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閃電電涌侵害弱電設(shè)備的雷害分析及保護(hù)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(qiáng)大的破壞能力。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)生活各個(gè)方面的使用越來(lái)越廣，人們?cè)谑芤嬗谖㈦娮拥臉O大方便的同時(shí)，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(gè)系統(tǒng)癱瘓，造成無(wú)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(dòng)植物上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)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(duì)地放電時(shí)，在附近的戶外傳輸信用卡號(hào)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(méi)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(lái)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(shí)其防護(hù)方式也不斷完善。最常見(jiàn)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(shí)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(guò)電流的水平下降，對(duì)雷電（包括感應(yīng)雷及操作過(guò)電壓浪涌）的承受能力下降，另一方面由于信號(hào)來(lái)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(hù)范圍可將弱電設(shè)備的防雷措施分為兩類(lèi)，外部防護(hù)和內(nèi)部防記。外部防護(hù)是指對(duì)安裝弱電設(shè)備的建筑物本體的安全防護(hù)，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(hù)是指在建筑物內(nèi)部弱電設(shè)備對(duì)過(guò)電壓（雷電或電源系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓）的防護(hù)，其措施有：等電位連接、屏蔽、保護(hù)隔離、合理布線和設(shè)置過(guò)電壓保護(hù)器等措施。
3、弱電設(shè)備的外部防護(hù)
弱電設(shè)備的外部防護(hù)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(shí)候盡量將雷電流分流，避免造成過(guò)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(hào)電路的電器，則需要加裝專門(mén)的屏蔽網(wǎng)，在整個(gè)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(diǎn)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(shí)接點(diǎn)電位損壞設(shè)備。
4、弱電設(shè)備的內(nèi)部保護(hù)
1）從EMC（電磁兼容）的觀點(diǎn)來(lái)看，防雷保護(hù)由外到內(nèi)應(yīng)劃分為多級(jí)保護(hù)區(qū)。最外層為0級(jí)，是直接雷擊區(qū)域，危險(xiǎn)性最高，主要是由外部（建筑）防雷系統(tǒng)保護(hù)，越往里則危險(xiǎn)程度越低。保護(hù)區(qū)的界面劃分主要是通過(guò)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(jí)保護(hù)區(qū)到最內(nèi)層保護(hù)區(qū)，必須實(shí)行分層多級(jí)保護(hù)，從而將過(guò)電壓降到設(shè)備能承受的水平。
2）多級(jí)分級(jí)（類(lèi)）保護(hù)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(hù)程序和所屬保護(hù)層確定保護(hù)要點(diǎn)作分類(lèi)保護(hù)；根據(jù)雷電和操作瞬間過(guò)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(jí)層保護(hù)。
5、電源部分防護(hù)
弱電設(shè)備的電源雷電侵害主要是通過(guò)線路侵入。對(duì)380V低壓線路應(yīng)進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)，按國(guó)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(pán)間的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對(duì)地加避雷器或保護(hù)器，作一級(jí)保護(hù)。在二次低壓設(shè)備的總配電盤(pán)至二次低壓設(shè)備的配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對(duì)地加裝避雷器保護(hù)器，作二級(jí)保護(hù)。在所有重要的、精密的設(shè)備以及UPS的前端應(yīng)對(duì)地加裝避雷器或保護(hù)器，作為三級(jí)保護(hù)。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(guò)電壓（脈沖）能量分流泄入大地，達(dá)到保護(hù)目的。
6、信號(hào)部分保護(hù)
對(duì)于信息系統(tǒng)，應(yīng)分為粗保護(hù)和精細(xì)保護(hù)。粗保護(hù)量級(jí)根據(jù)所屬保護(hù)區(qū)的級(jí)別確定，精細(xì)保護(hù)要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來(lái)進(jìn)行確定。
7、接地處理
一定要求有一個(gè)良好的接地系統(tǒng)，因所有防雷系統(tǒng)都需要通過(guò)接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地，從而保護(hù)設(shè)備和人身安全。如果機(jī)房接地系統(tǒng)做得不好，不但會(huì)引起設(shè)備故障，燒壞元器，嚴(yán)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(wèn)題，防靜電的問(wèn)題都需要通過(guò)建立良好的接地系統(tǒng)來(lái)解決。
8、結(jié)論
弱電設(shè)備的防雷問(wèn)題是一個(gè)綜合性的工作，尤其是弱電設(shè)備的雷電浪涌防護(hù)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(hù)的同時(shí)，要加強(qiáng)弱電設(shè)備的內(nèi)部防護(hù)，建議加強(qiáng)以下幾方面的工作：
1）首先要完善弱電外部雷電防護(hù)，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(hào)線引入的電壓波。
3）第三限制鉗位被保護(hù)設(shè)備上浪涌過(guò)壓過(guò)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(zé)，缺一不可。
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