信息系统电子设备雷电防护措施浅析

摘要：雷电作为一种自然放电现象，它通过强电磁干扰，侵入电子设施内部电路，对电子设备造成多种形式的损害，轻则干扰电子设备的正常运行，重则局部或整体损害电子设备。本文指出了信息系统雷电防护的必要性，并根据雷电造成电子设备损坏的途径及原因，提出了针对性的防护措施，希望为保证电子设备的稳定高效运行提供有益的参考。

关键词：电子设备；雷电防护；信息系统；直击雷防护

Abstract: as a kind of natural lightning discharge phenomenon, it through the strong electromagnetic interference, invade the circuit inside the electronic facilities, cause various forms of damage to electronic equipment, light interfere with the normal operation of electronic equipment, electronic devices or partial or total damage. This paper points out the necessity of information system lightning protection, and according to the lightning damage electronic devices of the route and cause of the corresponding protective measures are put forward, hope in order to ensure stable and efficient operation of electronic equipment provides the beneficial reference.

Key words: electronic equipment; Lightning protection; Information system; Lightning protection

中图分类号：TM93 文献标识码：A文章编号：

一 信息系统雷电防护的必要性

雷电作为大自然的放电现象，给人类带来自然灾害，古已有之，而且雷电气象活动频率与历年相比，并无多大差异，但是随着近年来信息技术的飞速发展与各种信息系统的建立与电子设备的应用，雷电灾害的频率、范围和经济损失等都在迅速上升，是信息时代与网络时代的冷面杀手，被国际电工委员会(IEC)称为“电子化时代的一大公害”。这是因为在电子技术与信息技术的推动下，电子元器件的微型化、集成化程度越来越高，各种电子设备的过电压的抵抗力降低，而雷电通过强电磁干扰，侵入电子设施内部电路，对电子设备造成多种形式的损害，轻则干扰电子设备的正常运行，重则局部或整体损害电子设备。因此加强电子设备雷电防护成为当务之急， 本文从实践经验出发，结合防雷技术，浅谈了信息系统电子设备雷电防护措施。

二 雷电造成电子设备损坏的途径及原因

对信息系统电子设备造成危害的雷电主要有直击雷、雷电浪涌等，通过应用各种先进的有针对性的防雷技术，可以有效的降低雷电灾害程度。人们对直击雷认识比较全面，对它的防护也相对完善。但是人们对雷电浪涌的认识有待深化，对它的防范比较薄弱。许多信息系统电子设备遭受雷击，很大程度上是由于对弱电防雷考虑不充分。

(1)直击雷指雷电直接击在建筑物、动植物等物体上,由电效应、热效应等对建筑物、动植物造成损坏以，严重时还会造成人员伤亡。

(2)雷电波侵入指在雷云之间产生的雷电或者是雷云在对地放电时,对周围的户外传输信号线路、设备间连接线、埋地电力线产生了强烈的电磁感应，并侵入到电子设备中,对串联在线路中或终点的电子设备进行破坏。雷电波侵入的发生强度没有直击雷强烈,但是它的发生几率远远高于直击雷。

(3)雷电电涌随着微电子的广泛使用进入人们的视野，并引起了人们的重视。电子设备遭受的雷电灾害不是由直接雷击造成的，而是因为在雷击时电源与线路中感应的电流电涌造成的。造成这一现象的原因主要有两方面，一方面电子设备内部高度微型化、集成化，耐过电压、耐过电流的能力下降，不能有效的抵抗雷电电涌的冲击；另一方面，电子设施信号来源路径繁多，使得信息系统易遭受雷电波的侵袭，电涌电压可以通过多种途径如电源线、信号线等侵入电子设备。

三 电子设备雷电防护措施分析

要对信息系统进行全面的防护，采取的措施要考虑以下两点：一是尽可能减小信息系统机房的雷电电磁场强度，故要加强屏蔽措施；二是要考虑机房内电源、信号线路的雷电电磁脉冲在线路上产生的过电压保护。故应从以下几点实现防护：

1机房建筑物屏蔽

现代建筑物多采用钢筋混凝土结构，整体是一个法拉第笼式的避雷网，建筑物中的钢筋除了具有防雷作用外，还起到屏蔽的作用，虽然它们的网格结构是稀疏的，但可以对建筑物外部的雷电电磁脉冲磁场进行初步抑制，使磁场得到一定程度的衰减。

2内部屏蔽

电子信息系统设备的屏蔽：信息系统机房应选择在建筑物的低层中心位置，其设备应远离外墙引下线，设置在雷电防护区较高的区域内，机柜接地系统要保持良好的连接。

线路屏蔽和敷设：机房的各种金属管道、电力电缆、电力线缆、通信线路等最好应该埋地引入，各种线缆均要采取屏蔽措施，金属丝纺织网、金属软管、硬导管、栈桥均可以用于屏蔽线缆。

3等电位连接系统

将信息系统机房内电器、电子设备的金属外壳、机柜、机架、计算机直流地、防静电接地、安全保护接地、电涌保护器（SPD）接地端和信号线路屏蔽外层均以最短距离就近连接到等电位端子上。

4浪涌保护器

信息系统机房内有电源线路和信号线路两种。对于采用TN-S的供电方式线路，第一级保护是在配电柜前端安装三厢电压开关型SPD，第二级保护是在分配电柜处安装限压型SPD，第三级是在信息设备前端安装限压型SPD，对信号传输来讲，在信息机房服务器、交换机等传输设备的端口安装信号SPD。

5合理布线系统

在布设机房线缆时，电源线路和信号线路所形成的回路面积要尽量的小，且不能与墙壁中的防雷系统引下线分支平行，避免发生较大的回路感应电动势而击坏电子设备。同时要注意机房线缆与其他金属设备、管线、电力线等的距离，距离太近都有可能通过金属导体耦合产生过电压，对设备系统造成危害。

6接地系统

接地主要有共用接地系统和独立接地两种形式。由于独立接地不利于过电压保护，故常采用共用接地系统，即将防雷接地、工作接地、各种装置的外壳、电子设备的信号接地都统一接到建筑物的基础接地上，当雷击时，建筑物电力系统的电压与信息设备工作接地时的电压同时上升，保持了设备间的电动势平衡，因此共用接地系统能够让信息系统在雷击时正常工作。

四 结束语

通过对雷电造成电子设备损坏的途径及原因的分析，提出了防御措施，为防雷设计、防雷工程及雷灾调查提供了实用技术理论和参考依据，也为采用最有效、最优的方式进行雷电防护提供了研究方向。

参考文献：

[1] 包炳生;;雷电电磁脉冲对电子设备的危害及其防护[J];电子技术应用;1996年06期

[2] 杨联华;双鹂;;基层部门电子设备雷电隐患与防范[J];科技情报开发与经济;2004年02期

[3] 郭永峰;;计算机系统的防雷措施及通信系统的接地[J];内蒙古科技与经济; 2008年19期

[4] 李锐海;;电子设备的防雷及防电磁干扰[J];云南电力技术;1998年02期

[5] 韩盛涛;;对雷电电磁脉冲的防护措施[J];黑龙江气象;2002年01期