雷電災(zāi)害被聯(lián)合國列為“最嚴重的十種自然災(zāi)害之一”，并已成為僅次于暴雨洪澇、滑坡塌方的第三大氣象災(zāi)害，嚴重威脅著人類的生命財產(chǎn)安全。雷電的放電電壓高（可高達500kV），電流幅值大（可高達400kA），電流變化快，電流波形陡度大，放電過程時間短，有巨大的破壞性。到目前為止，雷電作為一種強大自然力的爆發(fā)，尚無法有效地加以制止，人們力所能及的工作只能是設(shè)法限制雷擊所造成的破壞作用，將雷擊的危害減小到盡可能低的程度。

雷電對現(xiàn)代社會的危害可分為直擊雷和雷電感應(yīng)的危害。直擊雷危害是指雷電直接擊中所造成的危害，其不僅會對建筑物、輸配電線路、通信塔等設(shè)施造成直接損害，也可能導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生，甚至直接命中人類造成傷殘或死亡。

雷電感應(yīng)又稱為間接雷擊和雷電二次作用，其分為靜電雷電感應(yīng)和電磁雷電感應(yīng)。靜電雷電感應(yīng)是由于帶電積云接近地面，在架空線路導(dǎo)線或其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的，它將產(chǎn)生很高的電位；電磁雷電感應(yīng)是由于雷電放電時，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強磁場引起的，這種迅速變化的磁場能在鄰近的導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動勢。雷電感應(yīng)引起的電磁能量若不及時泄入地下，其將形成瞬時的高電壓和大電流，形成電涌（又稱為浪涌）損壞電子元件，也可能產(chǎn)生放電火花，引起火災(zāi)、爆炸或造成觸電事故。

隨著科學(xué)進步、電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，雷電的災(zāi)害性日益明顯。一是在全球氣候變暖背景下，各種極端天氣氣候事件頻繁發(fā)生，雷電活動的發(fā)生強度和頻度日益增強；二是城鄉(xiāng)日益增多的高層建筑物增加了遭受雷擊的幾率，形成了火災(zāi)隱患；三是進入微電子時代后，電子元件呈現(xiàn)小型化、集成化、高運算效率化趨勢，該類電子元件極其靈敏，抗過電壓、過電流能力弱，極易受雷電感應(yīng)損壞。四是隨著網(wǎng)絡(luò)化、信息化建設(shè)進程的加快，各類電子設(shè)備、設(shè)施廣泛應(yīng)用，在三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)一體化趨勢推動下，各種線路的互連互通，擴大了雷電災(zāi)害發(fā)生所影響的范圍，其損失程度不僅僅為設(shè)備損壞所造成的直接損失，還可能為數(shù)據(jù)丟失造成不可估量的間接損失。

我國地處溫帶和亞熱帶地區(qū)，屬雷電高發(fā)地區(qū)，雷暴活動十分頻繁。高雷暴率導(dǎo)致雷電災(zāi)害頻發(fā)，我國每年因雷擊引發(fā)森林大火、破壞高層建筑、高壓輸電線路、鐵路電氣化設(shè)備和易燃易爆物品的事故屢屢發(fā)生。隨著我國現(xiàn)代化水平的不斷提升，近年來雷擊事故對電子設(shè)備、計算機網(wǎng)絡(luò)、通信廣播系統(tǒng)、電力電氣設(shè)備、雷達導(dǎo)航等的危害日益頻繁，危害的后果也越來越嚴重。中國每年因雷電災(zāi)害造成的直接財產(chǎn)損失約50 至100 億元。

雷電防護行業(yè)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

1752年，富蘭克林發(fā)明了最早的防雷產(chǎn)品——避雷針。自避雷針發(fā)明至今，人類對雷電防護技術(shù)的探索和研究經(jīng)歷了250年，期間雷電防護技術(shù)發(fā)生了多次重大變革，從簡單的對直擊雷進行防護的避雷針，發(fā)展到用于對過電壓/過電流進行防護的電涌保護器，再到融入了等電位連接、合理布線等技術(shù)的綜合防雷技術(shù)。雷電防護技術(shù)的發(fā)展與人類經(jīng)濟和科技水平的發(fā)展密切相關(guān)。

1）高大建筑的廣泛使用是雷電防護行業(yè)誕生的基礎(chǔ)

避雷針是通過自身引雷，運用引下線將電流送到接地體并向大地泄放，使被保護物免遭雷擊。避雷針的發(fā)明主要是為了為雷電建立一個安全泄放的通道，避免建筑物及其內(nèi)部設(shè)施遭到雷電的破壞，以保護居民的生命財產(chǎn)安全。十八世紀中期，西方出現(xiàn)了一大批高大的教堂和其他建筑物，雷雨發(fā)生時，這些建筑物極易遭受雷電破壞，因此高大建筑物需要采取雷電防護措施，以免除或降低雷電對建筑物的侵害。由于避雷針存在保護面積小的缺點，人們在避雷針的基礎(chǔ)上又發(fā)明了避雷帶和避雷網(wǎng)。

2）電力工業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展推動了雷電防護技術(shù)的第二次飛躍

19 世紀70-80 年代是電力工業(yè)的初期階段，由于高壓線架設(shè)高、距離長、穿越地形復(fù)雜，容易被雷擊中。19 世紀80 年代末期，電網(wǎng)開始大量使用避雷針，但避雷針的保護范圍不足以保護上千公里的輸電線，因此產(chǎn)生了保護高壓線的避雷線。由于電力設(shè)備幾乎無任何過電壓保護裝置，在高壓線獲得保護后，與高壓線連接的發(fā)、配電設(shè)備仍然被過電壓損壞，人們發(fā)現(xiàn)雷電在高壓線上會產(chǎn)生感應(yīng)電涌，并沿導(dǎo)線傳到與之相連的發(fā)、配電設(shè)備，從而損壞這些設(shè)備。

19 世紀末期，人們發(fā)明了防雷器（SPD 的雛形），防止雷電感應(yīng)損壞電力設(shè)備。電力工業(yè)的發(fā)展也推動著接地技術(shù)不斷進步，傳統(tǒng)的金屬接地極面臨著壽命短、高土壤電阻率、成本昂貴等問題，各種新型接地材料先后被研發(fā)出來，以解決實際電網(wǎng)中存在的問題。

3）電子信息技術(shù)的發(fā)展使雷電防護步入綜合化時代

①電子信息技術(shù)發(fā)展推動了電涌防護力度

20 世紀50 年代后，在電子信息、微電子、雷達、航空、航天等技術(shù)的迅速發(fā)展背景下，電子設(shè)備在各行各業(yè)得到廣泛運用，電涌的危害越來越顯著，雷電防護逐步由強電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向弱電系統(tǒng)，防護重心從建筑物、電力設(shè)備轉(zhuǎn)移到電子設(shè)備。由于電子設(shè)備呈現(xiàn)小型化、集成化、高運算效率化發(fā)展趨勢，電子元件越來越靈敏，越易受到雷電感應(yīng)危害，從而使得電子設(shè)備成為雷電災(zāi)害的重災(zāi)區(qū)。

在國民經(jīng)濟生活中，電涌危害不僅僅包含雷電感應(yīng)所造成危害，還包括操作過電壓、暫態(tài)過電壓和電磁脈沖過電壓等形成內(nèi)部電涌所造成的危害。其中操作過電壓最為頻繁，其主要有兩種形成方式：一種是在用戶的供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的工作電涌，如高壓變壓器的投入或切除、大型電動機及水泵的啟停、電焊機運行等所形成的電涌，其電流可高達100 千安數(shù)量級,峰值電壓可達6 千伏以上；另一種是產(chǎn)生于用電系統(tǒng)內(nèi)部末端負載間的瞬態(tài)電涌，如復(fù)印機、空調(diào)、冰箱、電視機、激光打印機等運行以及末端負載過流短路故障等，其峰值電壓可達5 千伏，沖擊電流可達幾百安培數(shù)量級。

尤其是隨著微電子技術(shù)快速發(fā)展，大量電子設(shè)備采用智能化設(shè)計，內(nèi)部嵌入了大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路。由于集成電路上的元件間距減小，半導(dǎo)體厚度變薄，工作電壓僅幾伏，傳遞信息電流小至微安級，因此對外界的干擾極其敏感，比普通的設(shè)備更容易受到電涌的危害。在三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)一體化趨勢推動下，各種電子設(shè)備形成了大大小小的開放式電子網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)中的任何一個節(jié)點遭受電涌破壞后，均可能引起整個網(wǎng)絡(luò)的故障，其造成的間接損失會遠遠大于直接損失，甚至帶來災(zāi)難性的后果。

②SPD（Surge Protective Device、電涌保護器）的工作原理

電涌被稱為瞬態(tài)過電，是電路中出現(xiàn)的一種短暫的電流、電壓波動。220 V電路系統(tǒng)中持續(xù)瞬間的 5 kV 或10 kV 的電壓波動，即為電涌或瞬態(tài)過電。電涌也指電網(wǎng)輸出電壓有效值大于額定值110%，其持續(xù)時間為一個周波（20ms）至數(shù)個周波的電壓變化。電涌的來源有兩類：外部電涌和內(nèi)部電涌。外部電涌最主要來源于雷電，另一個來源是電網(wǎng)中開關(guān)操作等在電力線路上產(chǎn)生的過電壓。內(nèi)部電涌：經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，低壓電源線上88%的電涌產(chǎn)生于建筑物內(nèi)部設(shè)備，如：空調(diào)、電梯、電焊機、空氣壓縮機和其他感應(yīng)性負荷。SPD 產(chǎn)品的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的電涌限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，并將強大的電流泄流入地，使設(shè)備或系統(tǒng)免受瞬時過電壓的沖擊而損壞。

③雷電防護行業(yè)的發(fā)展方向

由于防雷產(chǎn)品作為配套件應(yīng)用于電子設(shè)備中，在電子設(shè)備小型化、集成化趨勢帶動下，防雷產(chǎn)品亦呈現(xiàn)小型化、集成化的發(fā)展趨勢，此外由于靈敏度提高導(dǎo)致電子設(shè)備抗過電壓、電流能力下降，其對防雷產(chǎn)品的精細化防護要求也越來越高。集成化、精細化將成為防雷產(chǎn)品未來的發(fā)展方向。

伴隨著全球信息化進程加快，新能源的開發(fā)利用和智能電網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各國更加重視雷電安全防范，對雷電防護技術(shù)和產(chǎn)品要求也越來越高，雷電防護技術(shù)進入了綜合防護時代，雷電防護應(yīng)從雷電防護工程方案設(shè)計、防雷產(chǎn)品運用、雷電防護工程施工等多方面著手，雷電防護效果得到巨大提升。我國雷電防護行業(yè)與國內(nèi)其他行業(yè)一樣，經(jīng)歷了國外先進技術(shù)引進與消化吸收、集成創(chuàng)新和原始創(chuàng)新三個階段，目前行業(yè)內(nèi)多數(shù)企業(yè)處于國外先進技術(shù)引進與消化吸收期，優(yōu)勢企業(yè)處于集成創(chuàng)新和原始創(chuàng)新階段。

防雷產(chǎn)品的應(yīng)用分類

根據(jù)產(chǎn)品具體應(yīng)用，防雷產(chǎn)品可分為直擊雷防護產(chǎn)品、雷電感應(yīng)防護產(chǎn)品、接地產(chǎn)品及雷電監(jiān)測系統(tǒng)四大類。

1）直擊雷防護產(chǎn)品

直擊雷防護產(chǎn)品主要有接閃器、引下線等。接閃器主要通過吸引雷電先導(dǎo)，使主放電都集中在它的上面來保護附近比它低的物體免受雷擊，接閃器包括避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等。引下線用來連接接閃器與接地裝置，將雷電流引入到大地。目前部分雷電防護優(yōu)勢企業(yè)，開發(fā)了一系列有別于傳統(tǒng)的弗蘭克林避雷針的新型避雷針，包括能夠?qū)�雷電流幅值和陡度進行衰減、降低雷電感應(yīng)和地電位反擊危害的優(yōu)化避雷針，以及以降低雷電接閃概率為目的的閃盾針等。

2）接地產(chǎn)品

接地產(chǎn)品通常埋在地下，其作用是將雷電流順利泄放入大地，是直擊雷防護、雷電感應(yīng)防護的基礎(chǔ)。

3）雷電感應(yīng)防護產(chǎn)品

雷電感應(yīng)防護產(chǎn)品包括過電壓保護產(chǎn)品和等電位連接產(chǎn)品。過電壓保護產(chǎn)品主要是將過電壓限制在設(shè)備能承受的范圍內(nèi)，保護設(shè)備免受損壞，過電壓保護產(chǎn)品主要為SPD 產(chǎn)品，按應(yīng)用分為電源SPD、信號SPD、天饋SPD；等電位連接產(chǎn)品主要是將被保護系統(tǒng)內(nèi)的所有金屬物體進行電氣連接，用來使電位連接器兩端電位基本相等，消除其間的放電現(xiàn)象，避免由于電位差值過高而危及設(shè)備安全。

①電源SPD

電源SPD 用于電源線路的防電涌過電壓保護，保護用電設(shè)備，安裝在用電設(shè)備的電源輸入端口。當(dāng)有過電壓侵入電源線路時，電源SPD 迅速將雷電能量泄放到大地，并把由雷電引起的過電壓限制在用電設(shè)備允許承受的耐壓范圍以內(nèi)，以確保用電設(shè)備的安全運行。

電源SPD 覆蓋的電壓等級范圍寬，一般工作電壓在1000V 以下的電涌保護器定義為低壓SPD。常見的如用于220V 交流系統(tǒng)、（12V、24V、48V）直流系統(tǒng)以及風(fēng)電、太陽能等相關(guān)1000V 及以下相關(guān)產(chǎn)品。1000V 以上的高壓SPD 一般在電力系統(tǒng)中使用。

②信號SPD

信號SPD 用于信號線路的防電涌過電壓防護，保護各種信號傳輸設(shè)備，例如市話的程控交換機，安裝在程控交換機的信號輸入端口。當(dāng)過電壓沿信號線路傳播時，通過信號SPD 泄放到大地，并將過電壓限制在設(shè)備允許的電壓范圍內(nèi)，從而確保了信號設(shè)備的安全。與電源SPD 相比，信號SPD 相對的工作電壓較低，雷電流耐受能力要求較低。 信號SPD 種類繁多，尤其體現(xiàn)在接口形式的多樣化。針對不同的信號線路，信號SPD 還根據(jù)傳輸速率不同可分為低速（2M 以內(nèi)）、中速（10M 以內(nèi)）、高速（100M 以內(nèi)）和特高速（千兆網(wǎng)）產(chǎn)品。

③天饋SPD

天饋SPD 主要用于無線接收、發(fā)射設(shè)備饋線端口的防電涌過電壓保護，保護無線電收發(fā)設(shè)備，安裝于天線與被保護的設(shè)備之間。當(dāng)因雷擊或其他原因產(chǎn)生的過電壓流通過時，通過天饋SPD 的支路泄放到大地，從而確保了無線電收發(fā)設(shè)備的安全。天饋SPD 電流耐受能力整體上介于信號SPD 與電源SPD 之間。天饋SPD 根據(jù)設(shè)計原理的不同，可分為同軸型、微帶型、寬帶型三種類型。

4）雷電監(jiān)測系統(tǒng)

雷電監(jiān)測系統(tǒng)主要用來實時監(jiān)測雷電的發(fā)生過程和發(fā)生地點，實現(xiàn)對雷電發(fā)生位置的定位，并提供處理雷電故障所需的信息及分析數(shù)據(jù)。也有部分雷電監(jiān)測產(chǎn)品定位在進行雷電預(yù)警，主要功能是雷電發(fā)生前發(fā)出報警信息，以便提前采取措施降低雷電危害。

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本研究報告數(shù)據(jù)主要采用國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)，海關(guān)總署，問卷調(diào)查數(shù)據(jù)，商務(wù)部采集數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)庫。其中宏觀經(jīng)濟數(shù)據(jù)主要來自國家統(tǒng)計局，部分行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來自國家統(tǒng)計局及市場調(diào)研數(shù)據(jù)，企業(yè)數(shù)據(jù)主要來自于國統(tǒng)計局規(guī)模企業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫及證券交易所等，價格數(shù)據(jù)主要來自于各類市場監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。