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閃電電涌侵害弱電設(shè)備的雷害分析及保護措施
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南京寧翔防雷
概況
雷擊是一種自然現(xiàn)象，它能釋放出巨大的能量、具有極強大的破壞能力。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，自動控制系統(tǒng)在生產(chǎn)生活各個方面的使用越來越廣，人們在受益于微電子的極大方便的同時，也受到其一旦損壞就損失巨大的困擾。一旦有雷電波侵入，設(shè)備損壞一般是巨大的，有的甚至使整個系統(tǒng)癱瘓，造成無可挽回的損失。
1、弱電設(shè)備雷電危害的主要原因分析
1）直擊雷是指雷電直接擊在建筑物構(gòu)架、動植物上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)等造成建筑物等損壞以及人員的傷亡。
2）感應(yīng)雷是雷電在雷云之間或雷云對地放電時，在附近的戶外傳輸信用卡號線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害。感應(yīng)雷雖然沒有直接雷猛烈，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。
3）雷電浪涌是近年來由于微電子的不斷使用引起人們極大重視的一種雷電危害形式，同時其防護方式也不斷完善。最常見的電子設(shè)備危害不是由于直接雷擊引起的，而是由于雷擊發(fā)生時在電源和通訊線路中感應(yīng)的電流浪涌引起的。一方面由于電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化（VLSI芯片），從而造成設(shè)備耐壓、耐過電流的水平下降，對雷電（包括感應(yīng)雷及操作過電壓浪涌）的承受能力下降，另一方面由于信號來源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波侵入
2、弱電設(shè)備的防雷措施
按照防護范圍可將弱電設(shè)備的防雷措施分為兩類，外部防護和內(nèi)部防記。外部防護是指對安裝弱電設(shè)備的建筑物本體的安全防護，可采用接閃器、分流、屏蔽網(wǎng)、均衡電位、接地等措施，內(nèi)部防護是指在建筑物內(nèi)部弱電設(shè)備對過電壓（雷電或電源系統(tǒng)內(nèi)部過電壓）的防護，其措施有：等電位連接、屏蔽、保護隔離、合理布線和設(shè)置過電壓保護器等措施。
3、弱電設(shè)備的外部防護
弱電設(shè)備的外部防護首先是使用建筑物的接閃器將主要的雷電流引入大地，其次是在將雷電流引入大地的時候盡量將雷電流分流，避免造成過電壓危害設(shè)備；第三是利用建筑物中的金屬部件以及鋼筋可以作為不規(guī)則的法拉第籠，起到一定的屏蔽作用，如果建筑物中的設(shè)備是低壓電子邏輯系統(tǒng)、遙控、小功率信號電路的電器，則需要加裝專門的屏蔽網(wǎng)，在整個屋面組成不大于5m-5m，6m-4m的網(wǎng)格，所有均壓環(huán)采用接閃帶等電位連接，第四是建筑物各點的電位均衡，避免由于電位差危害設(shè)備，第五是保障建筑物有良好的接地，降低雷擊建筑物時接點電位損壞設(shè)備。
4、弱電設(shè)備的內(nèi)部保護
1）從EMC（電磁兼容）的觀點來看，防雷保護由外到內(nèi)應(yīng)劃分為多級保護區(qū)。最外層為0級，是直接雷擊區(qū)域，危險性最高，主要是由外部（建筑）防雷系統(tǒng)保護，越往里則危險程度越低。保護區(qū)的界面劃分主要是通過防雷系統(tǒng)、鋼筋混凝土及金屬管道等構(gòu)成的屏蔽層而形成，從0級保護區(qū)到最內(nèi)層保護區(qū)，必須實行分層多級保護，從而將過電壓降到設(shè)備能承受的水平。
2）多級分級（類）保護原則：即根據(jù)電氣、微電子設(shè)備的不同功能及不同受保護程序和所屬保護層確定保護要點作分類保護；根據(jù)雷電和操作瞬間過電壓危害的可能通道從電源線到數(shù)據(jù)通信線路都應(yīng)做多級層保護。
5、電源部分防護
弱電設(shè)備的電源雷電侵害主要是通過線路侵入。對380V低壓線路應(yīng)進行過電壓保護，按國家規(guī)范應(yīng)有三部分：建議在高壓變壓器后端到二次低壓設(shè)備的總配電盤間的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加避雷器或保護器，作一級保護。在二次低壓設(shè)備的總配電盤至二次低壓設(shè)備的配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對地加裝避雷器保護器，作二級保護。在所有重要的、精密的設(shè)備以及UPS的前端應(yīng)對地加裝避雷器或保護器，作為三級保護。目的是用分流（限幅）技術(shù)即采用高吸收能量的分流設(shè)備（避雷器）將雷電過電壓（脈沖）能量分流泄入大地，達到保護目的。
6、信號部分保護
對于信息系統(tǒng)，應(yīng)分為粗保護和精細保護。粗保護量級根據(jù)所屬保護區(qū)的級別確定，精細保護要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來進行確定。
7、接地處理
一定要求有一個良好的接地系統(tǒng)，因所有防雷系統(tǒng)都需要通過接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地，從而保護設(shè)備和人身安全。如果機房接地系統(tǒng)做得不好，不但會引起設(shè)備故障，燒壞元器，嚴重的還將危害工作人員的生命安全。另外還有防干擾的屏蔽問題，防靜電的問題都需要通過建立良好的接地系統(tǒng)來解決。
8、結(jié)論
弱電設(shè)備的防雷問題是一個綜合性的工作，尤其是弱電設(shè)備的雷電浪涌防護還重視不夠，也常常由其而引起設(shè)備的損壞，所以在完善弱電設(shè)備外部防護的同時，要加強弱電設(shè)備的內(nèi)部防護，建議加強以下幾方面的工作：
1）首先要完善弱電外部雷電防護，將絕大部分雷電流直接接閃引入地下泄散。
2）其次要阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號線引入的電壓波。
3）第三限制鉗位被保護設(shè)備上浪涌過壓過流幅值在設(shè)備可承受的范圍。這三道防線，相互配合，各行其責，缺一不可。
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