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引言

近年來(lái)，隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，城市高層建筑的大量增加，各種現代化通信網(wǎng)絡(luò )、計算機信息網(wǎng)絡(luò )、辦公自動(dòng)化系統的建立，雷電災害給人類(lèi)造成的損失和影響越來(lái)越大，被電工委員會(huì )(IEC)稱(chēng)為“信息時(shí)代的公害”。

電子信息系統是由計算機、有/無(wú)線(xiàn)通信設備、處理設備、控制設備及其相關(guān)的配套設備、設施(含網(wǎng)絡(luò ))等的電子設備構成，按照一定應用目的和規則對信息進(jìn)行采集、加工、存儲、傳輸、檢索等處理的人機系統。以微電子技術(shù)為基礎的電子信息設備因其集成度高、工作電壓低、運算速度快，其耐過(guò)電壓、過(guò)電流和抗雷電電磁脈沖的能力差，極易遭受雷電的危害，特別是雷電電磁脈沖造成的損害更為嚴重。

因此，對電子信息系統的雷電防護(以下簡(jiǎn)稱(chēng)信息防雷)進(jìn)行深入的理論研究和廣泛的實(shí)踐探索，并從理論與實(shí)踐的結合上不斷完善電子信息系統的雷電防護的工程技術(shù)，具有深遠的現實(shí)意義。

1.電源防護的整體要求

電源避雷器的保護模式有共模和差模兩方式。共模保護指相線(xiàn)-地線(xiàn)(L-PE)、零線(xiàn)-地線(xiàn)(N-PE)間的保護;差模保護指相線(xiàn)-零線(xiàn)(L-N)、相線(xiàn)-相線(xiàn)(L-L)間的保護。對于低壓側第二、三、四級保護，除選擇共模的保護方式外，還應盡量選擇包括差模在內的保護。

殘壓特性是電源避雷器的重要特性，殘壓越低，保護效果就越好。但考慮到我國電網(wǎng)電壓普遍不穩定、波動(dòng)范圍大的實(shí)際情況，在盡量選擇殘壓較低的電源避雷器的同時(shí)。還必須考慮避雷器有足夠高的大連續工作電壓。如果大連續工作電壓偏低，則易造成避雷器自毀。

電源系統低壓側有一、二、三級不同的保護級別，應根據保護級別的不同，選作合適標稱(chēng)放電電流(額定通流容量)和電壓保護水平的電源避雷器，并保證避雷器有足夠的耐雷電沖擊能力[1]。原則上，每一級的交流電源之間連接導線(xiàn)超過(guò)25m以上，都應做該級相應的保護。

電源低壓側保護用的電源避雷器，應該選擇有失效警告指示、并能提供遙測端口功能的電源避雷器，以方便監控、管理和日后維護。電源避雷器必須具有阻燃功能，在失效、或自毀時(shí)不能起火。電源避雷器必須具有失效分離裝置，在失效時(shí)，能自動(dòng)與電源系統斷開(kāi)，而不影響通信電源系統的正常供電。

電源避雷器的連接端子，根據不同級別的保護，導線(xiàn)材料用銅線(xiàn)，其導線(xiàn)截面積不同，第Ⅰ級試驗產(chǎn)品用6mm²，第Ⅱ級試驗產(chǎn)品用2.5mm²，第Ⅲ級試驗產(chǎn)品用1.5mm²，并盡可能短(引線(xiàn)長(cháng)度不宜超過(guò)0.5m)。當引線(xiàn)長(cháng)度超過(guò)1.0m時(shí)，應加大引線(xiàn)的截面積;引線(xiàn)應緊湊并排或綁扎布放。

根據IEC防雷規范中有關(guān)防雷分區的要求，將電源系統分為三級保護，可防范從直擊雷到工業(yè)浪涌的各級過(guò)電壓的侵襲。

級電源防雷器安裝于總配電的進(jìn)線(xiàn)端;對直擊雷、傳導雷、感應雷實(shí)施進(jìn)線(xiàn)端初級保護。第二級防雷器安裝于分配電端且要求距離級防雷器的線(xiàn)路距離大于10米;對初級保護的殘余雷擊能量和雷電波反射、感應雷擊進(jìn)行防護。第三級防雷器安裝于被保護設備端，距離第二級防雷器的線(xiàn)路距離大于10米，且于被保護設備之間的線(xiàn)路距離不大于10米(超過(guò)10米則需要追加一級防雷器、防止雷電波反射)。主要對前級殘余雷擊、感應雷擊和各種操作過(guò)電壓進(jìn)行保護。

2.電源防護系統的選型

2.1級電源防雷系統的選型

安裝在大樓電源進(jìn)入端的主級防雷器，三相進(jìn)線(xiàn)的每條線(xiàn)路應有100-150KA的通流容量，可將數萬(wàn)甚至數十萬(wàn)伏的過(guò)電壓限制到幾千伏以?xún)?，防雷器并?lián)安裝在單位內部的總配電柜進(jìn)線(xiàn)端處，作為整個(gè)大樓電源系統的級保護，對通過(guò)線(xiàn)路傳輸的直擊雷和高強度感應雷實(shí)施卸放保護。

針對大樓供電負荷等級為二級及各智能化系統的重要性，以及電源部分感應雷電流的高強度，在總配電的進(jìn)線(xiàn)端，設計具有按照10/350us波形的一級電源防雷器一套;該電源防雷模塊按照GB50057-2010版規范設計，因線(xiàn)路有屏蔽，可按上述確定的雷電流的30%考慮，由于10/350us模擬雷電電流沖擊波的能量遠大于8/20us模擬雷電電流沖擊波的能量，因此一般需要使用電壓開(kāi)關(guān)型SPD(如放電間隙、放電管)才能承受10/350us模擬雷電電流沖擊波，限制電壓在2000V以下，防護等級達到抵御直擊雷的標準。

2.2第二級電源防雷系統的選型

作為分級配電柜的次級防雷器，可將幾千伏的過(guò)電壓進(jìn)一步限制到2千伏以?xún)?，要求具?0KA以上的通流容量，按照8/20usus波形，限制電壓在1800V以下的二級電源防雷器一套，。防雷器并聯(lián)安裝在分級配電柜處，要求第二級防雷器的線(xiàn)路安裝距離距級防雷器大于10米，以使防雷器的動(dòng)作分級起效。

3.對中心機房及各信息點(diǎn)從電源和信號兩方面著(zhù)手做內部防雷保護

3.1電源系統防雷保護

根據IEC1312和GB50057-2010中防雷及過(guò)電壓規范中有關(guān)防雷分區的劃分，針對重要系統的防雷應分為三個(gè)區，分別加以考慮。針對計算機機房?jì)鹊牡蛪号潆娤到y情況做如下電源兩級防護。

3.2電源第二級防雷

根據國家有關(guān)低壓防雷的有關(guān)規定，外接金屬線(xiàn)路進(jìn)入建筑物之前必須埋地穿金屬管槽15米以上的距離進(jìn)入建筑物，且要在建筑物的線(xiàn)路進(jìn)入端加裝低壓避雷器。必須做到在電源的進(jìn)入端安裝電源防雷器，將由外部線(xiàn)路可能引入的雷擊高電壓引至大地泄放，以確保后接設備的安全。

作為計算機機房?jì)裙╇娤到y電源進(jìn)線(xiàn)端的電源二級防雷器，在雷擊多發(fā)地帶至少應有20KA的通流容量，可將數萬(wàn)甚至數十萬(wàn)伏的雷擊過(guò)電壓限制到數千伏。根據機房的現場(chǎng)情況，第二級防雷器并聯(lián)安裝在機房供電電源控制開(kāi)關(guān)端，作為機房?jì)入娫聪到y的第二級保護。

3.3電源第三級防雷

第二級防雷系統針對此機房也是系統防雷中重要的方面，現代的電子設備都使用很多的集成電路和精密元件，經(jīng)過(guò)一二級防雷保護而進(jìn)入設備的雷擊過(guò)電壓仍將有千伏之上，這將對后接耐壓值低的設備造成很大的沖擊，并導致設備的損壞。為更進(jìn)一步的將雷擊過(guò)電壓限制在安全范圍之內，保證設備的正常工作，需要在設備端再增加第三級防雷器，即在中心機房?jì)仍O備前端串聯(lián)安裝電源防雷插座作為機房?jì)入娫聪到y的第三級保護。

結束語(yǔ)

信息系統防雷是在閃電通道和避雷針泄流通道及其周?chē)麄€(gè)三維空間內對雷電的全面防護，防護的中心內容是泄放和均衡。全面的信息系統防雷應當遵循整體設計、綜合治理、系統實(shí)施的原則和有效攔截、良好屏蔽、均衡連接、合理接地、堵截通道、全面防御的工程技術(shù)方法，統籌考慮，防止和減少雷電對建筑物電子信息系統造成的危害。