遼寧省機電工程學(xué)校 王玉蓉

校園電子信息系統(tǒng)的雷電防護

遼寧省機電工程學(xué)校 王玉蓉

雷電是年復(fù)一年的嚴重自然災(zāi)害之一。現(xiàn)代電子技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)飛速發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)化程度越來越高；且電子元器件的微型化、集成化程度越來越高，各類電子設(shè)備的耐過電壓能力下降，遭雷電和過電壓破壞的比例呈不斷上升的趨勢，對設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的安全運行造成嚴重威脅。避雷、過壓防護已成為具有時代特點的一項迫切要求。本文從雷電入侵的途徑、防雷的基本原理入手，對校園電子信息系統(tǒng)避免遭受雷擊的防范途徑進行了論述。

雷電；校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；雷電防護

一、雷電的危害

雷電是一種極具破壞力的大自然放電現(xiàn)象，其電壓可高達數(shù)百萬伏，瞬間電流更可高達數(shù)十萬安培。雷電災(zāi)害是聯(lián)合國“國際減災(zāi)十年”公布的最嚴重的10大自然災(zāi)害之一。自從人類進入到電子信息時代，雷電的破壞由主要以直擊雷擊毀人和物為主，發(fā)展到以通過金屬線傳輸雷電波破壞電氣設(shè)備為主。

二、雷擊侵入設(shè)備的途徑

1.直擊雷：它是指雷電直接擊中電氣設(shè)備、線路或建(構(gòu))筑物，其過電壓引起強雷電流通過這些物體放電入地，從而產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機械力效應(yīng)，相伴有電磁脈沖和閃絡(luò)放電的現(xiàn)象。

2.感應(yīng)雷：它是指雷電未直接擊中電力系統(tǒng)中的任何部分，而是由雷電對設(shè)備、線路或其他物體的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的過電壓現(xiàn)象。

三、雷擊防護的基本原理

所謂雷擊防護，是通過合理、有效的手段將雷電流的能量盡可能的引入到大地。它包括直接雷擊的防護和感應(yīng)雷擊的防護。通常將其分為外部和內(nèi)部兩部分避雷。外部避雷是指由避雷針（或避雷帶、避雷網(wǎng)）、引下線和接地系統(tǒng)構(gòu)成的防雷系統(tǒng)，主要是為了保護建筑物免受雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故；而內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電和其它形式的過電壓侵入設(shè)備中造成損壞。

四、校園電子信息系統(tǒng)的雷電防護

1.外部防雷：它主要針對直擊雷的防護，是防雷技術(shù)的主要組成部分。其技術(shù)措施可分為接閃、引下線、接地體和法拉第籠。據(jù)有關(guān)檢測數(shù)據(jù)顯示，防直擊雷裝置不規(guī)范或沒有安裝防直擊設(shè)施的建筑物(如宿舍樓)的電氣設(shè)備經(jīng)常有遭雷擊損壞的現(xiàn)象，特別是電視機和電話機。這是校園網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷工作值得重視的一個問題。到目前為此，防避直擊雷基本上都是采用避雷針、避雷帶、避雷線和避雷網(wǎng)作為接閃器，把雷電流接收下來，然后通過良好的接地裝置迅速而安全把它送回大地。常用的接閃裝置都是用金屬做成，安裝在建筑物最高點，如屋脊或屋角等易受雷擊的地方，這樣接閃器自身被雷擊的幾率就提高了，它的目的就是自身多受雷擊而使周圍免遭雷擊。

2.內(nèi)部防雷，外部防雷措施中避雷設(shè)施的引下線在接閃以后，會有很大的瞬變電流通過，也就是說在周圍會產(chǎn)生很大的瞬變電磁場(LEMP)。而且避雷針的工作原理是引雷，從概率上來說，安裝了避雷針以后，建筑物的避雷系統(tǒng)遭受雷擊的可能性會增大，也就是說LEMP發(fā)生的幾率會變大，過電壓產(chǎn)生點的距離會縮短(引下線處)，所以安裝了外部避雷措施的含有電腦網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的建筑更加需要內(nèi)部防雷措施。

(一)電源系統(tǒng)的雷電防護

1.若電源進線為架空線，則在電源總配電柜處安裝標稱通流容量在20KA(10/350μs)及以上的開頭型電源防雷器，其放電電壓Usg≥4Uc(Uc為最大工作電壓)；也可安裝標稱通流容量在80KA(8/20μs)以上的限壓型電源防雷器，標稱導(dǎo)通電壓Un≥4Uc，響應(yīng)時間小于或等于100ns，該電源防雷器作為一級防護。若電源進線為埋地引入電纜且長度大于50m，則在電源總配電柜處安裝標稱通流容量在60KA(8/20μs)以上、標稱導(dǎo)通電壓Un≥4Uc、響應(yīng)時間小于或等于100 ns的電源防雷器作為一級防護。

2.在樓層電源的分配電箱上應(yīng)安裝標稱通流容量在40 KA(8/20μs)以上、標稱導(dǎo)通電壓Un≥3Uc、響應(yīng)時間小于或等到于50ns的電源防雷器作為二級防護。

3.在設(shè)備前應(yīng)安裝標稱通流容量在20KA(8/20μs)以上、標稱導(dǎo)通電壓Un≥2.5Uc、響應(yīng)時間小于或等到于50ns的電源防雷器作為三級防護。

4.對于重要的電子設(shè)備和計算機機房，在不間斷電源后宜安裝標稱通流容量在10KA(8/20μs)以上、標稱導(dǎo)通電壓Un≥2Uc、響應(yīng)時間小于或等到于50ns的電源防雷器作為精細防護。

(二)信號線路的雷電防護

信號線路的防雷既是電子信息系統(tǒng)防雷的重點又是防雷的難點。首先機房內(nèi)的信號線路多，導(dǎo)致雷電波進入機房的途徑多，系統(tǒng)遭雷擊的幾率就高；其次若避雷器的安裝、選型不規(guī)范，就會導(dǎo)致計算機誤動作、丟失數(shù)據(jù)、不能連網(wǎng)甚至死機等問題。對信號線路做防雷方案時，首先要考查機房的情況，了解網(wǎng)絡(luò)的類型(局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng))、網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的品牌，接口形式、網(wǎng)絡(luò)的通信方式、網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)。在所有信息系統(tǒng)進入樓宇的電纜內(nèi)芯線端，應(yīng)對地加裝電涌保護器，電纜中的空線對應(yīng)接地，并做好屏蔽接地。

(三)電子信息網(wǎng)路房內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)等電位連接帶

將機柜、電子設(shè)備的外殼、防靜電地板金屬支架、金屬門框架、設(shè)施管路和電纜橋架等金屬導(dǎo)體均以最短距離就近連接到等電位連接帶。電位連接帶宜采用裸銅線或銅條，連接方式應(yīng)采用隔離連接網(wǎng)(IBN)星型網(wǎng)狀。

綜上所述，電子信息系統(tǒng)的防雷，總的原則是防止雷電波從各條線路進入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)損壞設(shè)備，在各線路上安裝信號避雷器，減少雷擊幾率。選用信號避雷器時，最好選用高、中檔避雷器，以減少因避雷器的質(zhì)量導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的現(xiàn)象，同時參照有關(guān)先進的防雷技術(shù)規(guī)范，建立科學(xué)、綜合、完善的防雷系統(tǒng)，電子信息網(wǎng)絡(luò)的雷擊災(zāi)害就會在很大程度上得到預(yù)防和減少。

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王玉蓉（1967—），女，遼寧遼陽人，碩士，遼寧省機電工程學(xué)校高級講師。