浙江華匯建筑設計咨詢有限公司 蔣之閩
關鍵詞 信息系統 LEMP 保護
隨著科學技術的發展，各種信息設備得到了廣泛的應用。而信息設備對雷電較敏感，耐雷電電磁脈沖(LEMP)能力差。因此雷害問題就日益凸顯出來。
由于防雷牽涉的范圍很廣，必須系統考慮才能達到經濟有效的成果。
一、雷電對信息系統的危害
直擊雷的危害：
雷電放電主通道通過被保護物，就稱被保護物被直擊雷擊中。信息系統設備或信息系統所在建筑物被雷電直接擊中會造成設備損壞，人員傷亡等極大危害。
感應雷的危害：
雷電放電主通道沒有經過被保護物，但放電過程中產生強大的瞬變電磁場在附近的導體中感應到電磁脈沖，稱為LEMP，即感應雷。LEMP可通過兩種不同的感應方式侵入導體。一是靜電感應，在雷云中電荷積聚時，就近的導體會感應相反的電荷，當雷擊放電時，雷云中電荷迅速釋放，而導體中的靜電荷在失去雷云電場束縛后也會沿導體流動尋找釋放通道，就會在電路中形成LEMP；二是電磁感應，在雷云放電時，迅速變化的雷電流在其周圍產生強大的瞬變電磁場，附近的導體中就會產生很高的感生電動勢，在電路中形成LEMP。
LEMP沿導體傳播，損壞電路中的設備或設備中的器件。信息系統中系統接口多，線路長，給LEMP的產生，耦合和傳播提供了良好環境，而信息系統設備隨著科技的發展，集成度越來越高，抗過電壓能力越來越差，極易受LEMP的襲擊，并且損害的往往是集成度較高的系統核心器件，所以更不能掉以輕心。
由于LEMP可以來自云中放電，也可以來自對地雷擊。而信息系統與處界連接有各種長距離電纜可在更大范圍內產生LEMP，并沿電纜傳入信息系統。所以防感應雷是信息系統防雷的重點。
二、信息系統的防雷措施
直擊雷的保護：
為了盡量減少LEMP的產生，一般宜采用抑制型或屏蔽型的直擊雷保護措施，如避雷帶，避雷網和避雷小針等，以減小直擊雷擊中的概率。并盡量采用多根均勻布置的引下線，因為多根引下線的分流作用可降低引下線沿線壓降，減少側擊的危險，并使引下線瀉流產生的磁場強度減小。引下線的均勻布置可使引下線瀉流產生的電磁場在建筑物內空間內部部分抵消，以抑制LEMP的產生強度。接地體宜采用環型地網，引下線宜連接在環型地網的四周，這樣有利于雷電流的散流和內部電位的均衡。
感應雷的保護：
靜電感應產生的LEMP一般通過電力電纜，通信電纜，視頻電纜，光纖電纜的金屬外皮和天饋線侵入信息系統。所以對于進出電纜防雷防護的主要措施是：
一是進出電纜必須帶金屬屏蔽層，且應埋地進出建筑物，并在進出戶外電纜金屬外屏蔽層與聯合接地體作等電位聯結；
二是在電源上逐級加裝避雷器，實行多級防護，使LEMP在經過多級泄流后的殘壓小于信息系統設備的耐壓值；
三是對于天饋線防雷主要在同軸電纜進戶處加裝相應的高頻浪涌保護器，并且天饋線的頂端通過金屬支架接地，如無金屬支架，則采用Φ12以上鍍鋅圓鋼下引接地。如果天饋線較長，在其中間應隔20米左右與下引接地線跨接一次；
四是在建筑物內的信息系統綜合布線保護管宜采用金屬管。
避雷器的防雷能力與安裝方式有密切關系，主要是引線阻抗會產生額外的殘壓。應盡可能地縮短電力線與避雷器間的連線以及避雷器與接地匯流排板間連線的長度。多級布置避雷器可減小引線阻抗產生的額外殘壓，因為前級避雷器已將大部分雷電流泄放入地，在后級避雷器中泄放的雷電流較小。U1=I1×(Z11＋Z12＋Z13)，U2=I2×(Z12＋Z22＋Z23)，一般來說，后級瀉放的雷電流I2為前級I1的20％左右，所以必然導致引線上的附加殘壓減小。(詳見圖1)
低阻抗地線均壓網絡設計：
LEMP造成危害主要是LEMP引入后產生的毀壞性浪涌電位差造成。上述各種防雷措施主要也是想盡可能減小浪涌電位差，這是信息系統防雷的基礎，離開了這個基礎，單憑裝避雷器是不可能解決信息系統防雷的。確保雷擊時不產生毀壞性浪涌電位差的關鍵，是在于需要設計一個低阻抗地線網絡系統，該系統由適應不同電特性和負載特性的地線網絡組成。它們間相互絕緣，并只能由一個公共接地點連接，彼此間沒有閉合回路，并由公共接地點給各地線網絡提供基準零電位即等電位聯結。相互絕緣和彼此間沒有閉合回路可以保證不會因為公共阻抗過大而產生的共態共模干擾和相互間的傳導，耦合干擾；等電位聯結可以保證不會因為LEMP通過接地極時因接地阻抗過大使某段地線網絡電位上升，而產生毀壞性電位差。可以始終保護其低阻抗均壓的性質。并且該接地匯集下引線與其他下引線的多重互連是對安全有益的。(詳見圖1)
信息系統防雷重點是防感應雷，而其防雷基礎是努力實現等電位。絕對的等電位只是個模型，現在只能綜合采用分流，屏蔽、鉗位、接地等方法來近似實現。由于信息系統設備種類繁多，它們的耐過壓能力也有差別，因此，還不能對防雷的等電位進行定量分析。上述措施經過實踐證明是有效的，但不表示是最可靠和最安全的，我們還需在實踐中不斷研究和解決各種問題，才能推動信息系統防雷工作向前發展。此雷害問題就日益凸顯出來。
由于防雷牽涉的范圍很廣，必須系統考慮才能達到經濟有效的成果。
