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防雷基本理论2008-12-30 13:40现代防雷的技术原则强调全方位综合防护，层层设防，把防雷看作一个系统工程；要求将外部防雷和内部防雷结合在一起统一考虑，对于已装有外部防雷设施的建筑物，一定要加装内部防雷设施。防雷是一项防患于未然的工作。但对过电压，则是我们日常生活中每天都会遇到的。众所周知，当电流在导体上流动时，会产生磁场能量。电流越大，能量越大。当大负载电器设备开关时，便会产生瞬时过电压。据ccitt测试，一般电源线上的感应电流在3000a左右，感应电压通常不超过6kv，而导致计算机误动作所需脉冲电压仅1-2v即可。长期的各类过电压侵害，可造成设备关键元器件提前老化、失效，其长期的维护费用也是不可低估的。
实际上过电压又称浪涌电压，其分类如下表所示：
*注：emi-electro magnetic interference 电磁干扰
rfi-radio frequency interference 无线电干扰
各类过电压会出现多种有害效应，需要给予综合防护。除上述情况外，浪涌过电压所造成后果还包括以下几方面：
（1） 设备损坏，造成工作人员伤亡。
（2） 影响或干扰设备的正常使用功能。
（3） 传输或存储的信号或数据受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪，造成设备停机，局域网乃至广域网遭到破坏
自2000年元月1日起《气象法》正式出台，将弱电防雷纳入法律标准规范。
现代防雷技术的原则强调全方位防护，层层设防，把防雷看作一个系统工程。
1．雷电防护框架图：
2．现代防雷技术措施：简称abcdegs
a： avoiding-躲避 b： bonding-等电位连结
c： conducting-传导（各类避雷针、带、网）
d： dividing-分流（各类电源、信号类避雷器）
e： eliminating-消雷（消雷器，目前已被否定）
g： grounding-接地 s： shielding-屏蔽
（三）现场分析
根据现场的实际情况，依据iec整体防雷技术要求，应对电源系统、信号系统、接地系统实施综合防雷。
二、设计依据：
1．国家标准《建筑物防雷设计规范》gb50057-94
2．《电力设备过电压保护设计技术规程》gb64-83
3．《电子设备雷击保护导则》gb7450-87
4．《电子计算机机房设计规范》gb50174-93
5．《计算站场地安全要求》gb9361-88
6. 邮电部部标准《通信局（站）接地设计暂行技术规定（综合楼部分）》ydj26-89
7.《微波站防雷与接地设计规范》yd2011-93
8. iec 61312-1《雷电电磁脉冲的防护 第一部分 通则》
9. iec 61312-2《雷电电磁脉冲的防护 第二部分 屏蔽，等电位连接和接地》
10. iec 61312-3《雷电电磁脉冲的防护 第三部分 过电压保护装置的要求》
三、雷击引入途径及防范措施、产品选型：
（一）途径：
雷电入侵途径除直击雷外，还有：
a. 建筑物外部传输线（包括室外传来的电力电源线、通讯线、网络线、天馈线或这类电缆的金属外套等）引入的感应过电压（1000m范围内）。
b. 地线反击。
（二）防范措施：
1．电源系统：
电源系统受到雷击侵害的可能性最大，依据iec61643防雷规范之防雷要求，对电源系统应实施三级保护。 第一级：在总配电室安装三相电源防雷箱，各机房（站）总配电处安装三相电源防雷箱，可将数万伏的过电压初步限制到2500伏以内，通流容量（8/20μs）： 40ka -70ka.
可选取产品型号： ds74、ds44 (法国citel公司产品) 或fld-380b/8、fld-380a/4、ppsⅰ/3（asp系列产品）。
第二级：在各分配电箱及个别大功率（p>2500w）的设备前安装三相/单相电源防雷箱，可将通过第一级后的过电压进一步限制到1500伏以内，通流容量（8/20μs）：20ka - 40ka。
可选取产品型号： ds44、ds42(法国citel公司产品)或fld-380a/4、fld-220a/2、ppsⅱ/3、ppsⅱ/1（asp系列产品）。
第三级：在其它需保护设备的前端，采用插座式电源防雷器，可将通过第二级后的过电压限制到550伏以内（iec标准要求限制在900伏以内，700伏以内则为安全电压），通流容量（8/20μs）：10ka。
可选取产品型号：lt-a6-420ns、lt－a6－420ns-pro（asp系列产品）。
此级防雷是最重要也是最容易被忽视的地方。现代的电子设备都使用很多的集成电路和半导体元件，例如在银行中大量使用的hp、ibm的设备的使用手册规定，要求电源的上下波动范围不超过10%，而我国电网的供电质量还不是很高，220v电压经常会在160v-300v之间波动，而且电网的谐波相当高。若不做此级的防雷，由经过二级防雷保护而进入设备的雷击残压仍可能有千伏之上，或者在传输到设备的线路上感应到雷击的电压仍然会很高，这将对后接设备造成很大的冲击，并导致设备的损坏。\"保护\"是相对于\"危险\"而言的，所以，对于那些特别敏感、特别重要的设备，更需加以保护。采用防雷插座作为第三级的防雷器，串联在设备前端，可以将过电压保护和防雷保护结合在一起，对内部产生的操作过电压（如感性或容性负载设备的启动或关机等）和高压静电亦有极好的防范效果。
通过三级保护，层层设防，可防范从直击雷到各级过电压的侵袭。
2．信号系统
由于雷击发生时，产生巨大的瞬变电磁场，在1km范围内的金属环路都会感应到雷击，信号系统如通信系统、网络系统等的线路仍然会流入大约10%的雷击能量，将影响各系统的正常运行甚至彻底破坏系统。因此这部分的防雷也是相当关键的。现代的信号防雷器反应速度可高达10-12秒，可以完全保护半导体元件不受雷击侵害。可在各系统线路中加装专用防雷器加以防护，如下图示：
a. 在各通信线路上加装专用通讯防雷器加以防护。在rs232信号线上加装针式防雷器加以防护。产品型号：rj45－tele／2（4、8）、rj45－ddn （isdn）／4、rj45－v11ei／4（8）、db-x（asp系列产品）。
b. 在网络系统中工作站、服务器、hub/switch及重要的单机等处安装网络防雷器加以防护。产品型号：rj45－e100／4（asp系列产品）。
3. 天馈系统
天馈线的引下线极易引入雷电。在天线引入室内时安装天线同轴信号防雷器加以防护。在天馈线（如卫星接收系统）处，安装天馈防雷器加以防护。产品型号：p8ax-09（25）（法国citel公司产品）
4．接地系统
接地系统是雷击保护、过电压保护、静电保护等的基础，良好的接地系统可以使设备的工作和数据的传输更为安全可靠。机房接地系统包括：室内均压等电位处理、机房专用地网工程和地电位均衡处理三个方面。
①室内采用铜网线作均压联接。
②采用铜质材料的管、线、排等型材，对整体机房地网的接地体、引下线、均压带等进行有效联接。
a.接地体采用asp系列slea-jd008长效电解离接地极，埋入深度2.5 m -3m。
b.引下线采用扁钢，埋入深度0.5m以下。c.焊接后作防腐处理。
关于地网：
由于微电子技术的快速发展与广泛应用，对于通讯设备、微机网络、数据控制机等工商业设备上的接地网的要求也越来越高，主要有以下三点：
a.提供安全、纯净的接地方式，即发生电源故障（如电波式电源故障断路）时，能快速地将故障电流泻放入地。
b.不得让其它用途的接地系统与本系统连接或距离太近构成回路。
c. 在高架地板下设一个信号基准网，以保证各设备在运行时保持等电位。
③地电位处理：《计算机机房环境技术》要求：防雷接地极与其它机房接地应严格分开。但由于环境、场地等限制，在实际中难以保证做到国家有关标准要求的距离（一般约在20-30m以上），因此应做地电位均衡处理。在各接地之间加装sl-gi600/8型地电位均衡器，以保证雷击瞬间各地网间达到等电位。（室内则采用sl-gi600/5型地电位均衡器）
[本贴已被 zhangzhongshou 于 2009-3-31 12:34:31 修改过] | 
发表于 2009-3-25 03:46
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