信息網(wǎng)絡系統(tǒng)防雷電地電位反擊的工程實踐

周文輝

摘要：當建筑物遭受雷擊時，會產(chǎn)生遠遠大于電子設備耐壓值的過電壓，如果接地系統(tǒng)設計不合理或老化，會導致建筑物內(nèi)信息網(wǎng)絡系統(tǒng)等設備損毀。如果相鄰建筑物防雷接地系統(tǒng)之間沒有采取防雷擊地電位反擊措施，還會導致臨近建筑物內(nèi)的設備損壞。本文對工作中遇到的實際案例進行系統(tǒng)分析，通過工程實踐，提出一些解決問題的方法，供大家參考。

主題詞：信息網(wǎng)絡系統(tǒng)；防雷電；地電位反擊；工程實踐

中圖分類號： TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）08（c）-0000-00

Information network system lightning-proof counter potential of engineering practice

ZHOU Wenhui

（Aba meteorological Station，Maerkang 624000，China）

Abstract： when building lightning strike， will produce far outweigh the overvoltage of electronic equipment pressure value， if the grounding system design is not reasonable or aging， can lead to building information network system and other equipment damage. If did not take to the adjacent building lightningproof grounding system to potential counter measures against lightning， can also lead to equipment damage of adjacent buildings. In this paper， the work of the actual case to carry on the system analysis， through the engineering practice， put forward some methods to solve the problem， for your reference.

Keywords： information network system； Lightning protection electricity； Ground potential counter； The engineering practice

1地電位反擊的概念

建（構(gòu)）筑物遭受雷擊時，雷電流經(jīng)接閃器、引下線、接地體以及與它相連接的金屬導體等泄流入地，在這些導體上產(chǎn)生非常高的瞬時電壓，就會與周圍距離較近卻沒有連接的金屬物體、設備、線路等之間產(chǎn)生巨大的電位差，由這個電位差引起的電擊就是地電位反擊。這種反擊不僅損壞電氣設備，也可能造成人體傷害或火災爆炸事故。

2地電位反擊的類型及危害

2.1 獨立接地系統(tǒng)間的地電位反擊及危害

防雷接地系統(tǒng)（裝置）在泄放雷電流時會發(fā)生地電位抬升，如果與其他接地系統(tǒng)（裝置）之間距離較近（一般要求大于20 m，計算方法見GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》4.2.1第5條），它們之間就會發(fā)生擊穿放電，由于兩者之間接地電阻值不同，就會形成電位差而發(fā)生反擊，從而危及連接在這些接地系統(tǒng)上的設備安全。

2.2 地電位對電器設備的反擊及危害

建筑物在遭受直擊雷擊時，雷電流將沿建筑物防雷系統(tǒng)的引下線通過接地體散流入地，在此過程中，會產(chǎn)生暫態(tài)過電壓，如果一個建筑物內(nèi)的各種接地不共用一個接地系統(tǒng)時，相互之間會產(chǎn)生很高的過電壓而產(chǎn)生反擊，導致設備損壞甚至系統(tǒng)癱瘓。

3工程實踐案例

2009年，一次強對流天氣過后，接到某商業(yè)銀行反應，該單位辦公樓遭到雷擊，附近的營業(yè)大廳信息網(wǎng)絡系統(tǒng)計算機等設備遭到雷擊損壞，要求提供技術支持。另據(jù)介紹，自該單位新建辦公樓建成三年以來，營業(yè)大廳已遭到兩次雷擊，造成設備不同程度受損，但位于辦公樓二樓的數(shù)據(jù)中心機房設備卻沒有發(fā)生雷擊損毀情況。

3.1現(xiàn)場勘察情況

經(jīng)現(xiàn)場測量，辦公樓高度26m，為獨棟建筑，數(shù)據(jù)中心機房位于二樓。營業(yè)大廳樓高度11 m，也為獨棟建筑，大廳位于一樓臨街面。兩棟樓之間相距13 m。

現(xiàn)場查看顯示，外部防雷方面，兩棟樓屋面防直擊雷裝置完好，辦公樓屋面接閃桿（避雷針）有接閃痕跡。內(nèi)部防雷方面，兩棟樓供電線路和信號線路都安裝了電涌保護器（避雷器）且工作狀態(tài)正常。辦公樓二樓數(shù)據(jù)中心機房機房和營業(yè)大廳沒有等電位連接裝置。

現(xiàn)場檢測辦公樓接地電阻3.8Ω，符合規(guī)范要求。營業(yè)大廳接地電阻9Ω，符合防直擊雷要求，但大于信息網(wǎng)絡系統(tǒng)≤4Ω的接地電阻要求。

3.2事故原因分析

現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)表明，兩棟樓的接地系統(tǒng)為相互分開的獨立地網(wǎng)。查閱設計、施工資料得知，兩個接地系統(tǒng)之間的間隔距離為9 m。分析認為，由于兩棟樓的電源、信號線路都安裝了防感應雷電涌保護器（避雷器）且運行正常，可以排除雷電電磁脈沖沿供電線路和信號線路入侵的可能。從事故情況來看，辦公樓遭到直擊雷擊后，位于二樓的數(shù)據(jù)中心機房設備完好無損，但沒有遭到直擊雷擊的營業(yè)大廳樓設備卻遭到損壞，由此可以判斷，事故是由于辦公樓接地系統(tǒng)與營業(yè)大廳樓接地系統(tǒng)之間發(fā)生了地電位反擊，從而導致營業(yè)大廳設備損壞。

3.3 解決方案

通過勘察分析，應將辦公樓和營業(yè)大廳的兩個獨立接地系統(tǒng)（地網(wǎng)）采取等電位連接。等電位連接是指將具有相同對地電位的各個可導電部分做電氣連接（EB），《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范（GB50343-2010）的定義是設備和裝置外露可導電的電位基本相等的電氣連接。

3.3. 1接地系統(tǒng)間的等電位連接措施

經(jīng)現(xiàn)場測量計算，辦公樓和營業(yè)大廳樓兩個接地系統(tǒng)（地網(wǎng)）之間的距離小于防地電位反擊的安全距離，需要在兩者之間采取等電位連接。等電位連接方法主要有兩種。一是采用金屬導體（線）直接做電氣連接。二是用等電位連接器連接，等電位連接器的作用是保證正常工作狀態(tài)下兩個接地系統(tǒng)（地網(wǎng)）不連通，沒有相互干擾，當一個接地系統(tǒng)遭受雷擊時等電位連接器便瞬時導通，使兩個地網(wǎng)形成等電位，有效消除地電位反擊?？紤]到辦公樓和營業(yè)大廳同屬計算機信息網(wǎng)絡系統(tǒng)，不存在系統(tǒng)干擾，故不采用等電位連接器連接，只需用金屬導體對兩個接地系統(tǒng)（地網(wǎng)）作不少于2處的物理連接。施工時采用60×6mm扁鋼在兩個接地系統(tǒng)（地網(wǎng)）間作4處水平方向連接，并增加垂直接地體，各連接點采取焊接，并做防銹蝕處理。這樣兩個獨立接地系統(tǒng)（地網(wǎng)）就成為一個聯(lián)合接地系統(tǒng)（地網(wǎng)），營業(yè)大廳的設備接地電阻也達到了≤4Ω，符合規(guī)范要求。

3.3.2金屬管線的等電位連接措施

將所有出入辦公樓和營業(yè)大廳樓的金屬管道、通信線纜和供電線路（穿金屬管）在進出建筑物時作接地處理，與接地系統(tǒng)可靠連接。

3.3.3機房等電位連接措施

辦公樓二樓數(shù)據(jù)中心機房和營業(yè)大廳安裝等電位連接排，將信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地、防靜電接地等其他設備的接地匯集在等電位連接排上，通過等電位連接排與接地系統(tǒng)（地網(wǎng)）可靠連接。

4結(jié)語與討論

在實際工作中，信息網(wǎng)絡系統(tǒng)遭受雷擊的情況比較常見，原因多種多樣。其中雷電地電位反擊對信息網(wǎng)絡、通信、電力等系統(tǒng)的危害極大，也有其特殊性。主要表現(xiàn)在接地系統(tǒng)（裝置）為隱蔽工程，不能直觀觀察其安裝位置、敷設形式等相關參數(shù)，在分析事故原因時往往會產(chǎn)生誤判。本案例通過現(xiàn)場勘察、實地檢測（測量）及查閱相關資料等方式進行綜合分析，查找到了雷擊事故原因并提出應對方案，采取了上述措施后，到目前為止沒有接到該單位遭受雷擊的報告。

參考文獻：

1 建筑物防雷設計規(guī)范2010版（GB50057—2010）

2 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設計規(guī)范（GB50343—2004）

3.雷電防護 第4部分：建筑物內(nèi)電器和電子系統(tǒng)·GB/T21714.4-2008/IEC62305-3：2006

4 虞昊.現(xiàn)代防雷技術基礎· 北京清華大學出版1995 ISBN 7-302-01993-2

5.肖穩(wěn)安·李霞·馬忠安·陳紅兵·雷電與防護專業(yè)知識問答·氣象出版社