浅析电子信息系统的防雷设计

摘要：雷电对电子信息系统造成的危害是极大的，只有做好防雷措施才可以将受到雷击而引发的电子信息设备损失降到最低。电子信息设备的防雷工作得到各界人士越来越多的关注。本文主要分析了雷击对电子信息产生的影响以及如何进行防范，目的就是为了可以更好的保护电子信息系统的安全。

关键词： 电子信息防雷 设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着时代的不断进步，现如今电子信息已经渗入到我们生活的每一个角落，我们正常的生活活动已经离不开电子信息。一套完整的电子信息系统包含大量电子设施，而这些电子设施自身就存在着一定的低绝缘性，现如今电子信息设备已经逐渐趋于高集成化，其最大的劣势就是对电压电流的忍受能力有限，特别是雷电对电子信息系统造成的损害尤为严重。电子信息系统的雷电防护（以下简称信息防雷）是一件关系到我国国民经济的发展、科学技术的进步和国防现代化建设的一件大事。应予高度重视、认真对待。

一、加强电子信息系统雷电防护工作的必要性和重要性

雷电灾害是十种最严重的自然灾害之一。全球每天约发生800万次雷电，每年因雷击造成的人员伤亡、财产损失不计其数。导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故频繁发生。从卫星、通信、导航、计算机网络系统、通信指挥系统和有室外天馈设备的信息系统更是雷电的重灾区。从某种意义上说，科技越发达，雷击对人类的危害就越大。

二、电子信息系统综合防雷技术

电子信息系统防雷包括对直击雷的防护和对雷电电磁脉冲（感应雷）的防护。对雷电电磁脉冲的防护又应综合考虑雷电成灾的多种物理因素，针对雷电的各种耦合途径、耦合通道及其危害机理，采用相应的综合防雷技术和措施。

对于直击雷重要的一点就是做到均压,接闪装置在接闪雷电时,引下线立即产生高电位,会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络,并使其电位升高,进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险,最简单的办法是采用均压环,将处于地电位的导体等电位连接起来,一直到接地装置。室内的金属设施、电气装置和电子设备,如果其与防雷系统的导体,特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时,则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时,室内的所有设施立即形成一个“等电位岛”,保证导电部件之间不产生有害的电位差,不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。

以弱电系统的防雷而言,除雷电直击外,最具有破坏作用的是二次效应,也就是静电感应雷和电磁感应雷,由于雷电具有高电位、大冲击电流、瞬时性的特点,强大的闪电产生静电场、交变电磁场和电磁辐射,以雷电波侵入、地电位反击等形成雷电电磁脉冲,产生强大的变电磁场、使周围的金属产生感应电势和感应电流。

随着微电子设备的广泛应用,雷电浪涌是引起人们极大重视的一种雷电危害,同时其防护方式也不断完善。最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的,而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。一方面由于电子设备内部结构高度集成化,从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降,对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降,另一方面由于信号来源路径增多,系统较以前更容易遭受雷电波侵入。雷电浪涌对弱电设备的危害主要分为电源浪涌和信号系统浪涌两方面。电源浪涌属于强电的范畴,不在本文讨论之中。

信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如传输线)受到这些干扰信号的影响,会使传输中的数据产生误码,影响传输的准确性和传输速率。排除这些干扰将会改善网络的传输状况。

屏蔽防雷措施的目的是阻挡空间电磁波感应、过电压以及磁场能量侵入被保护的通信设备,起到抑制、消除电磁场的干扰和危害。建筑通信机房时,房屋的六面应敷设金属屏蔽网;进出机房的电力线、信号线如无屏蔽层,从室外引入前必须穿管埋地;架空音频电缆的牵引钢丝两端应进行接地,最大限度衰减从各种导线上引入雷电高电压,以减少雷电电磁干扰。

隔离措施:由弱电自动化装置构成的控制系统中必须解决好接口信号的隔离,抑制传输过程中产生的各种干扰,才能使系统稳定可靠运行。电源部分可以安装交流电源隔离变压器;对于数字输入信号,大部分都利用光电隔离器或者串接各种信号防雷设备,也有一些使用脉冲变压器隔离和运算放大器隔离;对于数字输出信号也是主要采用光电隔离器或者串接各种信号防雷设备。对于模拟量输入信号,可采用安装音视频隔离变压器、光隔离器等进行隔离。对于计算机网络接口,可以采用专用的网络防雷器,距离较远时可采用光纤进行传输。

三.结束语

现代信息系统中，一个设计良好的防雷系统对设备安全运行是至关重要的，只有严格按照综合防雷的原则，从各个可能的雷击引入途径进行规划保护，才能保证整个信息系统的安全运行。

参考文献

［1］ 乔国林，陆勤.电子信息系统的雷击风险与雷电防护。