现代防雷技术与工程

潘忠林

男，四川省成都市人，1938年12月6日生，汉族。

1962年7月 毕业于成都电讯工程学院（现电子科技大学），就职于国营红光电子管厂设计所。

1967-1970年外贸部直属中国技术进口总公司工作。

1971-1983年调回红光电子集团公司技术科工作，参加了彩色管技术攻关，翻译和写作了80余万字专题论述。

1984-1990年，先后被派到伊拉克、美国通用电气公司（GE）、深圳现代电子实业公司（MEC）工作。

1991开始从事防雷设计和施工，先后完成首都机场、珠海、桂林、福州、上海等国内数十个机场航管楼、导航系统、雷达站的防雷设计和工程，参与设计和施工的各类防雷工程项目达数百个。在上海工作期间，设计了国际油漆公司、罗氏维生素公司、上海炼油厂等危险品仓库及惠普公司天线测试场的防雷接地工程。

1997-2001年完成了三峡总公司前后方两座指挥大楼通信接地改造和太阳包微波站防雷改造和三峡大坝水/粉拌合监控系统防雷工程、三峡工程施工供电局4个变电所地网改造。2003年12月被福州大学聘为工程硕士研究生导师。

2006年，10月第五届中国国际防雷论坛上，所著《降低接地电阻的原则与科学方法》一文被评为优秀论文。

2012年12月，潘忠林先生历经十多年的呕心力作《现代防雷技术与工程》由电子科技大学出版社正式出版发行。该书填补了我国铁道、煤矿、石化、地震等多个领域防雷实践应用技术的空白；指出了我国高铁防雷技术应用的重大误区及危害；揭秘了土壤带电的本质；对著作者毕生独创的二十多项防雷应用技术及三峡水利防雷工程、汶川地震防雷工程等重大项目进行了详解。

现代防雷技术与工程第一章 雷电的基础知识

1.1 雷电科技的发展概况

1.1.1人类对雷电的早期认识

1.1.2 雷电科学的建立

1.1.3 大气电学的发展

1.1.4 现代防雷科技的应用

1.2雷电放电的物理过程

1.2.1晴天大气电场

1.2.2大气中的电流

1.2.3雷云的形成

1.2.4雷云的电结构及起电机制

1.2.5闪电的分类与放电过程

1.2.6地闪的种类

1.3雷电活动的基本规律

1.3.1雷电活动的地域性

1.3.2地形对雷电活动的影响

1.3.3雷电放电的选择性

1.4雷电放电的基本参数

1.4.1地面落雷密度

1.4.2雷电流的极性与波形

1.4.3雷电流的等值波形

1.4.4雷电流的频谱与能量分布

1.4.5雷电的电磁脉冲辐射

1.5雷电放电的工程计算

1.5.1雷电放电通道的波阻抗

1.5.2彼得逊等值电路模型

1.5.3实用雷电参数

1.5.4雷电沿金属导线传播的特性

现代防雷技术与工程第二章 雷电危害及防御对策

2.1 雷电危害的基本概况

2.2 雷电危害的机理

2.2.1 雷电的热效应

2.2.2 雷电的机械效应

2.2.3 雷电静电与电磁感应的破坏作用

2.2.4 雷电电磁脉冲辐射的危害

2.3 雷电的探测与预报

2.3.1 雷电探测的发展概况

2.3.2 单站雷电定位系统

2.3.3 多站雷电定位系统

2.3.4 雷电探测的应用

2.4 防雷的基本原则与方法

2.4.1 雷电防护的基本原则

2.4.2 雷电防护的基本方法

2.4.3 防雷保护分区

2.5 有关防雷与接地的标准、规范

2.5.1关于防雷与接地标准的制定概况

2.5.2国际标准化组织及其有关防雷标准

2.5.3我国有关防雷与接地的标准

现代防雷技术与工程第三章 接地与接地装置

3.1接地的基本概念

3.1.1接地原理

3.1.2大地电参数

3.1.3地中电流分布

3.1.4接地参数

3.2接地电阻的计算

3.2.1计算的基本方法

3.2.2人工接地体的接地电阻

3.2.3基础接地体的接地电阻

3.2.4自然接地体的接地电阻

3.2.5冲击接地电阻的换算

3.3降低接地电阻的方法

3.3.1换土法

3.3.2改土法

3.3.3降阻剂法

3.3.4外引接地法

3.3.5深井接地法

3.3.6立体接地法

3.4接地装置的设计考虑

3.4.1场地勘测

3.4.2接地电阻极限值的确定

3.4.3接地材料的选择

3.4.4接地装置的防腐措施

3.5接地装置的检测

3.5.1接地电阻测试

3.5.2理论误差的消除

3.5.3地阻测量仪及测试注意事项

3.5.4其他接地电阻测试方法简介

3.6各种接地间的关系

3.6.1不同接地的目的和要求

3.6.2分立接地与联合接地

3.6.3不同接地方式的防雷效果

现代防雷技术与工程第四章 避雷装置与防雷器件

4.1直击雷防护装置

4. 1.1避雷针的原理与结构

4.1.2避雷针的保护范围

4.1.3避雷针的发展与非常规避雷针

4.1.4消雷器与消雷的可能性

4.2避雷器

4.2.1对避雷器的基本要求

4.2.2保护间隙

4.2.3排气式避雷器

4.2.4阀型避雷器

4.2.5金属氧化物避雷器

4.3防雷元件

4.3.1氧化锌压敏电阻

4.3.2气体放电管

4.3.3半导体放电管

4.3.4齐纳、雪崩及瞬态二极管

4.3.5过电流保护元件

4.4浪涌保护器

4.4.1浪涌保护的基本概念

4.4.2电源浪涌保护器

4.4.3信号浪涌保护器

4.4.4天馈（线）防雷器

4.5隔离装置

4.5.1电源隔离变压器

4.5.2信号隔离变压器

4.5.3光电隔离（耦合）器

4.6屏蔽

4.6.1屏蔽原理

4.6.2法拉第屏蔽

4.6.3多层屏蔽

4.6.4屏蔽效能

现代防雷技术与工程第五章 人体防雷

5.1雷电对人体伤害的概况

5.2雷电袭击人体的形式

5.2.1直接雷击

5.2.2接触雷击

5.2.3旁侧闪击

5.2.4跨步电压

5.3人体防雷的注意事项

5.4雷电伤害人体的机理

5.4.1雷电对于人体的作用

5.4.2人体允许通过的极限电流

5.5雷击致假死的急救方法

5.5.1人工呼吸法

5.5.2体外心脏按压法

现代防雷技术与工程第六章 建筑物防雷

6.1雷电对建筑物的影响

6.1.1建筑物上落雷的过程

6.1.2建筑物着雷的特点

6.1.3雷电对建筑物内金属设施的影响

6.2建筑物防雷的基本方法

6.2.1室外防雷保护

6.2.2室内防雷保护

6.3一般建筑物的防雷措施

6.3.1普通高度的房屋

6.3.2高层建筑物

6.3.3烟囱及高塔类建（构）筑物

6.3.4大型建筑物

6.4特殊建（构）筑物的防雷措施

6.4.1体育场

6.4.2古代文物建筑

6.4.3旅游索道

6.4.4建筑施工现场

6.5存放危险物品的建（构）筑物

6.5.1存放危险物品的仓库

6.5.2加油站

6.5.3露天油罐

现代防雷技术与工程第七章 输电线路与电气设备防雷

7.1雷电对输电线路的影响

7.1.1雷电引起的过电压

7.1.2线路耐雷水平

7.1.3建弧率与雷击跳闸率

7.2雷击输电线路的模型

7.2.1电气几何模型的原理

7.2.2电气几何模型的应用

7.2.3电气几何模型的局限及其发展

7.3输电线路的防雷措施

7.3.1架设避雷线

7.3.2降低杆塔接地电阻

7.3.3提高线路绝缘水平与采用不平衡绝缘方式

7.3.4安装线路避雷器或保护间隙

7.3.5架设耦合地线与加装负角保护针

7.3.6采用消弧线圈接地

7.4变电站的防雷措施

7.4.1防直击雷措施

7.4.2限制侵入雷电波的幅值

7.4.3进线段保护

7.4.4完善接地装置

7.5发电站的防雷措施

7.5.1火电厂

7.5.2风电场

7.5.3光伏电站

7.6配电网的防雷措施

7.6.1配电线路

7.6.2配电设备

7.6.3低压电源系统的接地方式

7.6.4低压电气设备

现代防雷技术与工程第八章 通信系统及其设备防雷

8.1雷电对通信线路的影响

8.1.1通信线的作用及其电学特性

8.1.2雷电对架空通信线的影响

8.1.3雷电对地下电缆的影响

8.1.3雷电对光缆的影响

8.2通信线路的防雷措施

8.2.1架空通信线路

8.2.2地下通信电缆

8.2.3光缆线路

8.3雷电对无线通信天线的影响

8.3.1无线电通信天线的作用

8.3.2无线电波的传播方式

8.3.3天电噪声和感应电压

8.4无线电通信天线的防雷措施

8.4.1长波天线系统

8.4.2中波天线系统

8.4.3短波和超短波天线系统

8.5长话通信系统的防雷

8.5.1架空明线进局保护

8.5.2电缆线路进局保护

8.5.3通信局站的保护

8.6市话通信系统的防雷

8.6.1雷电对市话线路的影响

8.6.2市话线路用户端

8.6.3市话线路交换机端

8.6.4程控交换机的接地

8.7移动通信系统的防雷

8.7.1雷电对移动通信的影响

8.7.2移动通信基站

8.6.5移动通信与通信局站共址

8.8微波通信系统的防雷

8.8.1雷电对微波通信的影响

8.8.2大地微波通信站

8.8.3卫星通信地球站

8.8.4移动卫星通信地面站

现代防雷技术与工程第九章 计算机及其网络防雷

9.1雷电对计算机系统的影响

9.1.1雷电影响计算机的机理

9.1.2雷电磁场对计算机的影响

9.1.3雷电活动频度对计算机的影响

9.2计算机电源的防雷

9.2.1交流电源的质量与干扰的抑制

9.2.2电源线上的浪涌防护

9.3计算机信号传输线的防雷

9.3.1信号传输线上的感应电压

9.3.2信号传输线的选型与布线

9.3.3接口电路的防护要求

9.4计算机的接地

9.4.1计算机设备的接地要求

9.4.2计算机各种接地间的关系

9.4.3计算机接地与建筑物避雷接地

9.5计算机网络的防雷

9.5.1计算机网络的基本概念

9.5.2计算机网络的通信系统

9.5.3计算机网络接地

9.6一般环境下的计算机系统防雷

9.6.1火灾自动报警联动系统

9.6.2建筑智能系统

9.6.3银行电子业务系统

9.7露天环境下的计算机系统防雷

9.7.1城市交通管理系统

9.7.2交通收费系统

现代防雷技术与工程第十章 电子设备及系统防雷

10.1雷电对电子设备的影响与防护

10.2电视系统的防雷

10.2.1电视接收机

10.2.2有线电视系统

10.2.3卫星电视接收系统

10.2.4电视差转发射系统

10.2.5电视发射塔

10.3视频监视系统的防雷

10.3.1前端视频采集设备

10.3.2视频传输

10.3.3视频控制室（中心）

10.4电子称量系统的防雷

10.4.1雷电对电子衡器的影响

10.4.2电子汽车衡

10.4.3电子轨道衡

10.4.4电子皮带秤

10.5电子监测系统的防雷

10.5.1水文测报系统

10.5.2大坝安全监测系统

10.5.3地震监测系统

10.5.4煤矿瓦斯安全监测系统

现代防雷技术与工程第十一章 生产控制系统防雷

11.1生产控制系统的基本知识

11.1.1生产过程控制的发展概况

11.1.2工业通信与接口

11.1.3生产控制系统上的雷电影响

11.1.4工业控制系统防雷的一般考虑

11.2水处理自动化系统的防雷

11.2.1供水厂自动化系统

11.2.2污水泵站及其自动控制系统

11.2.3污水处理厂自动控制系统

11.3能源转换过程控制系统的防雷

11.3.1火力发电过程控制系统

11.3.2核电站仪控系统

11.3.3水电站监控系统

11.4电力调度自动化系统的防雷

11.4.1电力调度概况

11.4.2电力调度中心

11.4.3电力线通信系统

11.4.4变电站综合自动化系统

11.5油气勘探与集输过程的防雷

11.5.1地震勘探仪器系统

11.5.2钻井设备与井场

11.5.3油气集输自动化系统

11.5.4长输管道的防雷措施

11.6石化生产过程控制系统的防雷

11.6.1石化工业的防爆及其对电路的要求

11.6.2防爆安全栅

11.6.3现场输入装置

11.6.4石化工业控制室

现代防雷技术与工程第十二章 铁路信号系统防雷

12.1雷电对铁路信号系统的影响

12.1.1对信号系统架空线路的影响

12.1.2雷电对信号设备的侵入

12.1.3雷电对铁路钢轨的袭击

12.1.4雷电对轨道电路的危害

12.2车站联锁装置的防雷

12.2.1车站联锁的发展概况

12.2.2电气集中联锁

12.2.3计算机（微机）联锁

12.3区间闭塞装置的防雷

12.3.1区间闭塞的概况

12.3.2半自动闭塞

12.3.3计轴闭塞

12.3.4自动闭塞

12.3.5多信息移频自动闭塞

12.4调车控制装置的防雷

12.4.1调车控制原理

12.4.2驼峰调车计算机系统

12.4.3调速设备

12.4.4测量设备

12.5列车运行控制系统

12.5.1列车运行控制系统概述

12.5.2列车运行自动控制系统

12.5.3高速铁路信号的雷电危害

12.6列车调度指挥系统的防雷

12.6.1列车调度指挥系统概述

12.6.2部局列车调度指挥中心

12.6.3TDCS基层系统

12.6.4分散自律调度集中系统

现代防雷技术与工程第十三章 飞机及导航设施防雷

13.1雷电与人类飞行

13.1.1雷电对飞行活动的影响

13.1.2飞机受雷击情况

13.1.3导航设施配置

13.2飞机的防雷

13.2.1飞机的防雷保护准则

13.2.2结构考虑

13.2.3燃油系统

13.2.4电气线路与电子系统

13.3航管楼的防雷

13.3.1对建筑结构的要求

13.3.2航管楼配电系统

13.3.3航管楼机线连接

13.4导航雷达的防雷

13.4.1天线与天线塔

13.4.2天馈部分

13.4.3达机房

13.5仪表着陆系统的防雷

13.5.1NDB导航台与指点标设备

13.5.2全向信标台和测距仪

13.5.3下滑台

13.5.4航向台

13.6民航气象观测系统的防雷

13.6.1民航气象观测的特点

13.6.2人工气象观测站

13.6.3自动气象观测站

13.6.4气象卫星云图接收装置 2100433B

《现代防雷技术与工程》（是中国防雷接地工程实战派专家潘忠林先生历经三年的呕心力作，积淀了作者二十余年理论和工程实践的丰富经验，资料之详实、方案之具体、涵盖领域之广泛，都是中国防雷行业十年来所少有的，被权威人士称之为“近年来防雷行业最全面的大型、综合性的实用工程技术专著”，该书有望给整个防雷接地行业带来极大的冲击力。

本书脉络鲜明，概念清晰，前呼后应，是对传统技术的继承和光大。

l 填补了我国高铁、地震等多个领域防雷实践应用技术的空白；

l 指出了我国高铁防雷网技术应用的重大误区及危害；

l 揭秘了土壤带电的本质；

l 对著作者毕生独创的二十多项防雷应用技术及三峡水利防雷工程、汶川地震防雷工程等重大项目进行了详解。

《现代防雷技术与工程》博采众长，发一家之言。本书对防雷技术的应用领域作了全面介绍，理论结合实际，分析了不同环境中的防雷措施和典型线路，突出具体特征，指出防护规律，针对性很强，具有灵活性、选择性和可操作性。

《现代防雷技术与工程》给防雷技术人员提供了方法，给防雷研究者提出了需求，给防雷工程公司开拓市场指点了方向，也可供高等院校相关专业作为教学参考或进修材料。

《现代防雷技术与工程》

雷电电磁脉冲既可以由云地闪电产生，也可以由云内闪电和云际闪电产生，影响范围遍及对流层以下至地表以上区域，对空中的飞机、火箭、地面架空输电线，建筑物内外各种电子装备和深埋地下的电缆乃至油气输送管道，都有不同程度的危害。雷电防护技术必须直击雷和雷电电磁脉冲防护并重，强电防护与弱点防护并存，在防护方法上，已从分流、等电位连接、接地等针对传导过电压的防护方法，发展到包括针对电磁场防护的屏蔽、滤波等技术的综合雷电防护技术。

本书从防雷技术发展历史和雷电放电过程入手，系统地阐述了雷电的表现形式、危害机理，同时介绍了接地技术、防雷常用保护元器件的工作原理和技术性能。本书的重点还是根据我国防雷保护设计的实际现状，以工程实用为主，兼顾一定的理论深度，全面叙述了现代防雷技术各种措施以及在各个工程领域的应用，内容丰富，涉及面较广。

本书根据作者从事国内外专业防雷工程近20年积累的丰富实践经验和收集的大量相关技术资料的基础上整理而成。本书不是现行防雷规范的说明或解释，有些术语和提法不完全符合规范的内容，却是经过实践检验行之有效的事实。可以说本书是作者毕生工作的经验总结。

《现代工程防雷技术》包括雷电发生的过程、直流电晕放电的影响、有效接闪器、接地、冲击接地电阻、冲击接地电阻的测量、雷电防护与设备保护之间的关系、电力超高压线路、风力发电机组防雷、机场和进场区域的雷电防护、电气化铁路的雷电防护、10kV、35kV配电网雷电防护、电力变电站雷害防护方法等内容。

21世纪，人类进入信息社会，以微电子技术和计算机网络为依托的信息技术极广泛地渗入政府各个部门、各行业和所有居民家中，与之不可分离的雷灾迅猛发展。因此，防雷市场扩大极快，大量人员转业、改行到防雷领域，亟须学习现代防雷科技知识。此外，在校各种专业的大学生也需要具备现代防雷基础知识。

21世纪，人类进入信息社会，以微电子技术和计算机网络为依托的信息技术极广泛地渗入政府各个部门、各行业和所有居民家中，与之不可分离的雷灾迅猛发展。因此，防雷市场扩大极快，大量人员转业、改行到防雷领域，亟须学习现代防雷科技知识。此外，在校各种专业的大学生也需要具备现代防雷基础知识。

由于雷电科学的发展还处在不太成熟的阶段，而防雷减灾还涉及人文科学，因此，防雷需要广泛的基础科学知识。本书适应这种形势，既广泛介绍了有关的自然科学和人文科学基础知识，又介绍了国内外雷灾和防雷实际情况，着重于培养读者的科学思维方法和创新精神。