1、1防雷接地在电子信息系统中的作用摘要 通过对雷电的种类以及原理进行分析，同时结合国家的建筑物和电子信息系统的防雷接地规范，确定防雷等级；根据现代电子信息系统的特点，有效的建立起满足电子信息系统的防雷接地系统的要求，如采用“法拉第笼”模式，能够避免雷电、静电等外部因素影响设备和人生安全。 关键词：防雷接地、电子信息系统、防雷等级、雷电年预计次数、法拉第笼 Abstract: through the analysis of lightning and lightning protection principle, combined with the national building and el
2、ectronic information system grounding specifications,determine the lightning protection level; according to thecharacteristics of modern electronic information system,and effectively establish lightning protection of electronic information system to meet the requirements of the earth system, such as
3、 the use of “Faraday cage“ mode, to avoidlightning, static electricity and other external factors affecting equipment and life safety. Keywords: lightning protection and grounding, electronic information system, lightning protection level, lightningyears 2is expected to number, Faraday cage 中图分类号： T
4、M862 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 引言 随着社会高速发展，电子信息系统得到广泛的应用；目前已经广泛深入到各个行业，包括智能建筑、工业生产及制造信息化、智能交通等领域。建设过程中过分的追求数据处理能力、通信能力和系统集成度，缺乏对电子信息系统本身的稳定性、可靠性因素足够了解，特别是防雷接地。防雷接地作为一个不可忽视的部分，能够有效的保证电子信息系统的物理链路通信和能源供应的安全可靠性，降低雷电、静电、电磁干扰对电子信息系统的正常工作，提高了系统的可靠性运行。 1 雷电种类 1）直击雷 直击雷是云层与地面凸出物之间的放电形成的。直击雷可在瞬间击伤击毙人畜。巨大的雷
5、电流流入地下，令在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，可能直接导致接触电压或跨步电压的触电事故。 2）球形雷 球形雷是一种球形、发红光或极亮白光的火球，运动速度大约为2m/s。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，极其危险。 3）雷电侵入波与雷电感应 雷电冲击波是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的雷电波。其传播速度为 3108m/s。雷电可毁坏电气设备的绝缘，使高压窜入低压，造成严重的触电事故。例如，3雷雨天，室内电气设备突然爆炸起火或损坏，人在屋内使用电器或打电话时突然遭电击身亡都属于这类事故。 雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是由于
6、雷云接近地面，在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷所致。电磁感应是由于雷击后，巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体的二次放电，从而损坏电气设备。 4）雷击电磁脉冲 建筑物防雷设计规范GB50057-2010 相关规定，雷击电磁脉冲指雷电对周围电子设备产生的电磁干扰、雷电电磁脉冲主要是雷电的电效应。雷电过程时间短、电流大、电压高、雷电击中建筑时、会使雷电流通过金属导体连接的设备产生电磁辐射干扰，形成电磁干扰源。 2 雷电预计次数 根据国家民用建筑电气设计规范JGJ16-2008、 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-20
7、04、 建筑物防雷设计规范GB50057-2010 的相关规定，建筑物防雷共分一级、二级、三级防雷；电子信息系统在建设过程中可以根据防雷的等级的分类进行防护。年预计雷击次数计算公式为： 其中 建筑物预计雷击概率（次/年） 年平均雷电日（日） ，可以根据当地气象部门查询 校正系统，一般情况取值 1、野外建筑物取 2、金属屋面建筑物取 1.7、特别潮湿取 1.5 4-与建筑物截收相同雷击次数的等效面积，千平方米。 计算方法为，设建筑物的长、宽、高分别为 L、W、H，单位为米。 ，当米时， , 米时。 3 电子信息系统的防护措施 在整个电子信息系统的防雷中，其防护原理类似于“法拉第笼” ， 即“法拉
8、第笼”是一个由金属或者良导体形成的笼子。根据接地导体静电平衡的条件，笼体是一个等位体，内部电势为零，电场为零，采用“法拉第笼” ，能够有效的避免电子信息系统受到各种雷击的影响。 3.1 防雷防护 电子信息系统防雷措施可以采用避雷针、避雷带等多种防雷手段，并且有效的保证建筑物的电子设备安全，主要采用外部防雷和内部防雷两种。 1.外部防雷 采用措施包括直击雷防护、分流、屏蔽，根据国家对电子信息系统防雷的要求，其与建筑物防雷的接地电阻不大于 1 欧姆。 1）直击雷防护 建筑物采用避雷针、避雷带等接闪器将大量雷电流引到大楼金属结构和接地网，减少雷电电磁脉冲对电子信息系统的影响。 2）分流 利用建筑内的
9、结构钢筋做为雷电防护的引下装置，最大限度地将雷电流尽快泄放入地，从而 减少雷电电磁脉冲对电子信息系统的影响。如5在建筑防雷设计规范中，三级防雷为采用两组以上（2*16 或者 4*10 钢筋组）作为避雷带引下线。 3）屏蔽 利用建筑物钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，即“法拉第笼“，从而实现对雷电的外部屏蔽。同时所有波导管、信号线、计算机各导线均采用屏蔽线或穿入金属屏蔽管，实现对电子信息系统本身的屏蔽。2.内部防雷 采用共用接地、等电位连接（等电位接地还可以对电子信息系统进行电气安全防护)和接地屏蔽，例如雷电流的波头时间、雷电电流幅度
10、为100KA、如果雷电的电流放电通道为，则感应电势为 为了达到等电位、采用电涌保护器进行保护；浪涌保护器能在极短的时间内将电气回路或者通信线路中突然产生尖峰电流或者电压，进行内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害，因此一般对信号线、电源线上采取粗保、细保及精保三级滤波防护技术。 3.2 接地措施 凡是建筑物内的设备均可以进行等电位连接，采用等电位连接的有浪涌避雷器、各种线缆的屏蔽层、电子设备金属外壳过电压、电流导入到大地中；同时也可以将电子设备长时间的运行过程中的大量的静电荷大地，保证设备和人身安全。 61）等电位联接 建筑物各部分及电子信息系统通过联接，形成相等的电位，避免电子信息系
11、统因电位差导致反击，产生雷击事故。 2）设备金属外壳接地 设备金属外壳保护接地的作用就是，使带有金属外壳的设备外部等电位为零，这样有效的保证了电子设备的安全性，由于电子信息系统通常采用的是 TN 供电系统。 即，取值 220V，为安全电流，一般小于 30mA.s 为总干线（变压器、外线、室内干线）总阻抗、总 PE 线（包括变压器、外线、室内干线）的阻抗、支线相阻抗、PE 支线的阻抗，其单位均为。 3）其他保护措施 采用综合布线的方法实现对电子设备的安全，电子设备是通过线缆运行和信号传输的（无线的除外） ，而线缆均采用的是金属导线，金属导线在电流的作用下会产生磁场，另外数据电缆在传输过程中，承载了不同的数据信号，这些都可能是不同频率的波，电磁波的强度不同严重的会产生电磁波干扰，如埋设在地面下的当进入建筑物内时需要进行铠装保护，然后接入到等电位中。 参考资料 【1】 现代建筑电气设计指南 陈元丽 中国水利水电出版社 2007 【2】 建筑供配电与照明 魏明 龙莉莉重庆大学出版社 2005 【3】 民用建筑电气设计规范JGJ-2008 中国建筑东北设计研究院 72008 【4】 建筑电气设计基础徐晓宁 华南理工大学出版社 2007
