弱电系统雷电防护特性仿真分析

佟越波

摘 要 弱电系统防护过程中要注重对雷电的防范，因为雷电很可能造成整个弱电系统出现安全事故，轻则导致弱电系统出现瘫痪、停止工作，重则致使弱电系统遭到破坏之后导致产生火灾或者其他严重性的破坏问题。因此文章主要针对弱电系统的防雷问题进行研究，主要针对弱电系统的外部防范以及内部防范进行分类研究，证实了弱电系统防雷不仅要加强外部防范，而且还要加强内部防范，为弱电系统提供防雷建议，使得我们在弱电系统的雷电防范上取得突破性成果。

关键词 弱电系统；雷电防护；特性；仿真实验

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0116-01

随着当前电子技术的快速发展，现代电子设备、计算机系统逐渐在我们生活的得到了广泛的应用，这些系统多属于弱电系统，而且它们对于防干扰的要求很高，同时也很容易被雷电击坏。当建筑物受到雷击时，避雷装置难以将产生的雷击电流引入地下，而会在附近产生磁场，形成相邻导线间出现感应电压，此时建筑中的防雷系统不仅不能够有效保护整个系统，而且还可能造成整个系统受到雷击电磁脉冲的影响。若雷电造成电压和磁场达到了某一阀值，则可能导致整个系统无法使用，而且还可能导致弱电系统的器件完全损毁。

1 弱电系统外部防雷技术要点介绍

所谓的外部防雷技术主要是面对雷电直击的防范，只有建立起一个非常良好的外部防雷系统，才能够减小内部防雷的压力[1]。对于弱电系统的保护，需要建立起一个完整的防护体系，切实做到对弱电系统进行完善保护，下面就弱电系统的防护具体技术进行介绍。

1.1 外接地保护

外部防雷首先要考虑到整个弱电系统所处的建筑位置，建筑物尽量不要被雷直击，选址的时候注意尽量避免可能的直接雷击情况。弱电系统防雷接地保护主要是金属构架、电缆、管道以及穿线铁管等连载一起和总接地网与屏蔽笼连接。计算机网络系统的设备防雷主要进行工作接地、防雷接地以及计算机逻辑接地、保护接地过程中最好采用共地方式进行接地，另外还可以采用计算机的逻辑接地，计算机逻辑接地主要采用的是引外接地，通过主接地网暂态共地可达到防反击效果[2]。

1.2 泄流保护

几乎所有的计算机房均不能避免受到雷击的影响，因此在弱电系统中防止雷击显得非常重要。尤其在弱电系统中需要加强分流设计，分流设计具有分流50%的作用，另外还可以降低电位。采用分流技术防止雷直击时使用接闪器，可以使得整个保护系统处于接闪器的保护范围之内；接闪器保护装置外接的保护角与防闪安全距离要大于3 m。

2 弱电系统内部防雷技术要点介绍

所谓的内部防雷指的是对侵入的雷电能量进行分层次的均衡泄放，从而达到降低或者消灭瞬态现象带来的电位差，进而保证内部人员和设备的安全，主要的内部防雷技术手段是屏蔽和均压，均压又被称为等电位连接[3]。

2.1 雷电防护区的划分

根据电磁兼容的原理，可以将系统按人、物以及系统对雷电电磁脉冲的感受强度等来进行由外到内的不同防护，根据内外不同防护的特点选不同的防护措施。

2.2 屏蔽

屏蔽措施就是利用各种屏蔽体对雷电的电磁干扰和电压能量进行阻挡和衰减的方法，其中针对屏蔽的主体不同可以分为建筑物屏蔽、设备屏蔽和金属线缆屏蔽。对弱电系统来说，尤其是如卫星、通信等方面的信息系统，雷电电磁脉冲很大部分都从线路侵入的，所以对于弱电系统来说，做好线路屏蔽就显得尤为重要。对于金属线路，在引入建筑物时采用埋地引入的方式，并将金属屏蔽层的两头有效的接地，并且埋地的长度不得小于15 m，对于建筑内部的线缆，建议其走向走专用的弱电线路或者金属管道，金属管道或者走线槽全线电气连通，并可靠的接地[4]。

3 弱电系统中的过电压保护措施

由于弱电系统对雷电的高度敏感性，再加上受到雷电影响的途径多元化，这就决定了弱点系统的防雷方面的工作必须具备综合性、针对性和科学性，针对不同的雷害途径来选择对应的防雷措施。如避雷针、避雷带、避雷网的安装：防直接雷击，安装接地装置与引下线：将雷电电流引入地下，防止反击，雷电屏蔽：削弱雷电感应，等电位连接：防止反击，安装电涌保护器：限制感应电压的侵入，降低反击侵害。这些综合起来就组成了整个弱电系统全方位、多层次的防雷结构，各个防雷措施相辅相成，紧密的配合，最大限度的保护弱电系统能够正常的工作，各个防护措施是整个防雷系统中不可分割的一部分。

雷电波对建筑入侵的主要形式有以下两种：一是直击雷，二是感应雷。通常来说，直击雷直接击中楼中变电所内的电子设施设备的可能性不大，对计算机系统和电子设备影响较大的主要是感应雷，感应雷入侵计算机系统和电子设备的主要途径有以下三种：一是从信号线路侵入，二是雷电地电位反击电压通过接地体侵入，三是从供电电源线侵入[5]。

另外弱电系统在使用共用的接地系统时要注意雷电对整个系统的威胁，尽可能的选用小接地电阻，这样可以减少对整个接地系统的伤害。虽然有IEC标准指出，一幢建筑物内只能有一个接地系统，各种用途的接地都要纳入到整个电位范围之内，然后形成共用的接地系统。IEC所要求的共用接地系统和弱电保护系统均取得了很好的防雷效果。如果在接地的过程中不按照标准接地，则非常容易造成接地电位出现反击。共用接地系统是通过接地网绕建筑而成的环形地网，而不是利用钢架机构和建筑基础作为共用系统，不允许地面上进行两网均衡连接。

4 总结语

当前对于防雷技术的要求越来越高，防范过程中不断强调综合治理、全方位保护、层层保护等要求。针对计算机办公大楼、工业、商业自动化控制楼开展防雷保护显得非常重要，电压保护过程中需要贯彻防护的思想，不断应用内部防雷、外部防雷等技术来加强对整个弱电系统的保护。随着当前科学技术的快速发展，弱电系统越来越多，对于今后的网络布线具有非常重要的意义。

参考文献

[1]李宏博.变电站弱电系统防雷保护研究[D].华北电力大学（北京），2009.

[2]李桂川，郝玉涛.浅谈智能建筑弱电系统的防雷设计[J].电子技术与软件工程，2014（05）：132-133.

[3]陈军兵.高层智能建筑及其弱电系统防雷论述[J].门窗，2012（05）：80，82.

[4]赵旭洲，曲华东.水厂弱电系统防雷措施探讨[J].中国科技信息，2009（11）：104，107.

[5]杨群，李如强，张世谨，宋启堃.浅析弱电系统防雷技术评价[J].广西气象，2009（S2）：71-72.endprint