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電子信息系統雷電防護工程

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  介:電子信息系統雷電防護工程  近十幾年來,隨著社會需求的拉動和理論探索的深入,信息防雷技術有了較大的發展。信息防雷是在閃電通道和避雷針泄流通道及其周圍整個三維空間內對雷電的全面防護,這是一個全新的思維。...
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電子信息系統雷電防護工程
  近十幾年來,隨著社會需求的拉動和理論探索的深入,信息防雷技術有了較大的發展。信息防雷是在閃電通道和避雷針泄流通道及其周圍整個三維空間內對雷電的全面防護,這是一個全新的思維。即,不但要防直擊雷,更重要的是防感應雷(雷電電磁脈沖);不但要進行“路”的防護,更重要的是對“場”的防護。全面的信息防雷原則和行之有效的工程技術方法應為“整體設計、綜合治理、系統實施”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”的工程技術方法。
  (一)整體設計、綜合治理、系統實施
  信息防雷是一個系統工程,任何單一措施的防護作用都是不全面的。正確的方法應首先對需要防雷保護的系統進行詳細勘察,制訂技術方案,并依據國家和有關行業的技術標準、規范,進行正規的工程設計。在此過程中,應從宏觀到微觀、從內部防雷到外部防雷、從天線到地線、從強電到弱電統籌考慮、系統設計。即對避雷針、地線、屏蔽、均壓接地網絡,以及雷電過電壓容易侵入的通道,如電源系統、天饋系統、信號傳輸系統等有針對性地采取相應的技術措施,進行綜合治理。施工過程中也應嚴格按照標準、規范和設計圖紙實施。
  (二)有效攔截、良好屏蔽
  1.有效攔截
  其思路是:改善直擊雷措施是根據技術規范完善避雷針、避雷帶等設施。必要時采用各種經過實踐檢驗的、對雷電流某一物理效應有明顯效果的新型避雷針和優化避雷針,以降低雷電流陡度(di/dt),從而減小二次雷擊的感應電壓。或在條件允許、經濟可承受的前提下,盡量降低接地電阻等。
  2.良好屏蔽
  ⑴ 信號電纜的屏蔽,要點是:過早地敷設、排流防雷、穿管(槽)走線、可靠接地。電纜的屏蔽性能與電纜外導體或屏蔽體是否接地以及它的敷設形式有關。電纜不同的敷設形式,其屏蔽效果也大不相同,架空電纜比埋地電纜更易受雷電損壞。
  ⑵ 設備的屏蔽,主要依賴其外殼。對于屏蔽要求很高的設備,應設置專用的屏蔽室。設備外殼和屏蔽室的屏蔽體都應良好接地。
  (三)均衡連接、合理接地
  1.均衡連接
  即完善均壓網絡。對保護范圍內的所有不帶電金屬導體應進行嚴密的等電位連接,并與符合要求的地線可靠連接。從而形成一個統一的、適應不同負載特性和頻率的低阻攔接地網絡。該網絡由總等電位連接箱(mext)、局部等電位連接箱(mext)和等電位連接導線組成。該網絡內各部分之間只能由等電位連接點(公共接地點)與接地裝置連接,彼此間沒有閉合回路。工程實踐中應注意處理好如下幾個方面的等電位連接問題:
  ⑴ 建筑物內不帶電金屬物的等電位連接:包括各種金屬管道、建筑鋼筋、電纜屏蔽層、供電系統中的中性線或保護接地線、各種金屬機械設備的外殼和它們間的金屬管路等。
  ⑵ 建筑物頂不帶電金屬物的等電位連接:如電梯、通風、空調、旗桿、廣告牌、鐵欄桿等。
  ⑶ 建筑物外帶電金屬物的等電位連接:如上述設施的電源線、信號線、控制線等。
  2.合理接地
  ⑴ 改造地線,依據規范和不同的信息系統對接地的要求,對不符合要求的地線進行適當改造。必要時采用低阻、高效、非金屬接地模塊和高效降阻劑,以減小地線電阻,從而為降低反擊電位和“共地”提供前提條件。
  ⑵ 合理接地,最好將信息系統的接地和防雷接地實行共地。即由公共接地點提供保護接地、工作接地和防雷接地等所需的基準零電位,避免出現因各系統分別接地在個各地線間產生毀壞性電位差。工程實踐中應注意處理好如下幾個方面的接地問題:
  a.電子信息設備的單點接地。
  b.電子信息設備接地與建筑物防雷接地。
  c.信號傳輸電纜的全屏蔽(多點接地)與電子設備的單點接地。
  上述措施運用得當,可在一定程度上抑制建筑避雷系統對信息系統的負作用,即為感應雷的防護提供了良好的前提。
  (四)堵截通道、全面防御
  對雷電電磁脈沖容易入侵的所有通道,如電源線、天饋線和各種信號傳輸線等帶電金屬通道,除要求合理布線、嚴密屏蔽外,最簡便、最經濟的措施是分別加裝避雷裝置,以堵截雷電過電壓。加裝避雷裝置的實質是使帶電金屬導體實現等電位均壓連接。
  1.電源通道 根據有關技術規范、雷暴日分區和防雷分區,實行合理的避雷器防護方案。在此過程中,嚴格遵從以下原則:
  ⑴ 多級防護原則;
  ⑵ 能量配合原則;
  ⑶ 絕緣配合原則;
  ⑷ 區別不同接地制式原則。
  同時,在施工中應嚴格遵從接線、接地和接熔絲的要求。
  2.天饋通道 對處于不同雷暴日分區和不同設備的天饋系統,根據其工作頻率、功率、阻抗等參數的不同,選擇加裝不同的天饋避雷裝置。一般在室外端和室內與設備的接口端分兩級設置。
  3.信號傳輸通道 信息系統是一個廣義概念,包括的專業領域很多。如程控電話交換(語音通信)、數據通信、計算機網絡、有線電視(閉路電視)、電視監控及各種控制系統等。同樣是計算機網絡,也分為很多類型。他們的系統結構、設備配置、工作電壓、工作頻率、傳輸速率及阻抗等均有很大差別。因此,它們所要求的防雷技術方案和防雷器件也不同。好在現代科技的發展,已有針對不同信息系統防雷要求的、標準化的防雷器件與它們相適應。這就為防雷工程的應用提供了很大的方便。
  信號傳輸系統同樣應根據雷暴日分區和防雷分區及不同的系統類型、系統結構、設備配置、工作電壓、工作頻率、傳輸速率及阻抗等,選擇加裝不同的信號避雷裝置。一般也需實行粗細兩級保護。
  以上是信息防雷工程的基本環節和主要工程措施,它們之間也是既相互獨立又相互聯系的。面對無孔不入的雷電電磁脈沖,所有有源或無源通道都是其入侵的途徑。把加裝幾個避雷器就理解為信息防雷是很不全面的,把埋設或改善地線就理解為信息防雷更是錯誤的。信息防雷工程是現代防雷多項技術措施綜合運用的系統工程。任何單方面的措施,其防雷效果都將大打折扣,其投資的效費比也將大大降低。
  因此,信息系統防雷工程必須從全面考慮,做到層層防護,不留一絲隱患。

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