自然界，對於人類來說，是司空見慣的，同時也是陌生的。就拿雷電現象來說，每個人都不陌生。但是，雷電機理和雷電的防護研究，卻又是如此高深莫測！
放電類型：
90%雲對地放電是負極性
總的來說，放電開始於雲端的負電荷而擴展到正電荷的地面。
然而，大量的放電現象發生在雲層之間。
雷電波幅：
80%雷擊不超過40kA
GB 50057顯示，對於一類防雷建築物，首次負極性雷擊波幅是100kA。
實際上，80%的雷擊波幅僅僅在30kA-40kA。
電壓漏斗：
接觸電壓和跨步電壓
當雷擊建築、樹木、甚至地面，雷電流進入地面，形成電壓漏斗，產生電壓的梯度。
上圖形象的解釋了跨步電壓的危害，也間接解釋了GB 50057合理要求"防直擊雷的專設引下線距出人口或人行道邊沿不宜小於3m"，並做特殊處理。
反思一下：GB 50057提倡把所有柱子鋼筋作為引下線，內部的引下線有何隱患？雷電流真的會乖乖的按照中國人的想象分流？國外標準為何規定引下線沿建築外圍（perimeter）？
再反思：在戶外開闊地帶，人穿戴金屬籠子就可以防止直擊雷嗎？就可以保人身安全嗎？
SPD：
雷電電磁脈衝防護
暫態過電壓、操作過電壓、感應過電壓 、雷擊過電壓，都可以產生浪湧電流，雷擊產生的過電壓最高能達到額定電壓的100倍！配電系統和弱電系統安裝SPD刻不容緩。
雷擊損失類型：
基本和GB 50057相同
對比GB 50057，IEC 62305把雷擊損失分為四類。相應的，GB 50057把防雷建築物分為三類，IEC 62305分為四類。
大體上，GB 50057第一類防雷建築物相當於IEC 62305的第一類，GB 50057第二類防雷建築物相當於IEC 62305的第二類，GB 50057第三類防雷建築物相當於IEC 62305的第三類及第四類。
直擊雷電磁耦合半徑
當雷擊建築物附近時，產生強大的附加電磁場，在電氣系統感應出高壓。所以，GB 50343（本規範嚴格引用IEC 62305-2）要求的建築物雷擊風險評估在工程設計階段顯得特別重要，既是防直擊雷措施的基礎，也是電氣系統設置SPD系統的重要依據。可以回放我的公眾號文章，點擊鏈接：設計計算-5：建築物雷擊風險評估成果、反思與展望。
那麼，雷擊影響的半徑有多大呢？最大2km。不可掉以輕心哇。
兩種電磁脈衝波形
波形1：10/350us波形是針對直擊雷，I型SPD和外部防雷元件按照波形1測試。
波形2：8/20us波形針對非直擊雷以及操作過電壓。II型和III型SPD都按照波形2測試脈衝。
在同樣的波幅下，而波形1的測試電能是波形2的20倍。
防雷理論六大法寶
說到防雷理論和措施，不得不提我國當代防雷界的元老人物王時煦老人家。如果您讀過他的作品（沒有的，可以開尊口問我要），一定會找到防雷六大法寶：
——接閃功能；
——分流影響；
——均衡電位；
——屏蔽作用；
——接地效果；
——合理佈線。
請死死記在腦海裡！中外防雷理論都脫不了這個套路。研究雷電理論和雷電防護最NB的德國人，對應的外部/內部防雷系統幾乎一模一樣：
——Interception system；
——Down conductor system；
——Lightning protection equipotential bonding；
——Area shielding；
——Earthing system；
——Separation distance.
滾球法
接閃系統的設計，有滾球法、保護角法和網格法。其中，滾球法是唯一一個建立在物理原則基礎上的確定電磁場的雷擊模型方法，能夠解決保護角法和網格法的不確定性。
為了對付“測漏”的側擊雷，中國的電氣工程師可真操碎了心！屋頂避雷帶有這麼安裝的：
那不是最騷的，還有這個姿勢的：
問題是，上述做法真的能防住側擊雷嗎？還得打個問號。
只要比滾球半徑高的建築物部位，都可能發生雷擊。下圖是滾球法的三維圖：
當建築物超過60m，防直擊雷雷怎麼做呢？戳下圖：
對於上圖中剩餘的80%部分，IEC 62305提倡從地面層開始，每隔20m做均壓環，目的是防止側擊雷（lateral impact）。
考個問題：為什麼國際標準要對超過60m的建築做這個規定？為什麼是60m而不是其他數值？
保護角
保護角法雖然簡單，但是隻能用於簡單的、小型的建築或者建築群的局部。
此時，避雷針像混社會的大佬，庇廕著那些小混混。換言之，避雷針不是“專門”為這些小眾的對象設置，只是有些對象“碰巧”落在了避雷針的保護範圍。
各防雷專業分包商對於避雷針的保護角，數據稍有差別。以2m避雷針為例，對應於I,II,III,IV類保護對象，OBO提供的保護角分別為70度，72度，76度，79度，而DEHN提供的數據為71度，74度，77度，79度，差別不明顯。
伸縮段
溫度會引起避雷帶長度變化，因此必須考慮伸縮段，而不是僅僅在建築物的伸縮縫處考慮。這點，GB 50057似乎忽視了！
一般來講，鋼質避雷帶直線段每隔15m、銅質/不鏽鋼/鋁質避雷帶每隔10m就要考慮伸縮段。
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