电力通信信息系统防雷接地设计研究

电力通信信息系统防雷接地设计研究

王振宁

（国网内蒙古东部电力有限公司科左后旗供电分公司内蒙古通辽028100）

摘要：随着科学技术的发展，信息系统的应用越来越广泛，建筑物内部电子信息系统的设置内容日益增加，信息系统安全使用措施是否能满足需要也突出表现出来。建筑物内的电子信息系统受到雷击的破坏，以及受到电磁波干扰事件时有发生，造成了人身安全的危害，国家财产的损失。因而建筑物内信息系统的防雷，防电磁波干扰显得尤为重要。在建筑物设计中应尽量统一考虑建筑物防雷与建筑物内电子信息系统的防雷与设备接地系统。

关键词：电力通讯，信息系统，防雷接地设计

目前，信息系统随着科技的发展，已经广泛应用到人们日常工作生活的各个方面中。为了保证信息系统的安全，因此对于电子信息系统的保护来说防雷接地系统的设置是非常必要的。

1雷击对电子信息系统造成危害

1.1直接雷击

建筑物遭受直接雷击主要有两种形式，一种是从建筑物顶部来的雷击，一种是从建筑物侧面来的雷击。数10kA甚至数100kA的雷电流经过建筑物防雷系统向大地泄放，在瞬间形成极高的地电位，该电位通过设备或装置的接地线对设备形成高电位，造成一定的破坏。

1.2雷击造成的感应过电压

数10kA甚至数100kA的雷电流经过建筑物防雷系统向大地泄放的过程中，在建筑物的防雷引下线周围会产生很强的磁场，在此强磁场范围的金属管、电线电缆上产生感应电流，形成一定幅值的电压。通过信息系统的供电线路或信号线路对信息系统造成危害。

雷击除对建筑物造成一定的破坏外，近十几年建筑中电子信息系统的设备遭受雷击而造成的损失呈明显增长的趋势。这主要是由于电子信息系统设备中微电子元器件越来越小型化，集成度高，而其耐压水平却相对薄弱，其所能承受的电压、电流以及抗雷击电磁脉冲的能力不高。据有关的研究资料表明，当磁场强度超过0.07x10-4T时，无屏蔽功能的计算机的微电子器件会出现功能失效或数据传输误码现象增加。当超过2.4x10-4T时，计算机的微电子器件会出现永久性的损坏。而对于雷电流的量值，我们不能预先知晓其值的大小，但雷电流的量值可以从数10kA到数100kA，而大多数的雷击所造成的雷电电磁脉冲较大，引发的磁场会大于足以造成微电子器件损坏的程度。因此，对于电子信息系统及机房的防雷显得尤为重要，也越来越受到广泛的重视。对于信息系统机房而言，内部设置的电子设备多，种类多，并且设置的位置又各有不同，雷电侵入的途径较多。

2电子信息系统防雷接地规范要求

电子信息系统中的防雷接地包含强电系统和弱电系统，需要掌握有关规范。民用建筑设计规范、安防工程技术规范、消防报警系统设计和施工规范等也对防雷接地有具体要求。上世纪90年代前的许多建筑没有安装消防报警系统，老建筑内是普通值班室，房间内没有专用电源和接地装置，消防系统改造工程施工前要先了解原建筑内的防雷接地位置一一配电电源从何处引来?接地线从何处引来?管路如何敷设?从楼内配电柜敷设电缆引到设备机房，新装备电箱要考虑增加浪涌保护器，配电系统上下级要匹配并满足使用功能要求。通常新增地线从强、弱电竖井及配电室引入，在值班室新设置接地端子箱，按照要求做好从接地引入点到端子箱的接地连接。计算机教室改造安装静电地板时，要设置接地端子箱，做好静电地板的铜带敷设，做好接地线可靠连接。由于设备机柜和控制台常用金属材料，所以敷设静电地板下的金属线槽、金属管、过线盒也都要做好地线与接地端子箱连接。

接地要注意一下几个方面：

(1)室外安装监控摄像机多采用立杆、墙壁、屋顶等安装方式，室外摄像机附近安装设备箱，设备箱内有电源、光端机等，室外立杆利用钢筋基础做接地装置，从基础引出接地线连到立杆的顶部避雷针，做好地线可靠连接，接地线的截面、接地电阻要符合要求；

(2)屋顶安装的摄像机金属支架与原建筑屋面防雷接地装置可靠连接；

(3)每个室外摄像机的视频线、电源线、控制线上安装浪涌保护器(SPD)；

(4)室外设备箱内安装电源变压器、光端机等设备，箱内设置接地端子排，做好地线的连接；

(5)使用的所有地线均按照要求采用黄绿相间色标导线。

3电子信息系统的防护措施

3.1防雷防护

电子信息系统防雷措施可以采用避雷针、避雷带等多种防雷手段，并且有效的保证建筑物的电子设备安全，主要采用外部防雷和内部防雷两种。

3.2外部防雷

采用措施包括直击雷防护、分流、屏蔽，根据国家对电子信息系统防雷的要求，其与建筑物防雷的接地电阻不大于1欧姆。

(1)直击雷防护

建筑物采用避雷针、避雷带等接闪器将大量雷电流引到大楼金属结构和接地网，减少雷电电磁脉冲对电子信息系统的影响。

(2)分流

利用建筑内的结构钢筋做为雷电防护的引下装置，最大限度地将雷电流尽快泄放入地，从而减少雷电电磁脉冲对电子信息系统的影响。如在建筑防雷设计规范中，三级防雷为采用两组以上(2*16或者4*10钢筋组)作为避雷带引下线。

(3)屏蔽

利用建筑物钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，即“法拉第笼“，从而实现对雷电的外部屏蔽。同时所有波导管、信号线、计算机各导线均采用屏蔽线或穿入金属屏蔽管，实现对电子信息系统本身的屏蔽。

3.3内部防雷

采用共用接地、等电位连接(等电位接地还可以对电子信息系统进行电气安全防护)和接地屏蔽，例如雷电流的波头时间、雷电电流幅度为100KA、如果雷电的电流放电通道为，则感应电势为了达到等电位、采用电涌保护器进行保护；浪涌保护器能在极短的时间内将电气回路或者通信线路中突然产生尖峰电流或者电压，进行内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害，因此一般对信号线、电源线上采取粗保、细保及精保三级滤波防护技术。

3.4接地措施

凡是建筑物内的设备均可以进行等电位连接，采用等电位连接的有浪涌避雷器、各种线缆的屏蔽层、电子设备金属外壳过电压、电流导入到大地中；同时也可以将电子设备长时间的运行过程中的大量的静电荷大地，保证设备和人身安全。

(1)等电位联接

建筑物各部分及电子信息系统通过联接，形成相等的电位，避免电子信息系统因电位差导致反击，产生雷击事故。

(2)设备金属外壳接地

设备金属外壳保护接地的作用就是，使带有金属外壳的设备外部等电位为零，这样有效的保证了电子设备的安全性，由于电子信息系统通常采用的是TN供电系统。

即，取值220V，为安全电流，一般小于30mA.s为总干线(变压器、外线、室内干线)总阻抗、总PE线(包括变压器、外线、室内干线)的阻抗、支线相阻抗、PE支线的阻抗，其单位均为。

(3)其他保护措施

采用综合布线的方法实现对电子设备的安全，电子设备是通过线缆运行和信号传输的(无线的除外)，而线缆均采用的是金属导线，金属导线在电流的作用下会产生磁场，另外数据电缆在传输过程中，承载了不同的数据信号，这些都可能是不同频率的波，电磁波的强度不同严重的会产生电磁波干扰，如埋设在地面下的当进入建筑物内时需要进行铠装保护，然后接入到等电位中。

总之，我们首先要从思想上认识“防雷减灾”的重要意义，并不断提高技术人员的防雷接地设计和施工水平。只有全面的设计方案和规范的施工工艺才能达到预期的防雷效果，减少电子信息系统的雷击损失。

参考文献

[1]管文俊.电子信息系统的防雷接地技术与措施[J].城市建设理论研究(电子版)，2015(22).

[2]孟凡灿.电子信息系统弱电机房防雷接地技术分析[J].城市建设理论研究(电子版)，2016(12).