1配电系统的防护工作
雷电对电子系统的危害主要是因为电源线路感应到了电磁脉冲,因而脉冲辐射有凭借往内部扩展,所以要防雷电电磁脉冲,必须从电源线路开始。线路多为架空设置,暴露于自然界,在雷电电气下,遭受雷击的可能性非常大。在被雷击击中后,线路回路会出现极强的浪涌电压现象,浪涌电流可高达100KA。为降低浪涌强度,在设置供电线路时,不再架空设置,而是通过铠装电缆埋地的方式引入,很大程度上减少了浪涌形成的威胁。为提高供电系统的安全性和稳定性,通常会选择多级保护,电子信息系统在防电磁脉冲时,同样可以安装多级浪涌保护器。如三级保护器的安装,第一级适合安装于配电系统的总配电柜处(即总断路器的后端),通流量In通常不小于60KA;第二级则尽量位于出线柜之内,或层再配电柜中,通流量In一般不低于40KA;第三级则尽量选择微电子设备的前端,通流量In多在20KA以上,使雷电流的衰减,产生的过电压,能在电子设备的电压保护水平之内。有些设备采用的是直流供电的方式,此时应结合实际所需电压和线路长度,选择适宜的浪涌保护器,保证其标称放电电流至少为10KA,连接导线以及安装工艺皆要符合现行规范要求。在电源上也应实行多级保护,安装相应的浪涌保护器,包括变压器的高压端、低压端以及交、直流配电屏。直流浪涌保护器是刚刚提出的,与交流浪涌保护器相比,直流的残压更低,有利于提高敏感设备对电磁脉冲的防御能力。保护器的安装方式和防雷能力有关,主要是引线电感会产生额外残压,因此必须缩短电力线和保护器连线的长度。为减小额外残压,通常会多级布置保护器,当遭受雷击时,由前级将大部分电流引开,进而减小额外残压。
2信息系统的防护
①等电位连接如果系统设备遭受雷击,雷电流经过之处会有较高的脉冲电压产生,电位瞬间升高,和其他不同的设备间形成电位差,一旦差值超过了设备承受的允许范围,极有可能击穿放电,产生电磁脉冲,对电子设备造成严重的破坏。因此,须实现等电位连接,在各项设备和其他管道的连接中,应尽量消除其间的电位差,以降低损失。②电子信息系统屏蔽根据大量的资料以及规范要求,当雷击电磁脉冲即当磁场强度在室内高于800A/m或当计算机CPU高于0.07Gs计算机就会失控,当大于2.4Gs计算机就会永久失效。那怎么办呢?要解决这一问题,目前国内许多专家通常采用屏蔽的方法。1、将信息机房设在顶层及以下。2、若受办公条件影响不能做到,通常在室内设格栅屏蔽网,通常做到1m×1m以下。具体可视计算而得,近几年有些专家在一些单位屏蔽网做到0.5m×0.5m,通过几年的运行,实践证明效果还是很好的。③接地在电子信息系统保护工作中,通常会采取共用接地的方式,借助等电位连接母线将保护接地、防雷接地等进行连接。实际生活中的接地系统往往具有独立性,各自的电阻值也存在着差异,由于和防雷接地并没有进行等电位连接,虽能减少一定的干扰,但当遭受雷击,雷电流泄放入地的同时,泄流通道上的电流电压值会非常高,产生电位差,以至于损坏设备。所以应实现共用接地,且使工频接地电阻在4欧及以下即可!若将单独的接地系统组成一个大的接地网,则可以设备遭受损坏的概率大大减小。④布线加强布线的合理性和科学性,能在一定程度上改变电磁环境,进而加强系统的防雷保护。在实际的传输线布设中,为避免互相干扰,应将线路分开,禁止混杂布设,否则一旦某线路遭受脉冲辐射,便会影响到其他线路。这就要求按照线缆强弱等级,将线路分开进行布设。对于室外的线路,尽量埋设,而不是架空而设,远离金属物区,形成一个安全范围,从而降低雷电电磁脉冲(LEMP)对埋地线路的破坏。
3结束语
雷电电磁脉冲(LEMP)的危害性极大,鉴于电子信息系统的重要性,必须系统地对其防护工作进行设计,减少电磁脉冲产生过电压、过电流对电子设备的危害,进而提升电子信息系统的安全性及可靠性。
作者:王琳 王玫 单位:江西省吉安市气象局 江西省吉安市泰和县气象局