隨著社會的不斷發(fā)展，人們對雷電的防護重要性越來越重視，其原則是:(一) 外部保護：將絕大部分雷電流直接接閃引入地下泄散;(二) 內(nèi)部保護及過電壓保護：阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號線引入的過電壓波;(三) 過電壓保護;限制被保護設(shè)備上浪涌過壓幅值。這三道防線,相互配合,各行其責(zé),缺一不可。隨著電腦通信設(shè)備的大規(guī)模使用,雷電以及操作瞬間過電壓造成的危害越來越嚴重。應(yīng)從單純一維防護(避雷針引雷入地=無源防護)轉(zhuǎn)為三維防護(有源和無源防護),包括:防直擊雷,防感應(yīng)雷電波浸入,防雷電電磁感應(yīng),防地電位反擊以及操作瞬間過電壓影響等多方面做系統(tǒng)綜合考慮。

　　1 雷電的分類及其形式

　　(1)直擊雷:所謂雷擊是指一部分帶異種電荷的云層或者是帶電的云層對大地之間迅猛的放電。這種迅猛的放電過程產(chǎn)生強烈閃電并伴隨巨大的聲音,這種放電過程叫雷電。直擊雷是指雷電直接擊在建筑物構(gòu)架、動埴物上,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。一般防直擊雷是通過避雷裝置即接閃器(針、帶、網(wǎng)、線、)引下線構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而接閃器、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護建筑物本身免受直擊雷的損毀。

　　(2)感應(yīng)雷:是雷電在雷云之間或雷云對地放電時,和在附近的戶外傳輸信號線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線發(fā)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。此外直擊雷一次只能襲擊一個小范圍的目標(biāo),而一次雷閃擊可以在較大的范圍內(nèi)多個小局部同時產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象。并且這種感應(yīng)高壓可以通過電力線、數(shù)據(jù)信號傳輸線、電話線等傳輸?shù)胶苓h,至使雷害范圍擴大。

　　(3)雷電波侵入:雷電會出現(xiàn)多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。由于雷電電流有極大峰值和陡度,在它周圍出現(xiàn)瞬變電磁場,處在這瞬變電磁場中的導(dǎo)體會感應(yīng)出較大的電動勢,而此瞬變電磁場,會在空間一定的范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁作用,也可以是脈沖電磁波輻射,而這種空間雷電電磁脈沖波(LEMP)是在三維空間范圍里對一切電子設(shè)備發(fā)生作用。因瞬變時間短或感應(yīng)的電壓很高,以致產(chǎn)生電火花,其磁脈沖往往超過2-4高斯。現(xiàn)代電子信息網(wǎng)絡(luò)機房設(shè)備的信息傳遞與交換,其對電磁脈沖承受限度一般為小于0.007高斯,故在新機房建設(shè)或舊機房改造時對防雷與磁屏蔽措施必須充分注意。

　　2 雷電電磁脈沖(過壓)的防護

　　對雷電電磁脈沖(過電壓)及操作瞬間過電壓,當(dāng)電流在導(dǎo)體上流動時,會產(chǎn)生磁場,儲存能量, 導(dǎo)線截面越大,導(dǎo)線越長,儲能越大,所以當(dāng)大型負載,特別是電感性負載電氣設(shè)備開關(guān)時,便會產(chǎn)生瞬時(過電壓)的防護,要進行多層分級(類)的保護原則,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保防護要點作分類保護,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)做好級層保護。

　　(1)對電源線和各種數(shù)據(jù)通信線路，盡可能采取穿金屬管屏蔽埋地的方式進入機房,這樣才能最大限度地削弱或減少雷電電磁脈沖(過電壓)對各種電子設(shè)備的沖擊,從而起到保護電子信息系統(tǒng)設(shè)備的目的。

　　(2)對電源供電線路設(shè)置多級過電壓浪涌保護器(SPD),雷電的侵害主要是通過線路侵入,對380V以下低壓線路應(yīng)進行過電壓浪涌保護,按國家防雷《規(guī)范》要求應(yīng)分三部分:建議在高壓變壓器后端到樓宇總配電盤間的電纜線兩端應(yīng)對地加裝避雷器作為一級保護;在樓宇總配電盤至樓層配電箱間電纜線兩端應(yīng)對地加裝避雷器,作為二級保護;在所有重要的精密設(shè)備以及UPS的前端應(yīng)對地加裝避雷器,作為三級保護。目的是對雷電電磁脈沖進行分流、限幅(壓)技術(shù),即采用高吸收能量的分流設(shè)備,避雷器(浪涌保護器),將雷電過壓脈沖能量分流泄入到大地,達到保護電子設(shè)備的目的。

　　3 等電位連接

　　為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差,就特別需要實行等電位連接,目的是減少需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差,電源線、信號線、金屬管道,接地線都要通過過壓保護器進行等電位連接,各個內(nèi)層保護區(qū)的界面處同樣要依此進行局部等電位連接,各個局部需要用等電位連接線相互連接,并最后與主等電位連接排相連。電位均衡連接,就是使導(dǎo)體良好的導(dǎo)電性連接、使它們達到電位相等,為雷電流提供低阻抗通道,以使它迅速泄流入地。

　　4 共用接地系統(tǒng)

　　在信息系統(tǒng)機房建設(shè)中,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,損壞元器件,嚴重的還將危害工作人員的生命安全。另外還有防護干擾的屏蔽問題、防靜電的問題都需要通過建立良好的接地系統(tǒng)來解決。一般整個建筑物的接地系統(tǒng)有建筑物基礎(chǔ)地網(wǎng)、電源地、信號地、防雷接地等,為了防止雷擊發(fā)生時形成不同之間的電位差而損壞設(shè)備,應(yīng)該把各系統(tǒng)的接地都連接起來,成為一個共用接地系統(tǒng),如有特殊設(shè)備需要設(shè)獨立地時,可通過地電位均衡器(等電位連接器)來實現(xiàn)等電位連接。

　　5 小結(jié)

　　建筑物和電子設(shè)備的雷電防護,主要做好如下幾方面防護措施:

　　(1)對建(構(gòu))筑物主要要做好防直擊雷的保護。主要設(shè)置好避雷帶(針)、網(wǎng)、線;引下線,接地地網(wǎng)等防雷設(shè)施。

　　(2)對電子設(shè)備的雷電防護,主要是做好防雷電感應(yīng)措施,如設(shè)置安裝過電壓浪涌保護器(SPD)、線路屏蔽、等電位連接、共用接地等。

　　(3)經(jīng)過上述防雷措施就能最大限度地減少或避免雷擊對建筑物、電子設(shè)備及人員的危害。