地电位反击的防护

地电位反击的防护

1、地电位反击简述

地电位反击通常是指：建筑物的外部防雷系统（如避雷针、避雷网等）遭受直接雷击，则在接地电阻的两端产生危险的过电压，此过电压由设备的接地线、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系统或其他自然接闪物（各种管道、电缆屏蔽管等）引入设备，造成设备的损坏的现象。

地电位的反击通常存在两中形式：A、雷电流流入大地时，由于接地电阻的存在，产生较大的压降，使地电位抬高，反向击穿设备；B、两个地网之间，由于没有离开足够的安全距离，其中一个地网接受了雷电流，产生高电位，则向没有接受雷击的地网产生反击，使得该接地系统上带有危险的电压。

上图表明，建筑物在遭受直接雷击时，雷电流将沿建筑物防雷系统中各引下线和接地体入地，在此过程中，雷电流将在防雷系统中产生暂态高电压，如果引下线与周围网络设备绝缘距离不够，且设备的电源系统PE线接地及信号系统逻辑接地与避雷系统不共地，则将在两者之间出现很高的电压，并会发生放电击穿，导致设备严重损坏，甚至人身安全。这种由于接地技术处理不当引起地电位的反击，造成整个网络系统设备全部击毁。

地电位暂态高电位不仅危害本建筑物内的设备，还会危及到相邻建筑物内的设备。该相邻建筑物内的设备虽然没有遭直接雷击，但在附近建筑物遭雷击后，暂态高电位将沿地下管道传至相邻建筑物内的设备接地系统中对线路发生反击，使得与这些线路相连接的设备受到暂态高电位的损害。地电位反击可感生出几KV到几十KV至数百KV的反击电压，这种反击会沿着电力系统的零线，保护接地线和各种形式的接地线，以波的形式传入室内或传播到更大的室内范围，造成大面积的危害。

国家标准GB 50057-94（2000）《建筑物防雷设计规范》第三章，第3.4.8条规定：为防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或线路的反击，则其间的最小安全距离应按下列表达式计算：

当 l_x＜5 Ri时，s_a3 ≥ 0.2k_c（Ri+0.1l_x ）

当l_x≥5 Ri 时，s _a3≥ 0.05k_c（Ri +l_x ）

2、地电位反击解决方案

A、对于使用对立接地的系统，也就是说在一个机房内有两个以上各自独立的接地网，比如一个地网使用建筑物框架内钢筋做接地网，另一系统做独立地网，那么当两地网之间的距离小于防地电位反击的安全距离时，则需要在两地网之间用“等电位连接器”做等电位连接。

等电位连接器的作用是保证正常工作状态下两接地网不连通，没有相互干扰，当一个接地系统遭受雷击时，经GI 1000-5等电位连接器使两地网在瞬间形成等电位，消除此暂态高电位在设备内由于线间电压差而造成的损害。

B、按照GB 50057-94（2000）《建筑物防雷设计规范》第六章的要求，金属水管、通讯电缆线及电力电缆铠装外皮或电缆金属管等外来管线，所有的水管和电缆应埋地进入机房，水管和电缆铠装外皮和保护金属管应在进入机房时接地，电缆应选用铠装电缆或穿金属管埋地进入机房电缆相线和中线应通过电涌保护器接地。

对于在建筑内布线距离较长的接地线，比如电源PE线，在要求较高的机房内，可使用“机房等电位连接器”将交流工作接地、直流工作接地、防静电及保护接地在机房内进行等电位连接，以确保精密系统设备在正常工作状态下不受干扰，在存在暂态过电压时，不发生设备内击穿。