关于电子信息系统机房的雷电防护

2022-09-11

因大规模集成电路在信息系统设备中的大量运用, 因微电子集成模块受耐压及雷电冲击能力较弱, 在发生雷击时很容易受到雷电波及雷电电磁脉冲的入侵而损坏, 从而使信息系统处于瘫痪状态;电子信息系统遭受雷电的影响是多方面的, 既有直接雷击, 又有从电源线路, 信号线路等侵入的雷电电磁脉冲, 还有在附近落雷形成的电磁场感应以及接闪器接闪后由接地装置引起的地电位反击, 在进行防雷设计时不但要考虑防直击雷, 还要防雷电电磁脉冲, 雷电电磁感应和地电位反击等, 即电子信息系统应采用外部防雷和内部防雷等措施进行综合防护。

1 防直击雷措施

(1) 电子信息机房的信息系统之所以要考虑防直击雷, 主要因为当直击雷击中机房的建筑物时会很强的雷电流, 对于没有做好直击雷防备设施的建筑物内, 由于电压降分布不均会造成局部高电位反击, 损坏设备, 甚至伤害工作人员, 其次是由于强大的直击雷电流会使机房的地电位升高到几万伏乃至几十万伏, 并且通过电力系统和信号电缆的接地点反馈到其他地方, 同时殃及接在电网和通信网络上的信息系统设备。

(2) 电子信息系统机房所处的建筑物楼宇在防直击雷设施方面上应符合国家《建筑物防雷设计规范》GB50057-94的要求 (如建筑物上避雷针、带、网、引下线, 接地装置及其接地电阻等) 否则应进行整改, 以减少建筑物遭到雷击时, 雷电流电磁脉冲, 电磁感应电压, 雷电波入侵对电子信息系统的影响。

(3) 电子信息系统机房的位置应选择低层的中心部位, 并尽量远离建筑物外墙结构柱子, 根据电子信息设备的重要程度, 设备机房宜设置在LPZ2、LPZ3区域内, 不宜选在楼宇的顶层, 这是因为顶层在建筑物天面接闪器受雷击时或建筑物附近落雷时, 受电磁场影响较大;而楼层较低的中央部位能有一定屏蔽作用, 磁场能够得到进一步的衰减, 对设备防护有利, 顶层的电磁场较强, 容易产生感应电压而损坏电子设备。

2 防雷电感应措施

(1) 为减小静电感应和电磁感应的干扰, 电子信息系统机房电源供电系统应采用金属屏蔽层的电缆或一般塑料外皮电缆穿金属管全线直接埋地敷设进线, 在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上, 其他通信电缆也同样进线, 如果不能做到全线直接埋地, 直接埋地的长度应符合L≥2m[其中L为金属铠装电缆或护套电缆穿钢管埋于地中的长度 (m) , ρ为埋地电缆处的土壤电阻率 (Ω·m) ], 但不应小于15m。

(2) 架空金属管道, 在进出建筑物处, 应与防雷电感应的接地装置相连。距离建筑物100m内的管道, 应每隔25m左右接地一次, 其冲击接地电阻不应大于20Ω, 并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接;埋地或地沟内的金属管道, 在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连。

(3) 电源线、通信电缆的芯线、电话线、电视传输线等各种报警通信电缆的芯线等都应接上合适的避雷器, 并将接地端接到统一的共用地网中。

(4) 电子信息系统信号线路浪涌保护器的选择, 应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、带宽、工作电压、接口形式、特性阻抗等参数, 选用电压驻波比和插入损耗小适配的浪涌保护器。

(5) 电源线路的各级浪涌保护器应分别安装在被保护设备电源线路的前端, 各级浪涌保护器连接导线应平直, 其长度不宜超过0.5m。当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于10m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时, 在两级浪涌保护器之间应加装退耦装置。

3 信息系统机房的等电位连接与接地

(1) 电子信息系统的机房应设等电位连接网络。电气和电子设备金属外壳、机柜、机架、金属管槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地安全保护接地、浪涌保护器接地端等均应以最短的距离与等电位连接网络的接地端子连接。

(2) 防雷接地与交流工作地、直流工作地、安全保护地、宜共用一个接地系统, 上述四种接地的接地引出线可与环形接地体相连形成等电位连接, 但防雷接地在环形接地体上的接地点与其他几种接地的接地点之间的距离宜大于10m, 采用共用接地系统的目的是达到均压, 等电位以减小各种接地设备间, 不同系统之间的电位差, 从而达到保护电子信息系统的目的。

4 结语

信息系统机房的防雷设计要从现代防雷技术出发, 要做好外部防雷, 内部防雷, 主要做好屏蔽、合理布线、等电位连接、安装浪涌保护器 (SPD) 和良好的接地装置, 采取全面综合防雷措施才能起到良好雷电防护效果。

摘要：随着国民经济的高速发展, 信息化在各行各业的广泛普及和应用, 在进行建筑物电子信息系统防雷设计时, 应根据建筑物电子信息系统的特点, 将防直击雷和防感应雷措施协调统一, 根据环境因素、雷电活动规律, 按工程整体要求, 进行全面规划, 做到安全可靠, 也就是说:电子信息机房的电子设备的防雷问题, 应当综合来考虑, 这样才能减少或避免雷电对信息系统设备的危害。

关键词：信息系统机房,雷电防护