摘　要：

摘　要：信息時(shí)代的到來(lái)使電子信息系統(tǒng)得到了廣泛的普及與應(yīng)用，一旦遭受雷擊將會(huì)對(duì)電子信息系統(tǒng)造成嚴(yán)重威脅，因此，對(duì)雷電入侵電子信息系統(tǒng)的途徑及防護(hù)措施進(jìn)行研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文著重分析了雷電入侵電子信息系統(tǒng)的2種途徑，并在此基礎(chǔ)上找出合理、有效的防護(hù)電子信息系統(tǒng)的方法，以確保該系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：

關(guān)鍵詞：雷電　電子信息系統(tǒng)　雷電防護(hù)

   目前，電子設(shè)備的規(guī)模及數(shù)量在電子信息系統(tǒng)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，電子計(jì)算機(jī)也得到了廣泛的應(yīng)用。但是這些電子設(shè)備普遍存在著過(guò)電壓耐受能力差、絕緣強(qiáng)度不高等弱點(diǎn)。當(dāng)其遭到電磁脈沖的入侵時(shí)，會(huì)永久性的破壞這些電子系統(tǒng)設(shè)備，從而為日常的生產(chǎn)、生活及經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。因此，在電子信息系統(tǒng)中，尤其是對(duì)于精密的電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)而言，，如何做好其雷電防護(hù)工作，并確保其安全、正常運(yùn)行，已經(jīng)受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。

1　雷電入侵電子信息系統(tǒng)的途徑

    雷電指的是雷雨云對(duì)地或者雷雨云之間產(chǎn)生的激烈的放電現(xiàn)象。在這一過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生極大的雷電流，還伴隨著巨大的聲響及強(qiáng)烈的閃光。雷擊包括直接雷擊和感應(yīng)雷擊兩種。

1.1　直接雷擊

    直接雷擊指的是雷電直接對(duì)動(dòng)植物、建筑物等物體上。直接雷擊帶來(lái)的危害有以下幾點(diǎn)。①通過(guò)被擊物體，強(qiáng)大的雷電流能夠產(chǎn)生大量的熱效應(yīng)，從而使被擊物體的溫度突然升高，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)火災(zāi)。②當(dāng)有巨大的雷電流通過(guò)時(shí)，空氣會(huì)急劇的膨脹，并以極快的速度擴(kuò)散到四周，位于其附近的冷空氣將會(huì)被強(qiáng)烈的壓縮，從而形成沖擊波，對(duì)附近的樹木、建筑物造成破壞，甚至還會(huì)傷及到人員。③雷電流在經(jīng)過(guò)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生比較強(qiáng)的雷電電磁場(chǎng)，從而出現(xiàn)電動(dòng)力效應(yīng)，會(huì)使導(dǎo)體因受力出現(xiàn)變形甚至折斷。

1.2　感應(yīng)雷擊

　�、俑袘�(yīng)雷擊指的是雷電通過(guò)電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)對(duì)被擊物體造成一定程度的損壞。有50%的雷電流能夠直接進(jìn)入大地，其余的雷電流會(huì)進(jìn)入到電源線、金屬管道等各電氣通道。感應(yīng)雷雖然不及直擊雷猛烈，但是其發(fā)生的幾率較高。當(dāng)發(fā)生雷擊輸電線路或雷閃放電現(xiàn)象時(shí)，通常會(huì)有較大的電磁場(chǎng)產(chǎn)生，該電磁場(chǎng)能夠在輸電線路上通過(guò)多種方式形成暫態(tài)過(guò)電壓，并沿著線路以流動(dòng)波的形式進(jìn)行傳播。通常情況下，在距離雷擊中心2km左右范圍內(nèi)都容易產(chǎn)生危險(xiǎn)過(guò)電壓，對(duì)電路設(shè)備造成一定程度的損壞。

　�、诶纂婋姶琶}沖的破壞。由于雷電具有極大的陡度與峰值，在其周圍容易產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)，導(dǎo)體在瞬變電磁場(chǎng)中通常會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)并通過(guò)導(dǎo)線傳輸?shù)竭h(yuǎn)處的電氣設(shè)備。瞬變電磁場(chǎng)還會(huì)在一定的空間范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁作用或者脈沖電磁波輻射，但是這種雷電電磁脈沖波只能在三維的空間中與全部的電子設(shè)備發(fā)生作用。由于感應(yīng)電壓過(guò)高或者瞬變時(shí)間較短，致使產(chǎn)生電火花。

　�、鄣仉娢环磽簟Ｎ挥陔娮有畔⑾到y(tǒng)內(nèi)部的微電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)都要求具有相同的地。當(dāng)建筑物遭受到直接雷擊時(shí)，如果雷電流被泄入不同接地系統(tǒng)，會(huì)造成電位不均，高電位的地會(huì)對(duì)低電位的電造成反擊，致使電氣設(shè)備遭到損壞。

　　④雷電對(duì)架空線路的影響。架空線路遭到雷擊會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)的高電壓，為了防止瞬態(tài)的高電壓通過(guò)線路對(duì)帶有電子信息系統(tǒng)的建筑物造成一定程度的損壞，架空線路應(yīng)該在入戶處進(jìn)行套管屏蔽處理。由于建筑物的通信電纜、低壓供電電纜、高壓供電電纜等都是從外部引入，因此，無(wú)論采取埋地還是架空處理遭受直接雷擊和感應(yīng)雷侵襲的可能性都比較大。為了有效的避免遭受雷擊，在對(duì)線路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須結(jié)合電子信息系統(tǒng)所在的雷電區(qū)域進(jìn)行綜合考慮。

2　電子信息系統(tǒng)的防護(hù)措施

2.1　減少感應(yīng)電壓

    雷電流能夠經(jīng)過(guò)最外層的接地導(dǎo)體而流入大地，因此，要想使建筑物的防雷性能有所增強(qiáng)，需要適當(dāng)?shù)脑诮ㄖ�物的外部增設(shè)一些接地導(dǎo)體。建筑物內(nèi)部的電磁場(chǎng)與其外層接地導(dǎo)體的數(shù)量息息相關(guān)，其外部的接地導(dǎo)體越多，電磁場(chǎng)則越小，電子設(shè)備遭受瞬態(tài)過(guò)電壓侵入及干擾的可能性也越小。如果建筑物的內(nèi)部安裝有重要的電子設(shè)備，可以通過(guò)增加接地導(dǎo)體來(lái)增加雷電防護(hù)。

2.2　保護(hù)露天設(shè)備

    多數(shù)系統(tǒng)都會(huì)安裝天線、太陽(yáng)能熱水器、測(cè)試傳感器等一些外部設(shè)備。這些設(shè)備既會(huì)受到感應(yīng)雷的嚴(yán)重威脅，還會(huì)遭受雷電的直接襲擊，因此對(duì)直擊雷進(jìn)行防護(hù)非常有必要。為確保露天設(shè)備的安全，要使室外的露天設(shè)備與防雷系統(tǒng)之間進(jìn)行有效的屏蔽連接。對(duì)于建筑物系統(tǒng)而言，要在建筑物的頂部加裝避雷針。對(duì)于金屬塔而言，其槽鋼應(yīng)該選用L型，金屬塔上附著的電纜應(yīng)該沿著塔的內(nèi)部走線，以有效的避免直擊雷的侵入。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的外露部分而言，暴露在外的金屬外殼要與建筑物頂部的避雷網(wǎng)絡(luò)相互連接，暴露在外的電線要與金屬管道之間做屏蔽連接，從而對(duì)露天設(shè)備起到保護(hù)作用。

2.3　設(shè)備擺放位置的選擇

    擺放電子設(shè)備時(shí)不應(yīng)該與大電流及被感應(yīng)瞬態(tài)過(guò)電壓威脅的地方距離太近。由于建筑物的底層與建筑防雷系統(tǒng)的導(dǎo)體網(wǎng)及樓頂避雷針的距離太近，因此電子設(shè)備盡可能不要在建筑物的底層擺放。由于雷電流能夠首先流經(jīng)建筑物的外墻，尤其是其拐角處，因此擺放電子設(shè)備時(shí)不能與建筑物外墻距離太近。由于雷電具有較強(qiáng)的吸引性，它會(huì)選擇高大建筑物作為其泄入大地的路徑，產(chǎn)生出的強(qiáng)大的雷電流還會(huì)形成較強(qiáng)的干擾電磁場(chǎng)，因此在擺放電子設(shè)備時(shí)不能與煙囪、天線等高大建筑物距離太近。

2.4　接地與連接

　　受等電位不平衡、接地不良及地電位不一致等因素的影響，電子設(shè)備會(huì)發(fā)生阻抗耦合瞬態(tài)干擾的現(xiàn)象。

　�、贁�(shù)據(jù)電纜、氣管、水管等引入部件都要與一個(gè)單獨(dú)的地電位參考點(diǎn)相互連接，可以選擇金屬板、電源地、外墻內(nèi)部的局部導(dǎo)體環(huán)或內(nèi)部的環(huán)形導(dǎo)體等作為等電位帶，并且還要與接地系統(tǒng)的接地極相互連接。

　�、谧詈迷谝惶帉�(duì)全部的數(shù)據(jù)電纜、金屬管及電力進(jìn)行引入和引出，還要將其金屬外殼在一個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行連接，之后再連接總的地線端子。最好能夠大量的對(duì)建筑物間的地線進(jìn)行并行互連，以大幅度減少建筑物之間產(chǎn)生的雷電流，可以使用網(wǎng)格式地線系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一方案。數(shù)據(jù)電纜及電力等還應(yīng)該使用金屬線槽、金屬管等設(shè)施進(jìn)行防護(hù)，并與網(wǎng)格地線系統(tǒng)做好屏蔽連接。

2.5　電纜布線與屏蔽

　　瞬態(tài)過(guò)電壓可能會(huì)對(duì)建筑物內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信、信號(hào)電纜、電力網(wǎng)等造成一定程度的威脅，因此，在對(duì)建筑物內(nèi)部的電子設(shè)備進(jìn)行布線時(shí)，要盡量避開帶有雷電電流的導(dǎo)體或建筑物的頂部。當(dāng)數(shù)據(jù)線與電源線之間形成較大面積的環(huán)型時(shí)，將會(huì)獲得較大的雷電能量，因此要盡可能的防止。為了有效的減少環(huán)型面積，數(shù)據(jù)通信、電話、電源等線路應(yīng)該彼此隔離的進(jìn)行并排敷設(shè)，電纜可以放在內(nèi)部帶有金屬隔離的同一管道或相鄰管道。樓層之間的電纜可以采取環(huán)型布線，以減少環(huán)路的面積。屏蔽電纜也是一種較為有效的措施，能夠減小電纜對(duì)外產(chǎn)生電磁輻射或受到電磁輻射，還可以使用電纜槽或金屬管對(duì)電力電纜進(jìn)行防護(hù)。

　　屏蔽也能夠?qū)﹄妶?chǎng)及磁場(chǎng)起到屏障作用，其產(chǎn)生的效果與沖擊電磁波的頻率、屏蔽的結(jié)構(gòu)、材料等多種因素直接相關(guān)。在儀器表系統(tǒng)中，通常采取單端接地使環(huán)路的面積得到有效減小。但是，防護(hù)瞬態(tài)過(guò)電壓應(yīng)該采取兩端接地。

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