淺析建筑物電子信息系統(tǒng)防雷接地的重要性

【摘 要】 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種高、精、尖的電子設(shè)備不斷推廣和普及應(yīng)用，電子信息系統(tǒng)也廣泛應(yīng)用于電力、政府部門、金融部門、教育系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、商業(yè)等企事業(yè)中，由于這些電子信息系統(tǒng)的電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高度集成化，耐過電壓、耐過電流的水平極低、抗雷擊能力，避雷針對這些電子設(shè)備的保護(hù)也無能為力，因而極易遭受雷電流的沖擊而損壞，輕者使終端計算機(jī)和通信設(shè)備損壞、通信中斷、各種信息無法傳遞：重者使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器損壞，致使網(wǎng)絡(luò)癱瘓，工作無法進(jìn)行，甚至導(dǎo)致工作人員因雷擊身亡。因此，為了使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運作，防止雷擊造成的重大損失，有必要對電子信息系統(tǒng)進(jìn)行綜合雷電浪涌防護(hù)措施，除了要安裝良好的避雷針、避雷帶，還必須在電源系統(tǒng)、信號系統(tǒng)進(jìn)行可靠、有效的防護(hù)工作、并具備可靠的接地裝置。

【關(guān)鍵詞】 電子信息系統(tǒng)；雷擊；防雷等電位連接；電氣系統(tǒng)；電涌保護(hù)器

【Key words】 electronic information system； lightning stroke； lighting equipotential bonding ； electrical system； surge protective device

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各類電子通信產(chǎn)品在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，電子系統(tǒng)越先進(jìn)，芯片的集成度越高，電路越復(fù)雜、工作電壓越低，對環(huán)境穩(wěn)定性要求越高?？闺姶鸥蓴_能力要強(qiáng)。而雷擊事件極高的電壓幅值和不可預(yù)測性更是電子系統(tǒng)的最大危害。它極大的危害著現(xiàn)代電子運行的安全，應(yīng)該引起供電系統(tǒng)的足夠重視。

因此，電子信息系統(tǒng)防雷保護(hù)應(yīng)采取的防雷措施、和內(nèi)部防雷措施應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，按工程整體要求，進(jìn)行全面規(guī)范，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)綜合防護(hù)。

1、雷電對電子信息設(shè)備的破壞性

雷 電是 一 種自然現(xiàn)象，按照目前的防雷理論，雷擊從形式上可分為直接雷擊與感應(yīng)雷擊兩種。接 雷擊是指雷電直接雷擊在物體上，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力破壞的雷擊現(xiàn)象。對于直接雷擊的防護(hù)，目前，主要采用給建筑物設(shè)置避雷裝置（如避雷針等）以及在強(qiáng)電系統(tǒng)安裝高低壓避雷器裝置等辦法，此方面應(yīng)用相對較成熟，此處不做詳述。感應(yīng)雷擊是指雷電通過靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)途徑破壞被擊物，目前，弱電設(shè)備發(fā)生的雷擊多為感應(yīng)雷擊故障，其破壞力主要表現(xiàn)為以下三點： （）1 由于雷電引發(fā)的電荷分布不均，通過靜電感應(yīng)而產(chǎn)生的局部過壓對電子設(shè)備的損害。據(jù)有關(guān)資料稱，此電壓有時可達(dá)幾十千伏，足以使接

地不良的電器遭受破壞；

（2）由于雷電流形成的電磁場的變化，通過電磁感應(yīng)使周圍導(dǎo)體產(chǎn)生過壓。此感應(yīng)電壓往往會沿導(dǎo)線傳輸，破壞與之相連的相關(guān)電子設(shè)備；

（3）雷擊使微電子設(shè)備地不“干凈”，電位不均，導(dǎo)致高電位地反擊從而破壞電子設(shè)備。

2、電子設(shè)備被雷擊的防護(hù)方法主要有分流、屏蔽、接地及等電位連接和過電壓保護(hù)等方法

分流

利用避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)等將雷電流沿引下線安全地流入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設(shè)備上。

屏蔽

防感應(yīng)雷擊阻止它的有效手段就是屏蔽要利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的頂板、地板、墻面、梁柱以及建筑物墻體中的鋼筋并金屬門窗，通通聯(lián)結(jié)起來使它們構(gòu)成一個六面體的網(wǎng)籠，即法拉第籠式避雷網(wǎng)，使其達(dá)到屏蔽的目的。此外，所有的線路都要穿金屬管保護(hù)或選用雙層屏蔽電纜及同軸電纜，并將金屬管和屏蔽層兩端可靠接地。由于雷電流是由建筑物外墻四周柱子內(nèi)的鋼筋接地的，因而外墻處的電流密度大，其周圍的磁場強(qiáng)，所以建筑物內(nèi)的所有電子設(shè)備的交流電源線、通信線、數(shù)據(jù)傳輸線的主干線不應(yīng)該在靠近外墻處敷設(shè)，最好作優(yōu)化設(shè)計并架設(shè)在樓的中心部位。

接地及等電位連接

電氣設(shè)備的工作接地及保護(hù)接地與建筑物防雷接地均利用樓底板內(nèi)的鋼筋及地梁內(nèi)的主筋連通作為接地系統(tǒng)的接地裝置，將基礎(chǔ)內(nèi)主筋通常焊接成環(huán)形閉合回路作為總等電位連接帶，這種設(shè)計可充分利用建筑物的基礎(chǔ)作為接地系統(tǒng)并可防止跨步電壓帶來的危害。

等電位連接和共用接地在雷電防護(hù)的重要作用。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，建筑物內(nèi)的各個電器系統(tǒng)通常只能共用一個接地系統(tǒng)。采用獨立接地，雖然可使各系統(tǒng)之間不會造成互相干擾，但是當(dāng)發(fā)生雷擊的時候，各系統(tǒng)的接地就會出現(xiàn)不同的電位，產(chǎn)生電位差，使電子設(shè)備因這瞬間的高位差而被擊穿。而等電位連接的目的，在于減小需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差，防止雷電反擊。所以應(yīng)把建筑物內(nèi)及附近的所有金屬管道、電纜金屬屏蔽層、電力系統(tǒng)接地線、防雷接地線以及金屬地板框架、設(shè)施管路、金屬門窗等統(tǒng)一用電氣連接的方法連接起來，使整座建筑物空間成為一個良好的等電位體，并以最短的線路連到最近的等電位連接帶上。采用等電位連接和共用接地系統(tǒng)后，可使訊號接地不形成閉合回路，共模型態(tài)的雜訊不易產(chǎn)生，同時可消除靜電和電場的干擾，不易受磁場干擾。

過電壓保護(hù)：

在電源線路引入的總配電箱處裝設(shè) I 級試驗的電涌保護(hù)器。電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平值應(yīng)小于或等于2.5kV ，每一保護(hù)模式的沖擊電流值當(dāng)無法確定時應(yīng)取等于或大于12.5kA。

在電子系統(tǒng)的室外線路采用金屬線時，其引入的終端箱處應(yīng)安裝D1類高能量試驗類型的電涌保護(hù)器，其短路電流當(dāng)無法確定是否有屏蔽層時，其雷電流應(yīng)選用1.5kA。在電子系統(tǒng)的室外線路采用光纜時，其引入的終端箱處的電氣線路側(cè)，當(dāng)無金屬線路引出本建筑物至其他有自己接地裝置的設(shè)備時可安裝B2類慢上升率試驗類型的電涌保護(hù)器，其短路電流宜選用75A。

3、結(jié)束語

綜上所 述 ，為了有效地防止雷擊事故的發(fā)生，不僅要有完善的建筑物避雷設(shè)施、完備的電力供電系統(tǒng)避雷措施，還要有良好的電子設(shè)備防雷接地系統(tǒng)，這樣才能盡量避免雷擊事故的發(fā)生，保護(hù)電子信息設(shè)備的安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》 GB 50057-2010

[2] 《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》 GB 50343-2004

[3] 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》 JGJ 16-2008