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引言

近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市高層建筑的大量增加，各種現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡(luò)、計算機信息網(wǎng)絡(luò)、辦公自動化系統(tǒng)的建立，雷電災(zāi)害給人類造成的損失和影響越來越大，被電工委員會(IEC)稱為“信息時代的公害”。

電子信息系統(tǒng)是由計算機、有/無線通信設(shè)備、處理設(shè)備、控制設(shè)備及其相關(guān)的配套設(shè)備、設(shè)施(含網(wǎng)絡(luò))等的電子設(shè)備構(gòu)成，按照一定應(yīng)用目的和規(guī)則對信息進行采集、加工、存儲、傳輸、檢索等處理的人機系統(tǒng)。以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的電子信息設(shè)備因其集成度高、工作電壓低、運算速度快，其耐過電壓、過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(tǒng)的雷電防護(以下簡稱信息防雷)進行深入的理論研究和廣泛的實踐探索，并從理論與實踐的結(jié)合上不斷完善電子信息系統(tǒng)的雷電防護的工程技術(shù)，具有深遠的現(xiàn)實意義。

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-地線(L-PE)、零線-地線(N-PE)間的保護;差模保護指相線-零線(L-N)、相線-相線(L-L)間的保護。對于低壓側(cè)第二、三、四級保護，除選擇共模的保護方式外，還應(yīng)盡量選擇包括差模在內(nèi)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(wěn)定、波動范圍大的實際情況，在盡量選擇殘壓較低的電源避雷器的同時。還必須考慮避雷器有足夠高的大連續(xù)工作電壓。如果大連續(xù)工作電壓偏低，則易造成避雷器自毀。

電源系統(tǒng)低壓側(cè)有一、二、三級不同的保護級別，應(yīng)根據(jù)保護級別的不同，選作合適標稱放電電流(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(dǎo)線超過25m以上，都應(yīng)做該級相應(yīng)的保護。

電源低壓側(cè)保護用的電源避雷器，應(yīng)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(jiān)控、管理和日后維護。電源避雷器必須具有阻燃功能，在失效、或自毀時不能起火。電源避雷器必須具有失效分離裝置，在失效時，能自動與電源系統(tǒng)斷開，而不影響通信電源系統(tǒng)的正常供電。

電源避雷器的連接端子，根據(jù)不同級別的保護，導(dǎo)線材料用銅線，其導(dǎo)線截面積不同，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(引線長度不宜超過0.5m)。當引線長度超過1.0m時，應(yīng)加大引線的截面積;引線應(yīng)緊湊并排或綁扎布放。

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

級電源防雷器安裝于總配電的進線端;對直擊雷、傳導(dǎo)雷、感應(yīng)雷實施進線端初級保護。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(yīng)雷擊進行防護。第三級防雷器安裝于被保護設(shè)備端，距離第二級防雷器的線路距離大于10米，且于被保護設(shè)備之間的線路距離不大于10米(超過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(yīng)雷擊和各種操作過電壓進行保護。

2.電源防護系統(tǒng)的選型

2.1級電源防雷系統(tǒng)的選型

安裝在大樓電源進入端的主級防雷器，三相進線的每條線路應(yīng)有100-150KA的通流容量，可將數(shù)萬甚至數(shù)十萬伏的過電壓限制到幾千伏以內(nèi)，防雷器并聯(lián)安裝在單位內(nèi)部的總配電柜進線端處，作為整個大樓電源系統(tǒng)的級保護，對通過線路傳輸?shù)闹睋衾缀透邚姸雀袘?yīng)雷實施卸放保護。

針對大樓供電負荷等級為二級及各智能化系統(tǒng)的重要性，以及電源部分感應(yīng)雷電流的高強度，在總配電的進線端，設(shè)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(guī)范設(shè)計，因線路有屏蔽，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(tǒng)的選型

作為分級配電柜的次級防雷器，可將幾千伏的過電壓進一步限制到2千伏以內(nèi)，要求具有40KA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路安裝距離距級防雷器大于10米，以使防雷器的動作分級起效。

3.對中心機房及各信息點從電源和信號兩方面著手做內(nèi)部防雷保護

3.1電源系統(tǒng)防雷保護

根據(jù)IEC1312和GB50057-2010中防雷及過電壓規(guī)范中有關(guān)防雷分區(qū)的劃分，針對重要系統(tǒng)的防雷應(yīng)分為三個區(qū)，分別加以考慮。針對計算機機房內(nèi)的低壓配電系統(tǒng)情況做如下電源兩級防護。

3.2電源第二級防雷

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

作為計算機機房內(nèi)供電系統(tǒng)電源進線端的電源二級防雷器，在雷擊多發(fā)地帶至少應(yīng)有20KA的通流容量，可將數(shù)萬甚至數(shù)十萬伏的雷擊過電壓限制到數(shù)千伏。根據(jù)機房的現(xiàn)場情況，第二級防雷器并聯(lián)安裝在機房供電電源控制開關(guān)端，作為機房內(nèi)電源系統(tǒng)的第二級保護。

3.3電源第三級防雷

第二級防雷系統(tǒng)針對此機房也是系統(tǒng)防雷中重要的方面，現(xiàn)代的電子設(shè)備都使用很多的集成電路和精密元件，經(jīng)過一二級防雷保護而進入設(shè)備的雷擊過電壓仍將有千伏之上，這將對后接耐壓值低的設(shè)備造成很大的沖擊，并導(dǎo)致設(shè)備的損壞。為更進一步的將雷擊過電壓限制在安全范圍之內(nèi)，保證設(shè)備的正常工作，需要在設(shè)備端再增加第三級防雷器，即在中心機房內(nèi)設(shè)備前端串聯(lián)安裝電源防雷插座作為機房內(nèi)電源系統(tǒng)的第三級保護。

結(jié)束語

信息系統(tǒng)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(nèi)對雷電的全面防護，防護的中心內(nèi)容是泄放和均衡。全面的信息系統(tǒng)防雷應(yīng)當遵循整體設(shè)計、綜合治理、系統(tǒng)實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(tǒng)籌考慮，防止和減少雷電對建筑物電子信息系統(tǒng)造成的危害。