淺析建筑物電子信息系統防雷接地的重要性

【摘 要】 隨著現代電子技術的不斷發展，各種高、精、尖的電子設備不斷推廣和普及應用，電子信息系統也廣泛應用于電力、政府部門、金融部門、教育系統、交通系統、商業等企事業中，由于這些電子信息系統的電子設備內部結構的高度集成化，耐過電壓、耐過電流的水平極低、抗雷擊能力，避雷針對這些電子設備的保護也無能為力，因而極易遭受雷電流的沖擊而損壞，輕者使終端計算機和通信設備損壞、通信中斷、各種信息無法傳遞：重者使網絡服務器損壞，致使網絡癱瘓，工作無法進行，甚至導致工作人員因雷擊身亡。因此，為了使計算機網絡系統正常運作，防止雷擊造成的重大損失，有必要對電子信息系統進行綜合雷電浪涌防護措施，除了要安裝良好的避雷針、避雷帶，還必須在電源系統、信號系統進行可靠、有效的防護工作、并具備可靠的接地裝置。

【關鍵詞】 電子信息系統；雷擊；防雷等電位連接；電氣系統；電涌保護器

【Key words】 electronic information system； lightning stroke； lighting equipotential bonding ； electrical system； surge protective device

隨著科學技術的不斷發展，各類電子通信產品在電力系統中的廣泛應用，電子系統越先進，芯片的集成度越高，電路越復雜、工作電壓越低，對環境穩定性要求越高。抗電磁干擾能力要強。而雷擊事件極高的電壓幅值和不可預測性更是電子系統的最大危害。它極大的危害著現代電子運行的安全，應該引起供電系統的足夠重視。

因此，電子信息系統防雷保護應采取的防雷措施、和內部防雷措施應協調統一，按工程整體要求，進行全面規范，做到安全可靠、技術先進綜合防護。

1、雷電對電子信息設備的破壞性

雷 電是 一 種自然現象，按照目前的防雷理論，雷擊從形式上可分為直接雷擊與感應雷擊兩種。接 雷擊是指雷電直接雷擊在物體上，產生電效應、熱效應和機械力破壞的雷擊現象。對于直接雷擊的防護，目前，主要采用給建筑物設置避雷裝置（如避雷針等）以及在強電系統安裝高低壓避雷器裝置等辦法，此方面應用相對較成熟，此處不做詳述。感應雷擊是指雷電通過靜電感應或電磁感應途徑破壞被擊物，目前，弱電設備發生的雷擊多為感應雷擊故障，其破壞力主要表現為以下三點： （）1 由于雷電引發的電荷分布不均，通過靜電感應而產生的局部過壓對電子設備的損害。據有關資料稱，此電壓有時可達幾十千伏，足以使接

地不良的電器遭受破壞；

（2）由于雷電流形成的電磁場的變化，通過電磁感應使周圍導體產生過壓。此感應電壓往往會沿導線傳輸，破壞與之相連的相關電子設備；

（3）雷擊使微電子設備地不“干凈”，電位不均，導致高電位地反擊從而破壞電子設備。

2、電子設備被雷擊的防護方法主要有分流、屏蔽、接地及等電位連接和過電壓保護等方法

分流

利用避雷針、避雷帶和避雷網等將雷電流沿引下線安全地流入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設備上。

屏蔽

防感應雷擊阻止它的有效手段就是屏蔽要利用鋼筋混凝土結構內的頂板、地板、墻面、梁柱以及建筑物墻體中的鋼筋并金屬門窗，通通聯結起來使它們構成一個六面體的網籠，即法拉第籠式避雷網，使其達到屏蔽的目的。此外，所有的線路都要穿金屬管保護或選用雙層屏蔽電纜及同軸電纜，并將金屬管和屏蔽層兩端可靠接地。由于雷電流是由建筑物外墻四周柱子內的鋼筋接地的，因而外墻處的電流密度大，其周圍的磁場強，所以建筑物內的所有電子設備的交流電源線、通信線、數據傳輸線的主干線不應該在靠近外墻處敷設，最好作優化設計并架設在樓的中心部位。

接地及等電位連接

電氣設備的工作接地及保護接地與建筑物防雷接地均利用樓底板內的鋼筋及地梁內的主筋連通作為接地系統的接地裝置，將基礎內主筋通常焊接成環形閉合回路作為總等電位連接帶，這種設計可充分利用建筑物的基礎作為接地系統并可防止跨步電壓帶來的危害。

等電位連接和共用接地在雷電防護的重要作用。根據IEC標準，建筑物內的各個電器系統通常只能共用一個接地系統。采用獨立接地，雖然可使各系統之間不會造成互相干擾，但是當發生雷擊的時候，各系統的接地就會出現不同的電位，產生電位差，使電子設備因這瞬間的高位差而被擊穿。而等電位連接的目的，在于減小需要防雷的空間內各金屬部件和各系統之間的電位差，防止雷電反擊。所以應把建筑物內及附近的所有金屬管道、電纜金屬屏蔽層、電力系統接地線、防雷接地線以及金屬地板框架、設施管路、金屬門窗等統一用電氣連接的方法連接起來，使整座建筑物空間成為一個良好的等電位體，并以最短的線路連到最近的等電位連接帶上。采用等電位連接和共用接地系統后，可使訊號接地不形成閉合回路，共模型態的雜訊不易產生，同時可消除靜電和電場的干擾，不易受磁場干擾。

過電壓保護：

在電源線路引入的總配電箱處裝設 I 級試驗的電涌保護器。電涌保護器的電壓保護水平值應小于或等于2.5kV ，每一保護模式的沖擊電流值當無法確定時應取等于或大于12.5kA。

在電子系統的室外線路采用金屬線時，其引入的終端箱處應安裝D1類高能量試驗類型的電涌保護器，其短路電流當無法確定是否有屏蔽層時，其雷電流應選用1.5kA。在電子系統的室外線路采用光纜時，其引入的終端箱處的電氣線路側，當無金屬線路引出本建筑物至其他有自己接地裝置的設備時可安裝B2類慢上升率試驗類型的電涌保護器，其短路電流宜選用75A。

3、結束語

綜上所 述 ，為了有效地防止雷擊事故的發生，不僅要有完善的建筑物避雷設施、完備的電力供電系統避雷措施，還要有良好的電子設備防雷接地系統，這樣才能盡量避免雷擊事故的發生，保護電子信息設備的安全。

參考文獻

[1] 《建筑物防雷設計規范》 GB 50057-2010

[2] 《建筑物電子信息系統防雷技術規范》 GB 50343-2004

[3] 《民用建筑電氣設計規范》 JGJ 16-2008