擊效應對電子管、晶體管通訊設備沒有造成太大損害。集成化度較高的微電子設備，其耐沖擊能力差受雷擊更易使微電子設備受到損壞。通過對部分雷擊事故的分析，發現許多雷擊事故都是在避雷針接地完好的情況下發生的。分析其原因就是二次雷擊效應造成的。
2．通過電源線、信號線或天饋線引入感應雷擊
通過電感性耦合（磁感應）耦合到各類傳輸線而破壞設備。
電源線引入感應雷擊：市區以外的移動通信基站的供電線路大多采用架空明線。試驗表明，雷電頻譜在幾十MHZ以下頻域，主要能量集中分布在工頻附近。因此，雷電與市電相耦合的概率很高。
信號線引入雷擊：為了擴大信號覆蓋范圍，就要盡可能地增加天線架設高度（65m以上的鐵塔約占50%）。這樣，在提高信號覆蓋范圍的同時，也增加了鐵塔引雷的概率。當鐵塔上的避雷針引雷入地產生二次雷擊效應是順塔而下的天饋線*。可一旦二次雷擊效應以信號方式進入饋線時，收發信號設備端口損壞也就在所難免了。
3．地電位反擊引入感應雷擊
通過阻性耦合方式經數據線破壞設備。
通過阻性耦合方式經中線及地線破壞設備。
上述各種耦和會產生高達6000伏（根據BS6651，CCITT，LIT，IEEE及我國相關標準）的瞬間電壓而破壞電子設備
3、雷擊的防護
1．直擊雷的防護
主要依據是電工委員會IEC1312_1～3《雷電電磁脈沖的防護》、《電子計算機機房設計規范》、《電子設備雷擊導則》、《建筑物防雷設計規范》等。目前，防避直擊雷都是采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網作為接閃器，然后通過良好的接地裝置迅速而安全把它送回大地。
2．感應雷的防護
（1）電源防雷
根據樓房建設的要求，配電系統電源防雷應采用一體化防護，由于避雷器生產廠家的設計思想各不相同，相應其避雷器的性能特點也不盡一致。
（2）信號系統防雷
與電源防雷一樣，通訊網絡的防雷主要采用通訊避雷器防雷。目前，計算機遠程聯網常采用的方式有線、專線、X.25、DDN和幀中繼等，通訊網絡設備主要為MODEM、DTU、路由器和遠程中斷控制器等。通常根據通訊線路的類型、通訊頻帶、線路電平等選擇通訊避雷器，將通訊避雷器串聯在通訊線路上。
（3）等電位連接
等電位連接的目的，在于減小需要防雷的空間內各金屬部件和各系統之間的電位差。
防止雷電反擊。將機房內的主機金屬外殼，UPS及電池箱金屬外殼、金屬地板框架、金屬門框架、設施管路、電纜橋架、鋁合金窗的等電位連接，并以zui短的線路連到zui近的等電位連接帶或其它已做了等電位連接的金屬物上，且各導電物之間的盡量附加多次相互連接。
（4）金屬屏蔽及重復接地
在做好以上措施基礎上，還應采用有效屏蔽，重復接地等辦法，避免架空導線直接進入建筑物樓內和機房設備，盡可能埋地纜進入，并用金屬導管屏蔽，屏蔽金屬管在進入建筑物或機房前重復接地，zui大限度衰減從各種導線上引入雷電高電壓。
4、關于雷電和浪涌電壓
１．閃電的常識
1）閃電的平均電流：30,000A （目前記錄的zui大值：300,000A）
2）閃電中心的空氣溫度：攝氏3000度
90%以上的閃電是云層對云層放電過程
3）云層對地面的閃電次數：每秒種100次（范圍）
4）閃電的強度可達 1000000000 伏
5）一個中等強度雷暴的功率有 10000000 瓦（相當于一個小型核電站的輸出功率）
6）每年因雷擊造成的直接損失超過1000000000 美元（不含中國的統計）
A．浪涌
雷電是浪涌電壓的一種
首先讓我們看看什么是浪涌。浪涌也叫突波，顧名思義超出正常工作電壓的瞬間過電壓。日本一些資料將浪涌分為四個組成部分。
B．SPD
我們常常說的防雷器的英文是 SPD - SURGE PROTECTION DEVICE 即 [ 浪涌保護器 ]，因此防雷事實上是浪涌保護器的一種功能，由于雷擊的浪涌電壓和能量要遠遠高于其他種類浪涌電壓，所以我們通常稱 SPD為防雷器了。
5、各防雷分區說明
1）IEC 的防雷分區：
LPZ0A、LPZ0B、LPZ1、LPZ2....
2）IEC 的防雷分區通俗說明：
LPZ0A──天空、沒有避雷針保護的大樓外部、上面沒有頂棚等覆蓋物的地面... 等等雷電可能會直接擊中的的空間。如大樓頂部避雷針保護范圍之外的空間。
LPZ0B──沒有避雷針保護的非屏蔽大樓內部、有避雷針保護的大樓天臺受保護部分、避雷線下的電纜等等雷電不易直接擊中的LEMP沒有衰減空間。如大樓頂部避雷針保護范圍之內的空間和沒有屏蔽的大樓內部或有屏蔽大樓內部的窗口附近。
LPZ1──雷電不易直接擊中，但LEMP因屏蔽而衰減的空間。如上述屏蔽大樓內部（不包含窗口附近）。
LPZ2──在LPZ1區內，再次屏蔽的空間。如上述屏蔽大樓的另外設立的屏蔽網絡中心。
LPZ3──在LPZ2區內，再次屏蔽的空間。如上述屏蔽網絡中心內的機器金屬外殼內部，或接地機柜內部。
3）假如我們把所有雷擊與浪涌的電源保護的措施分為“五級”
*級：避雷針、避雷線、避雷網等直擊雷的金屬引下接地等裝置 - 屬于外部防雷
第二級：IEC CLASS──I 進線端總電源防雷或LPZ0區進入LPZ1區界面的等電位連接 - 屬于內部防雷
第三級：IEC CLASS──II 分配端的電源防雷或LPZ1區進入LPZ2區界面的等電位連接 - 屬于內部防雷
第四級：IEC CLASS──III 設備端的電源防雷或LPZ2區進入LPZ3區界面的等電位連接 - 屬于內部防雷
第五級：合格的通過正常設計和安裝的電子設備內部應該具備的基本浪涌吸收能力 - 基本浪涌吸收能力
３．IEC LPZ防雷分區
LPZ 0A──易造受直接雷擊，因而可能必須傳導全部的雷電流。LEMP＊無衰減（例如大樓外部，而且不在避雷針保護范圍內的部分）。
LPZ 0B──不易造受直接雷擊，但 LEMP＊ 無衰減（例如大樓外部，但在避雷針保護范圍以內的部分）。
LPZ 1──不易造受直接雷擊，但 LEMP＊ 比LPZ 0B區 有衰減（例如鋼筋水泥框架結構大樓內部）。
LPZ 2──后續防雷區2，較LPZ 1區進一步減小傳導電流或電磁場 （例如大樓內部的屏蔽機房）。
LPZ 3──后續防雷區3，隨著要求可以進一步設立防雷分區 （例如屏蔽機房內的屏蔽接地的主機柜）。
＊LEMP - 雷電電磁脈沖輻射-閃電電流和閃電電磁場 參見[為什么要進行三級保護]
6、IEC分級防雷
級間線路距離不能太短，避免前后級防雷器線路距離太近導致的前級防雷器不動作問題
末級和設備間線路距離不能太長，避免前末級和設備間的線路感應新的雷擊電壓，導致的設備端限制電壓超過安全值。
電源系統的保護──電源保護
信號系統的保護（包括有線通信、無線通信、網絡通信、遙感遙測等）──信號保護
根據雷擊引入設備的渠道對可能遭受雷擊的設備實施防雷保護──從防雷方案看SPD絕大多數單位的內部防雷，根據雷擊可能引入的途徑和感應途徑不外乎從以下幾個方面進行保護：
1）電源三級防雷 （IEC相關規定、三級防雷的要求及原因、分級防雷的級間距離、8/20和10/350波 ...）
2）網絡系統防雷 （網絡防雷注意事項、各種形式的網絡、網絡專線的防雷 ...）
3）通訊系統防雷 （線路防雷、專線系統的防雷、無線通信 ...）
4）信號系統防雷 （無線通信、監控監視信號、遙感遙測遙控 ...）
5）地電位均衡（地極防雷） （地電壓反擊、地電位均衡 ...）
參見 [內部防雷和外部防雷] [雷擊引入的渠道]
既然雷電對線路的感應和地電位反擊是造成設備損壞的zui重要的原因，那么就應該在線路中加裝設備對瞬態過電流、過電壓進行有效的抑制，這種設備被稱為避雷器、稱浪涌抑制器、防雷保安器等。由于雷電感應主要是通過供電線路和各種信號線破壞設備的，因此對計算機信息系統的防雷保護主要地是合理地加裝電源和信號避雷器，并進行合理的等電位連接。
7 防雷常用名詞注釋
接閃器：
直接截受雷擊的避雷針、避雷帶（線）、避雷網，以及用作接閃的金屬屋面和金屬構件等。
引下線：
連接接閃器與接地裝置的金屬導體。
接地裝置：
接地體和接地線的總合。
接地體：
埋入土壤中或混凝土基礎中作散流用的導體。
接地線：
從引下線斷接卡或換線外至接地體的連接導體：
防雷裝置：
接閃器、引下線、接地裝置、過電壓保護器及其它連接導體的總合。
均壓等電位：
消除導體之間的電位差使每點具有幾乎相同的電位。
匯流排：
用于將保護接地線，均壓等電位線，防雷地線與防雷地網的連接排。
直擊雷：
雷電直接擊在建筑上，產生電效應、熱效應和機械力者。
雷電感應：
雷電放電時，在附近導體上產生的靜電感應和電磁感應，它可能使金屬部件之間產生火花。
靜電感應：
由于雷云先導的作用，使附近導體上感應出與先導通道符號相反的電荷，雷云主放電時，先導通道中的電荷迅速中和，在導體上的感應電荷得以釋放，如不就近泄入地中就會產生很高的電位。
電磁感應：
由于雷電流迅速變化在其周圍空間產生瞬變的強電磁場，使附近導體上感應出很高的電動勢。
雷電波侵入：
由于雷電對架空線路或金屬管道的作用，雷電波可能沿著這些管線侵入屋內，危及人員安全或損壞設備。
橫向過電壓及橫向保護：
橫向過電壓指由于某種原因，使平衡電路的線間，或不平衡電路和線與地間出現的超過容許的電壓。用來抑制此過電壓的保護稱橫向保護。
縱向過電壓及縱向保護：
縱向過電壓指由于某種原因，使平衡電路上某點與地間出現的超過容許的電壓。用來抑制此種過電壓的保護稱縱向保護。
過電壓：
導線之間或者導線與大地之間長時間或者短暫出現的電壓，它會危及人員安全以及損壞線路和線路上連接的電子電器設備。
過電壓保護器：
用來限制存在于某兩物體之間的沖擊電壓的一種設備，如放電間隙、避雷器或半導體器具。
壓敏電阻：
壓敏電阻是一種雙極性非線性電阻，它具有對稱的電壓-電流特性曲線，其電阻值隨著電壓的增長而減小。
殘壓：
在有放電沖擊電流流過時，放電器接線端上的電壓峰值。
放電管：
由一個裝在陶瓷或玻璃管中的二電極組成，電極之間是惰性氣體（氬氣或氖氣），在達到其點火電壓時，放電動元件呈低阻值。
沖擊電流8/20
沖擊電流8/20的上升沿時間為8微秒，下降到半衰期的時間為20微秒。
備注：本公司所使用的產品其技術參數的數據皆符合有關的國家及標準、規程和準則，在安裝布線時，應符合有關的標準及規程，所有電氣設備的防雷安裝必須由電氣專業人士進行。
8、結束語
隨著科技和經濟的發展，計算機的應用已越來越廣泛。我們對復雜的雷電機理還在進一步深入了解研究，目前的防雷方案也許還有一定的局限性，還難以*有效地防止雷電的破壞。我們將繼續不懈地研究和探討，盡量將雷擊可能造成的損害減少到zui低限度，以 保障各網絡系統的安全運行。
