电力企业信息系统的整体防雷保护

何伟明

摘要：信息系统在电力企业中极其重要，而雷击对其信息系统有着很强的破坏作用，这是对电力企业很大的威胁。文章根据雷电破坏机理，提出了整体的防雷要求，即将外部防雷和内部避雷密切结合，并根据电力企业的实际情况，阐述了信息系统防雷应具备的技术原则和要采取的有效措施。

关键词：电力企业；信息系统；防雷保护；等电位连接；防雷要求 文献标识码：A

中图分类号：TM863 文章编号：1009-2374（2015）32-0138-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.074

在我国的华南地区，雷电比较频繁，而且非常具有威胁性，比较容易发生雷电干扰和破坏电力企业计算机系统的事故，这对计算机系统的各类电子设备造成极大的损坏，甚至会使整个系统瘫痪。因为计算机系统受损，所以一切以此为基础的工作无法正常进行，不仅带来了极大的经济损失，也为人们的生活带来了很大的不便。调峰调频发电公司非常重视防雷工作，也充分认识到其重要性，并于2008年对计算机系统进行了升级，用最新的技术手段进行防雷保护。

1 整体防雷保护技术

1.1 防雷保护的三道防线

雷电具有非常巨大的能量，当它们都集中在闪击点的时候，就能够对筑物或构筑物带来毁灭性的破坏。由于它最开始是对外部结构进行闪击，所以防雷的第一道防线就是外部防雷，在具体的实施中，一般是利用金属接闪体迎击雷电，并用下线将电流导向大地，这样雷电就被导开，而建筑物则避免被闪击的危险。

雷击除了闪击破坏建筑物，它在闪击的时候还会产生非常强大的电磁脉冲（雷电的二次效应），它能够对计算机系统产生很大的破坏。因为普通的计算机系统的电子设备是无法承受住线路上产生的高达数百万伏浪涌过电压和数百千安的瞬间电流的，这就可能直接导致计算机瘫痪。因此，阻塞过电压波（内部避雷保护），限制被保护设备上的浪涌过电压幅值（过电压保护），是防雷保护的第二、三道防线。

1.2 防雷保护的技术措施

IEC的防雷技术组（TC/81）一直在研究雷电现象，并做了大量的实验，收集到了许多有效的资料和数据，最终在此基础上提出了分级保护、整体防雷的理论体系。即将外部防雷、内部避雷过压保护和接地技术三者统一，从而实现从外到内的整体防雷系统。防雷的具体措施主要是四要素，即均压、分流、屏蔽、接地技术。

2 整体防雷保护技术的应用

避雷器对于防雷具有不可替代的重要作用，它是一种等电位连接体，线路需要并联对地安装，这就成为了雷电流疏放的重要渠道。避雷器常态都处在高阻抗状况，但是一旦遇到雷击就会迅速导通，通过线路将雷电电流导向地面，而且大地、设备、线路都处在等电位上，这样就不会有太大的强电势差，从而保证设备不受过大的损坏。

然而雷击或雷击感应具有巨大的能量，如果只是依靠单一的避雷器件，是难以让所有的雷电流导入大地的。EIC考虑到了这个问题，于是确立了分级、分区防雷的理论体系。这种体系强调的是要根据不同区域、不同磁场强度的空间采用不同的避雷过压保护器件。而且它们之间需要相互协调，这样才能够在雷击的时候迅速将雷电流引入地面，从而使自身免受破坏，并且这样也能够延长避雷器的寿命。

2.1 电源系统的防雷保护

在计算机等电力系统中，实现防雷保护十分必要。电源系统作为其中重要的组成部分，做好电源系统的防雷保护也是防雷措施中的一项重要内容。在电源系统中，电力进线处设置安装避雷器，尤其是雷电波容易侵入处，通过此类方法实现对电源系统的避雷过压保护。在防雷过程中，遵守的技术原则简述如下：（1）根据防雷保护级别选择合适电源避雷器。在不同的环境条件和技术要求下，对于电源系统的防护要求是不同的，保护级别也有差异。根据实际保护需要选择合适的电源避雷器，注意电压保护水平和额定通流容量的选择；（2）注意电源避雷器的重要特性。残压选择性是电源避雷器的重要特性，在电源避雷器的选择中，选择低残压，并且为避免在雷击过程中由于工作电压过低被破坏，需要通入合适的工作电压，一般要保证足够高的最大连续电压，以达到预期效果；（3）应增加电源避雷器预警模块。由于电源避雷器会出现失效等情形，应该就此类问题增加相应的预警指示，并配备匹配的遥控端口，实现电源避雷器工作情况的检测和管理，并能有效维护；（4）做好电源避雷器的发火措施。主要是加强电源避雷器的阻燃功能；（5）在电源避雷器中装备合适的失效分离装置。在工作中为应对失效现象的发生，必须配备失效分离装置，起到正常供电和避免雷击的双重作用；（6）电源避雷器安装注意事项：连接引线的选择。连接引线首先要求短，并且截面积尽可能大，达到25mm2以上，建议把阻燃型铜导线紧凑并排使用；接地线的选择与连接。与接引线一样，要保证大的截面积，最好是25～35mm2的阻燃型多股铜导线，注意连接方法和连接地点的选择，选择就近与接地网直接连接。

这里以调峰调频发电公司为例，具体分析技术原则在电源系统防雷系统中的应用。根据基本原则，该公司完善了三级避雷过压保护：第一级是把电源避雷器直接并联在市电总开关（低压配电房）的输出端，采用的是DEHNVentilVGA280/4型避雷器（基本参数：最大通流量100kA，测试波形8/20μs，残压小于2.5kV）；第二级是把电源避雷器以并联的方式安装在交流配电屏（计算机房）的输出端，采用的是采用DEHNguard385/3+l型避雷器（基本参数：最大通流量40kA，测试波形8/20μs，残压小于1.5kV）；第三级是利用保护器，以并联联接的方式，把其接入到中心设备前端，是通信机柜等中心设备，主要利用ASP品牌的保护器，该公司利用的是国内组装完成的插座式的浪涌保护器。

2.2 通信系统的防雷保护

通信系统防雷保护的技术原则：（1）在数据线路中，接口避雷器以串联的方式进行接入，并且要保证其作用不会影响数据的传输；（2）在接口以及转接过程中，尽可能减少转接方式的使用，这样会减少插损，并选择合适的避雷器，尤其注意数据接口的选择，注意接口速率；（3）在上述的接口速率中，若接口速率较高，在避雷器选择中，可以就漏电流、插损等方面综合考虑，选择合适的数据避雷器；（4）由于信号工作电压差异，保护避雷器的选择过程中应该注意选择合适的动作电压和限制电压，总之，注意数据接口的选择；（5）数据避雷器接地连接必须达到安全可靠，接地线以及引线的选择尤为重要，截面积要有保证，同时接地线的连接中采取就近可靠连接方式，与被保护的数据设备的地线进行连接。

在通信系统的避雷防护中要紧紧按照上述原则进行相应的实施，这里提供一个案例作为参考：在通信系统中把避雷器以串联的方式接在服务器RJ45信号接口和通信机柜中的专线MODEM进线端RJ45接口上，这里选择的避雷器是2只DEHNUGKF/R4J5型避雷器（基本参数：最大通流量5kV，测试波型8/20μs，残压小于35V）。

2.3 计算机房的接地改造

接地系统在计算机系统避雷过压保护技术中起着关键作用。它一般包括了防雷接地、保护接地、防静电接地等类型，而且它们之间又各不相同。一般情况下，会分设独立接地体，然而一旦遭遇雷击，各接地体之间会存在电势差，这就容易造成反击事故，从而对计算机系统造成破坏。所以要想更好地防雷，应当以整体防雷技术为依据，将所有接地系统等电位连接，这样就能够有效避免电势差，从而减少反击事故。

接地系统的施工有严格的要求，特别是对计算机房的接地系统更是如此。调峰调频发电公司进行了详细的规划和设计，在计算机房靠近主机柜的地面安装一个设备地线的汇集排，同时又建了均压带，两者之间用95mm2的铜缆相接，并通过压接线耳与一楼专用变压器房的地网可靠连接。这样能够确保机房不同位置始终处于等电位。另外该大楼的现在走线槽和走线架能用来布放和敷设地线，当然也可以用独立的镀锌铁皮线槽，并用25mm2的铜缆与接地系统连接。

3 结语

计算机系统对于电力设备的运作与操作起着极其重要的作用。然而雷击是一种自然现象，它很有可能损坏整个电力系统，那么电力企业就应当更加重视防雷，以使计算机系统避免雷击，从而确保整个电力系统的绝对安全。调峰调频发电公司实事求是、因地制宜，从自己的实际情况出发，研究并实施了计算机系统整体防雷保护工程，通过避雷器等设备和相关的技术手段实施了基本的避雷过压保护，从而达到了整体避雷的效果。

参考文献

[1] 王峰.浅谈电力系统防雷技术及其应用[J].中小企业管理与科技，2013，（9）.

[2] 蔡道伦.电力系统防雷措施应用探析[J].中小企业管理与科技，2014，（11）.

（责任编辑：蒋建华）