电子信息雷电防范策略

本文作者：杨冬保 魏?N 单位：新余市气象局 江西信息应用职业技术学院

直击雷的防护

在信息系统雷电防护中,虽必须重点考虑LEMP的侵扰问题,但直击雷的防护是雷电防护的第一级,是优先考虑的问题。其防护措施包括避雷带、避雷网和避雷针或其中2～3种的组合。防雷引下线采用多根均匀布置下引,其规格和数量要达到规范要求。多根引下线的分流作用可降低引下线沿线压降,减少侧击的危险,并使引下线泄流产生的磁场强度减小。引下线的均匀布置可使引下线泄流时产生的电磁场在建筑物内空间内部部分抵消,以抑制雷电过电压。

LEMP的防护

LEMP一般通过电力线、通信线、视频线、光纤的金属外皮和天馈线以闪电电涌的形式侵入电子信息系统。其雷电防护的主要措施为:①进出电子信息系统线缆必须带金属屏蔽层,且应埋地进出建筑物,并将进出户外线缆金属外屏蔽层与联合接地体作等电位联结;②在电源系统上逐级加装电源防浪涌避雷器,实行多级防护,使LEMP在经过多级泄流后的残压小于电子信息系统设备的耐压值;③对于天馈线防雷主要在同轴电缆进户处加装相应的高频浪涌避雷器,并且天馈线的顶端通过金属支架接地,如无金属支架,则采用Φ12mm以上镀锌圆钢下引接地。如果天馈线较长,在其中间应隔20m左右与下引接地线跨接一次;④建筑物内的电子信息系统综合布线要规范,保护管宜采用金属管,且应两头接地;⑤避雷器的防雷能力与安装方式有密切关系,主要是引线阻抗会产生额外的残压。应尽可能地缩短电力线与避雷器间的连线以及避雷器与接地汇流排板间连线的长度。由于雷击或雷击感应的能量相当大,靠单一的避雷器件很难将雷电流全部导入大地而自身不会损坏。多级布置避雷器可减小引线阻抗产生的额外残压,因为前级避雷器已将大部分雷电流泄放入地,在后级避雷器中泄放的雷电流较小。

等电位连接与共用接地系统设计

LEMP造成危害主要是由LEMP引入后产生的毁坏性浪涌电位差造成。上述各种防雷措施主要是尽可能减小浪涌电位差,但单凭装避雷器是不可能解决电子信息系统防雷的。为了确保雷击时不产生毁坏性浪涌电位差,还必须等电位连接和采取共用接地系统。采用共用接地系统目的是达到均压、等电位连接以减小电子信息系统设备间的电位差。等电位联结还可以保证不会因为LEMP通过接地极时因接地阻抗过大使某段地线电位上升而产生毁坏性电位差,可以始终保护其低阻抗均压的性质。共用接地系统的接地电阻值按防雷接地、保护接地、工作接地、信号接地、防静电接地等的最小值确定。当电子信息系统为300kHz以下的模拟线路时,采用S型等电位联结;当电子信息系统为兆赫兹级数字线路时,应采用M型等电位联结。

结束语

信息系统防雷重点是防感应雷,而其防雷基础是努力实现等电位。绝对的等电位是不可能做到的,一般可以综合采用分流、屏蔽、钳位、接地等方法来近似实现。由于电子信息系统设备种类繁多,它们的耐过压能力也有差别,因此,还不能对防雷的等电位进行定量分析。经过新余市的防雷实践证明,以上防护措施是有效可行的,但不表示是最可靠和最安全的。防雷是一个复杂的系统工程,由于雷击是小概率事件,要做到绝对的安全,从经济观点出发是不合理的。要因地制宜地对信息系统进行防雷保护,正确实施防雷技术标准,确保防雷工程的可靠性。