遼寧省機電工程學校 王玉蓉

校園電子信息系統(tǒng)的雷電防護

遼寧省機電工程學校 王玉蓉

雷電是年復一年的嚴重自然災害之一?，F(xiàn)代電子技術(shù)和計算機網(wǎng)絡系統(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。雷電災害是聯(lián)合國“國際減災十年”公布的最嚴重的10大自然災害之一。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和機械力效應，相伴有電磁脈沖和閃絡放電的現(xiàn)象。

2.感應雷：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和電磁感應所產(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，標稱導通電壓Un≥4Uc，響應時間小于或等于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、標稱導通電壓Un≥4Uc、響應時間小于或等于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安裝標稱通流容量在40 KA(8/20μs)以上、標稱導通電壓Un≥3Uc、響應時間小于或等到于50ns的電源防雷器作為二級防護。

3.在設(shè)備前應安裝標稱通流容量在20KA(8/20μs)以上、標稱導通電壓Un≥2.5Uc、響應時間小于或等到于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、標稱導通電壓Un≥2Uc、響應時間小于或等到于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)絡的類型(局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng))、網(wǎng)絡拓樸結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡設(shè)備的品牌，接口形式、網(wǎng)絡的通信方式、網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)。在所有信息系統(tǒng)進入樓宇的電纜內(nèi)芯線端，應對地加裝電涌保護器，電纜中的空線對應接地，并做好屏蔽接地。

(三)電子信息網(wǎng)路房內(nèi)應鋪設(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)量導致網(wǎng)絡出現(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、綜合、完善的防雷系統(tǒng)，電子信息網(wǎng)絡的雷擊災害就會在很大程度上得到預防和減少。

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王玉蓉（1967—），女，遼寧遼陽人，碩士，遼寧省機電工程學校高級講師。