本文主分析大型建築鋼構替代下引線時，其管路間內的通訊電纜受雷擊電流影響的狀態變化與安全性。主要模擬採用COMSOL Multiphsics多重物理有限元素分析，模型架構採Heilder雷擊突波電流進行模擬，分析中記錄因雷擊流竄在鋼構的洩放電流變化、鋼構上的電流方向與流量變化、電場強度變化、電纜受鋼構影響的感應電場變化。由結果得知鋼構取代下引線後，洩放電流能力提高，其中電場瞬間的變動也跟著提高，其接觸電壓與步間電壓皆屬國際安規的安全範圍內。電纜導體受H型鋼構的電場影響，在峰值時間10.8μs的電流密度在7.83*103 A/m2 ～0.65*103　A/m2，在到29.2μs時下降到穩定狀態。由於導體的感應電壓、電流在恢復穩定狀態前的數值遠超過規範限制，需在相關設備上需加裝雷擊限流、隔離或是斷路模組，以利在瞬間保護設備內之運作電路。

This thesis mainly analyzes state of the steel structure of building replace down-lead, and the safety of the communication cable in the piping space affected by the lightning current. Based on the finite element software of comsol (COMSOL Multiphsics) , the Heilder model architecture of lightning current is used to simulate. In this thesis, the recording data in steel structure, like lightning current, current direction and flow change, changes in the electric field strength, the induced electric field change of cable influenced by steel structure and analyzed. From the results shown, the steel structure replaces the down lead, the current discharge capability is improved. The electric field is increased. The contact potential and step potential are within the safety range of international safety regulations. In the cable, the electric field of the H-type steel structure is effected. The current density at the peak time of 10.8 μs is 7.83*103 A/m2 to 0.65*103 A/m2, and it drops to a steady state at 29.2 μs. Because the induced voltage and current of the conductor far exceed the specification limit before returning to a stable state. It must be installed lightning current limiting, isolation or disconnection modules on the connected equipment, so that to protect the operation of the equipment in an instant.

[1] 台電電力股份有限公司，台灣各縣市行政區每季落雷次數統計，2020年。
[2] 台電電力股份有限公司，台灣地區民國102年至108年落雷監測歷史資料，2020年。
[3] IEC 61000-4-5，” Testing and measurement techniques - Surge immunity test”, IEC 61000-4-5(2014).
[4] IEC 62305，”Protection against lightning - ALL PARTS”, IEC 62305 (Jan,2020).
[5] GB50057-2010，”建築物防雷設計規範”，中華人民共和國國家標準， 2011年10月。
[6] 中華民國內政部營建署，建築技術規則-建築設計施工編，2019年08月。
[7] 顏世雄，「接地工程講義」，全華科技圖書股份有限公司，2015年。
[8] 中華民國內政部營建署，建築技術規則-建築設備編，2019年08月。
[9] 中華民國經濟部，用戶用電設備裝置規則-第七章高壓受電設備、高壓配線及高壓電機器具_第七節 避雷器，2019年04月。
[10] 東和鋼鐵企業股份有限公司，東和H型鋼型錄精簡版，2020年。
[11] 中華民國內政部營建署，混凝土工程設計結構規範_附篇D混凝土結構用錨栓，2019年02月。
[12] 中華民國內政部營建署，混凝土工程設計結構規範，2019年02月。
[13] 中央氣象局數位科普網: https://edu.cwb.gov.tw/PopularScience/index.php/weather/211-你抓得住我嗎?淺談閃電之種類 ,2016年08月。
[14] 陳世浦，”建築物鋼構代替避雷下引線之分析”，國立成功大學電機工程學系碩士論文，pp9，2019年07月。
[15] B.J.梅森著,中國科學院大氣物理研究所譯:《雲物理學》,科學出版社,北京,1978。(B.J.Mason,The Physicsof Clouds，Oxford Univ.Press，London，1971.)
[16] R.H.戈爾德編，周詩健等譯：《雷電》，上卷，電力工業出版社,北京,1982。(R.H.Golde，ed.，Lightning，Vol.1，Academic Press，London，1977.)
[17] 江榮城，「電力品質實務」，全華科技圖書股份有限公司，台北，第9-4~6頁，2002年。
[18] 顏世雄，「台灣新舊雷暴日數統計IKL地圖比較」，台電工程月刊，台北，第510期，1991年。
[19] 江榮城，「電力品質實務(二) 」，全華圖書股份有限公司，2002年6月。
[20] W.He, S.Li, and Y. Gao,”EMC design in lightning protection of computer network”,Asia-Pacific Conference On Environmental Electromagnetics CEEM’2006,pp.507-512,2006.
[21] Y. H. Chen, S. H. Liu, X. R. Wu, and F. H. Zhang, “A new Kind of Lightning Channel-BaseCurrentFunction,” Electromagnetic Compatibility ,2003 3rd International Symposium, PP.304-307 ,2003.
[22] 梁志堅，”雷擊分析與防護 ”，第86期電機技師期刊，2001年4月。
[23] 張詩錦，”雷保護及接地系統 ”，第86期電機技師期刊，2001年4月。
[24] 林昆平，”雷擊突波之電磁干擾防治對策 ”， 第19期機電現場，2018年3月。
[25] 張連璧，蔡德平，”電磁脈衝（EMP）防護模組之現在與未來”， 國防通信電子及資訊季刊，pp86-92，2001年12月。
[26] 張連璧，「電磁脈衝學與電磁屏蔽」，五南圖書出版股份有限公司，2007年2月。
[27] 中華民國經濟部，輸配電設備裝置規則-第三章架空供電及通訊線路通則，2017年10月。
[28] 大同股份有限公司，PE-PVC屋內電纜產品說明書，2020年。
[29] 大同股份有限公司，電子線產品說明書，2020年。
[30] 王時煦，馬宏達，陳首新，「建築物防雷設計」，中國建築工業出版社，第49-54頁，1980年9月。
[31] 中華民國工程會，第 16061 章避雷接地及突波消除設備，2020年4月修正。
[32] DLT381-2010，”電子設備防雷技術導則”，中華人民共和國電力行業標準， DLT381 (2010)。
[33] IEC 61438-1，”Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems - Part 1: Performance requirements and testing methods ”, IEC 61438-1(1998).
[34] 虞昊，「現代防雷技術基礎」，清華大學出版社，第224-225頁，2005年2月。
[35] 鄭正義，”雷擊洩放電流對建築物箍筋結構感應之研究”，國立成功大學電機工程學系碩士論文，PP. 27~30，2013年6月。
[36] 李明俊，”建築物接地線受雷擊感應之分析研究”，國立成功大學電機工程學系碩士論文，2013年7月。
[37] M. Ramamoorty and D.Mukhedar,"Transient Performance of Grounding Grids", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.4, No. 4, October 1989.
[38] 林明鋒，”接地網受雷擊感應過電壓之分析研究”，國立成功大學電機工程學系碩士論文，PP. 27~30，2012年7月。
[39] 黃昌圳，「有限元素法在電機工程的應用」，全華圖書，PP.27~35，2005年12月。
[40] “COMSOL Multiphysics V43a User Manual,” PITOTECH, January,2013。
[41] 孫振峰，”金屬材質特性影響渦電流非破壞性檢測之研究分析與應用”，國立高雄應用科技大學電機工程系碩士論文，PP. 29~32，2005年9月。
[42] 張奇偉，” 建築物管線滲漏檢測技術手冊與修護對策之研究”，中華民國內政部建築研究所，2015年4月。
[43] F. Heidler., “Traveling Current Source Model for LEMP Calculation”, Proc. 6th Int.ZurichSymp. Tech. Exhib. Electromag. Compat, Zurich, PP. 157-162, 1985.
[44]中華民國經濟部，線路與電信線交叉並行規則-第四條，2017年08月。
[45]IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee,“IEEE 802.3 ETHERNET WORKING GROUP”,July2020.
[46]IEC 60546，” Controllers with analogue signals for use in industrial -process control systems”, IEC 61438 (2010).
[47]IEEE Standards Project Editor,“IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding”,January2000.
[48] 陳友治、李儒光、李國剛、宋正林、葉換新、葉劍、梁三標、曹曉梅、林家超，”一種電磁屏蔽混凝土及其製作方法”，湖北：CN102219447A，2011年10月19日。