電子設(shè)備防雷管理新方案應(yīng)用

　　電子設(shè)備的應(yīng)用與生活的各個(gè)地方都息息相關(guān)，所以對(duì)于在雷電天氣中要如何應(yīng)對(duì)，怎樣來防雷等等方式，文章做了新的研究。本文選自：《電子工業(yè)專用設(shè)備》,《電子工業(yè)專用設(shè)備》堅(jiān)持四項(xiàng)基本原則、貫徹“雙百”方針，報(bào)導(dǎo)國內(nèi)外電子專用設(shè)備在科研、生產(chǎn)中具有先進(jìn)水平的科研成果，學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)等，為促進(jìn)學(xué)術(shù)與技術(shù)交流和提高我國電子專用設(shè)備科研生產(chǎn)水平服務(wù)，它是我國電子專用設(shè)備行業(yè)創(chuàng)刊最早、且唯一全面報(bào)導(dǎo)各類電子專用設(shè)備的刊物，在國內(nèi)外影響日益擴(kuò)大，讀者遍布全國。

　　《聲學(xué)與電子工程》(季刊)創(chuàng)刊于1984年，由中國船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究院主辦。是我國聲學(xué)領(lǐng)域有關(guān)聲學(xué)電子技術(shù)的綜合性科技刊物。其宗旨在于擴(kuò)大聲學(xué)電子工程方面的學(xué)術(shù)交流，傳播科技信息，為提高聲學(xué)電子技術(shù)水平、發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，為國防現(xiàn)代化和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化服務(wù)。

　　機(jī)房內(nèi)的電力電纜(線)、通信電纜(線)宜盡量采用屏蔽電纜。 架空電力線由終端桿引下后應(yīng)更換為屏蔽電纜，進(jìn)入大樓前應(yīng)水平直埋50m以上，埋地深度應(yīng)大于0.6m，屏蔽層兩端接地，非屏蔽電纜應(yīng)穿鍍鋅鐵管并水平直埋50m以上，鐵管兩端接地。

　　一、過電壓的入侵途徑及危害

　　1、雷電

　　直擊雷：

　　是指雷電直接擊在建筑物構(gòu)架、動(dòng)埴物上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等造成建筑物等損壞以及人員的傷亡。一般防直擊雷是通過避雷裝置即接閃器(針、帶、網(wǎng)、線、)引下線構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而接閃器、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護(hù)建筑物本身免受直擊雷的損毀，但雷電會(huì)透過多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。

　　帶電云層與大地上某處發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，在放電的瞬間，會(huì)產(chǎn)生一股峰值在1000到100,000安培的脈沖電流，它的上升時(shí)間約為一微秒。如果雷電直接擊中建筑物、房屋及與地基接地連接的所有電器設(shè)施，接地網(wǎng)的地電位水平會(huì)在數(shù)微妙之內(nèi)被抬高數(shù)萬或數(shù)十萬伏。高度破壞性的雷電將從各種裝置的接地部分，流向供電或數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。與此同時(shí)在未實(shí)行等電位連接的導(dǎo)線回路中，可能誘發(fā)高電位差而產(chǎn)生火花放電的危險(xiǎn)。雖然直擊雷的能量巨大，但由于遭受雷電直接襲擊的范圍通常很小，傳統(tǒng)安裝于建筑物頂上的富蘭克林避雷針將放電電流引導(dǎo)到大地，實(shí)踐證明，對(duì)建筑物設(shè)施的保護(hù)，避雷針是經(jīng)濟(jì)和有效的。

　　但是，當(dāng)雷電擊中室外傳輸電源導(dǎo)線或者其他信號(hào)線、電話線上時(shí)，一個(gè)瞬時(shí)雷電沖擊波會(huì)沿著導(dǎo)線向與其相連的設(shè)備前行，損害相連的電器設(shè)備，并可能擊穿絕緣，危及人身安全，或者產(chǎn)生電弧、電火花引起火災(zāi)。

　　感應(yīng)雷：

　　是雷電在雷云之間或雷云對(duì)地的放電時(shí)，并在附近的戶外傳輸信號(hào)線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線和電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害。感應(yīng)雷雖然沒有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的機(jī)率比直擊雷高得多。直擊雷只發(fā)生在雷云對(duì)地閃擊時(shí)才會(huì)對(duì)地面造成災(zāi)害，而感應(yīng)雷則不論雷云對(duì)地閃擊或者雷云對(duì)雷云之間閃擊，都可能發(fā)生并造成災(zāi)害。此外直擊雷一次只能襲擊一個(gè)小范圍的目標(biāo)，而一次雷閃擊都可以在較大的范圍內(nèi)多個(gè)小局部同時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象并且這種感應(yīng)高壓可以通過電力線、電話線等傳傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)，至使雷害范圍擴(kuò)大。

　　雷電波侵入：

　　由于雷電電流有極大峰值和陡度，在它周圍的出現(xiàn)瞬變電磁場(chǎng)，處在這瞬變電磁場(chǎng)中的導(dǎo)體會(huì)感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì)，而此瞬變電磁場(chǎng)，都會(huì)在空間一定的范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁作用，也可以是脈沖電磁波輻射，而這種空間雷電電磁脈沖波(LEMP)是在三維空間范圍里對(duì)一切電子設(shè)備發(fā)生作用。因瞬變時(shí)間及短或感應(yīng)的電壓很高，以致產(chǎn)生電火花，其磁脈沖往往超過2.4高斯。現(xiàn)代銀行、郵電、證券機(jī)房或營業(yè)柜臺(tái)普通應(yīng)用微機(jī)進(jìn)行貨幣存取、信息傳遞與交換，其對(duì)磁脈沖承受限度一般為小于0.007高斯，故在新機(jī)房建設(shè)或舊機(jī)房改造時(shí)應(yīng)對(duì)防雷與磁屏蔽措施必須充分注意。

　　球形雷：

　　是一種特殊的雷電現(xiàn)象，簡稱球雷。一般是以橙或紅色，或似紅色火焰地發(fā)光球體，(也有帶黃色、綠色、藍(lán)色或紫色的)，直徑一般約為10-20厘米，最大的直徑可達(dá)一米，存在的時(shí)間大約為百分之幾秒至幾分鐘，一般是3至5秒，其下降時(shí)有的無聲，有的發(fā)出嘶嘶聲，一旦遇到物體或電氣設(shè)備時(shí)會(huì)產(chǎn)生燃燒或爆炸，其主要是沿建筑物的孔洞或開著的門窗進(jìn)入室內(nèi)，有的由煙囪或通氣管道滾進(jìn)樓房，多數(shù)沿帶電體消失。

　　2、操作瞬間過電壓

　　眾所周知，當(dāng)電流在導(dǎo)體上流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，儲(chǔ)存能量，電流截越大，導(dǎo)線越長，儲(chǔ)能越大，所以當(dāng)大型負(fù)載(特別是電感性負(fù)載)電氣設(shè)備開關(guān)時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過電壓。

　　3、地電位反擊

　　是指雷擊大地或接地體，引起地電位上升而波及附近的電子設(shè)備，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生反擊，損害其對(duì)地絕緣。

　　企業(yè)網(wǎng)絡(luò)過電壓保護(hù)必須運(yùn)用電磁兼容原理將企業(yè)網(wǎng)絡(luò)局部的防護(hù)歸結(jié)到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的整體的雷電過電壓保護(hù)。電子設(shè)備所處的建筑物作為一個(gè)欲保護(hù)的空間區(qū)域，從電磁兼容的角度出發(fā)，可由外到內(nèi)分為幾個(gè)雷電保護(hù)區(qū)，以規(guī)定各部分空間不同的雷電磁脈沖(LEMP)的嚴(yán)重程度。(如圖1)

　　根據(jù)雷電保護(hù)區(qū)的劃分要求，銀行建筑物外部是直接雷的區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的設(shè)備最容易遭受損害，危險(xiǎn)性最高，是暴露區(qū)，為0區(qū);建筑物內(nèi)部及計(jì)算機(jī)房所處的位置為非暴露區(qū),可將其分為1區(qū)、2區(qū)，越往內(nèi)部，危險(xiǎn)程度越低，雷電過電壓對(duì)內(nèi)部電子設(shè)備的損害主要是沿線路引入。保護(hù)區(qū)的界面通過外部的防雷系統(tǒng)、建筑物的鋼筋混凝土及金屬外殼等構(gòu)成的屏蔽層而形成。電氣通道以及金屬管則通過這些界面，穿過各級(jí)雷電保護(hù)區(qū)的金屬構(gòu)件必須在每一穿過點(diǎn)做等電位連接。

　　進(jìn)入大樓的電源線和通訊線應(yīng)在LPZ0與LPZ1、LPZ1與LPZ2區(qū)交界處，以及終端設(shè)備的前端根據(jù)IEC1312——雷電電磁脈沖防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，安裝上OBO之不同類別的電源類SPD，以及通訊網(wǎng)絡(luò)類SPD(瞬態(tài)過電壓保護(hù)器)。SPD是用以防護(hù)電子設(shè)備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導(dǎo)電涌過電壓的有效手段。

　　實(shí)行等電位連接的主體應(yīng)為：設(shè)備所在建筑物的主要金屬構(gòu)件和進(jìn)入建筑物的金屬管道;供電線路含外露可導(dǎo)電部分;防雷裝置;由電子設(shè)備構(gòu)成的信息系統(tǒng)。

　　實(shí)行等電位連接的連接體為金屬連接導(dǎo)體(如圖3)和無法直接連接時(shí)而做瞬態(tài)等電位連接的防雷保護(hù)器(SPD)。

　　大樓的計(jì)算機(jī)房應(yīng)敷設(shè)金屬蔽網(wǎng)，屏蔽網(wǎng)應(yīng)與機(jī)房內(nèi)環(huán)形接地母線均勻多點(diǎn)相連。 通過星型(S型結(jié)構(gòu)或網(wǎng)形M型)結(jié)構(gòu)(見圖4)把設(shè)備直流地以最短的距離連到鄰近的等電位連接帶上。小型機(jī)房選S型，在大型機(jī)房選M型結(jié)構(gòu)。