校园电子信息系统的雷电防护

辽宁省机电工程学校 王玉蓉

校园电子信息系统的雷电防护

辽宁省机电工程学校 王玉蓉

雷电是年复一年的严重自然灾害之一。现代电子技术和计算机网络系统飞速发展，联网化程度越来越高；且电子元器件的微型化、集成化程度越来越高，各类电子设备的耐过电压能力下降，遭雷电和过电压破坏的比例呈不断上升的趋势，对设备与网络的安全运行造成严重威胁。避雷、过压防护已成为具有时代特点的一项迫切要求。本文从雷电入侵的途径、防雷的基本原理入手，对校园电子信息系统避免遭受雷击的防范途径进行了论述。

雷电；校园网络系统；雷电防护

一、雷电的危害

雷电是一种极具破坏力的大自然放电现象，其电压可高达数百万伏，瞬间电流更可高达数十万安培。雷电灾害是联合国“国际减灾十年”公布的最严重的10大自然灾害之一。自从人类进入到电子信息时代，雷电的破坏由主要以直击雷击毁人和物为主，发展到以通过金属线传输雷电波破坏电气设备为主。

二、雷击侵入设备的途径

1.直击雷：它是指雷电直接击中电气设备、线路或建(构)筑物，其过电压引起强雷电流通过这些物体放电入地，从而产生破坏性极大的热效应和机械力效应，相伴有电磁脉冲和闪络放电的现象。

2.感应雷：它是指雷电未直接击中电力系统中的任何部分，而是由雷电对设备、线路或其他物体的静电感应和电磁感应所产生的过电压现象。

三、雷击防护的基本原理

所谓雷击防护，是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地。它包括直接雷击的防护和感应雷击的防护。通常将其分为外部和内部两部分避雷。外部避雷是指由避雷针（或避雷带、避雷网）、引下线和接地系统构成的防雷系统，主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故；而内部防雷系统则是防止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏。

四、校园电子信息系统的雷电防护

1.外部防雷：它主要针对直击雷的防护，是防雷技术的主要组成部分。其技术措施可分为接闪、引下线、接地体和法拉第笼。据有关检测数据显示，防直击雷装置不规范或没有安装防直击设施的建筑物(如宿舍楼)的电气设备经常有遭雷击损坏的现象，特别是电视机和电话机。这是校园网络系统防雷工作值得重视的一个问题。到目前为此，防避直击雷基本上都是采用避雷针、避雷带、避雷线和避雷网作为接闪器，把雷电流接收下来，然后通过良好的接地装置迅速而安全把它送回大地。常用的接闪装置都是用金属做成，安装在建筑物最高点，如屋脊或屋角等易受雷击的地方，这样接闪器自身被雷击的几率就提高了，它的目的就是自身多受雷击而使周围免遭雷击。

2.内部防雷，外部防雷措施中避雷设施的引下线在接闪以后，会有很大的瞬变电流通过，也就是说在周围会产生很大的瞬变电磁场(LEMP)。而且避雷针的工作原理是引雷，从概率上来说，安装了避雷针以后，建筑物的避雷系统遭受雷击的可能性会增大，也就是说LEMP发生的几率会变大，过电压产生点的距离会缩短(引下线处)，所以安装了外部避雷措施的含有电脑网络等系统的建筑更加需要内部防雷措施。

(一)电源系统的雷电防护

1.若电源进线为架空线，则在电源总配电柜处安装标称通流容量在20KA(10/350μs)及以上的开头型电源防雷器，其放电电压Usg≥4Uc(Uc为最大工作电压)；也可安装标称通流容量在80KA(8/20μs)以上的限压型电源防雷器，标称导通电压Un≥4Uc，响应时间小于或等于100ns，该电源防雷器作为一级防护。若电源进线为埋地引入电缆且长度大于50m，则在电源总配电柜处安装标称通流容量在60KA(8/20μs)以上、标称导通电压Un≥4Uc、响应时间小于或等于100 ns的电源防雷器作为一级防护。

2.在楼层电源的分配电箱上应安装标称通流容量在40 KA(8/20μs)以上、标称导通电压Un≥3Uc、响应时间小于或等到于50ns的电源防雷器作为二级防护。

3.在设备前应安装标称通流容量在20KA(8/20μs)以上、标称导通电压Un≥2.5Uc、响应时间小于或等到于50ns的电源防雷器作为三级防护。

4.对于重要的电子设备和计算机机房，在不间断电源后宜安装标称通流容量在10KA(8/20μs)以上、标称导通电压Un≥2Uc、响应时间小于或等到于50ns的电源防雷器作为精细防护。

(二)信号线路的雷电防护

信号线路的防雷既是电子信息系统防雷的重点又是防雷的难点。首先机房内的信号线路多，导致雷电波进入机房的途径多，系统遭雷击的几率就高；其次若避雷器的安装、选型不规范，就会导致计算机误动作、丢失数据、不能连网甚至死机等问题。对信号线路做防雷方案时，首先要考查机房的情况，了解网络的类型(局域网、城域网、广域网)、网络拓朴结构、网络设备的品牌，接口形式、网络的通信方式、网络的传输介质。在所有信息系统进入楼宇的电缆内芯线端，应对地加装电涌保护器，电缆中的空线对应接地，并做好屏蔽接地。

(三)电子信息网路房内应铺设等电位连接带

将机柜、电子设备的外壳、防静电地板金属支架、金属门框架、设施管路和电缆桥架等金属导体均以最短距离就近连接到等电位连接带。电位连接带宜采用裸铜线或铜条，连接方式应采用隔离连接网(IBN)星型网状。

综上所述，电子信息系统的防雷，总的原则是防止雷电波从各条线路进入网络内损坏设备，在各线路上安装信号避雷器，减少雷击几率。选用信号避雷器时，最好选用高、中档避雷器，以减少因避雷器的质量导致网络出现故障的现象，同时参照有关先进的防雷技术规范，建立科学、综合、完善的防雷系统，电子信息网络的雷击灾害就会在很大程度上得到预防和减少。

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王玉蓉（1967—），女，辽宁辽阳人，硕士，辽宁省机电工程学校高级讲师。