信息化防雷的中心议题:
* 现代防雷的重点是信息化设备
* 信息防雷应根据防雷性质有针对性地进行保护
信息化防雷的解决方案:
* 常规防雷主要是避雷针
* 信息防雷需要实现低阻抗均压网络系统
摘 要:阐述了雷击电磁脉冲(LEMP)对信息设备的危害。以计算及实例说明LEMP的危害与雷击点的距离成反比。雷击概Ⅳ与雷击点高度h的平方成正比。Ⅳ 越高,LEMP的危害就越大。LEMP是信息防雷的重点,应采取屏蔽接地技术。有效防止LEMP的入侵,完善信息防雷保护,提高抗LEMP的能力。
1 现代防雷的重点是信息化设备
信 息技术设备是集计算机技术和微电子技术于一身的高科技技术产品,由大规模芯片电路组成,信号电压低,抗雷击电磁脉冲(LEMP)的能力很差,在闪电强磁场 环境下的易损性较高。雷电已成为信息技术应用中的一大公害,是现代防雷的重点。可以预言,信息化设备如果没有信息化防雷技术的配套,信息技术的开发与应用 是很困难的,尤其是雷击概率较高的地区和要求全天候作业,且不受天气制约的军用设备等就更难了。
据介绍,信息化电子设备使用中,直击雷的 概率并不高,而受LEMP危害的概率却很高,以致新闻媒体惊呼: “去年(2000年)98% 的雷击事故发生在信息化设备上,而且损失越来越大⋯⋯ 。” 中国气象局在全国第一次防雷减灾工作现场会上介绍. “有的国家每年因雷击造成的损失达到了数十亿美元⋯ ⋯ , 由于雷击过电压造成信息化设备受损率达80% .仅1988年雷电灾害就使l0多万台计算机受损”。我国信息化设备受雷电损坏的事故也屡屡发生,所以信息化设备雷害是严重的,急需解决。
2 信息防雷应根据防雷性质有针对性地进行保护
现 代防雷有信息防雷和常规防雷两类。它们的防雷重点、保护对象、防雷方法等都不一样,应区别对待。常规防雷也称传统防雷,它的保护对象主要是建筑物、工频设 备等,它的防雷重点主要是直击雷的危害, 防雷方法除避雷带、避雷网外,主要是避雷针,并靠避雷针的高度招引直接雷击,靠“引狼入室”完成直击雷保护。所以人们往往在避雷针高度上下功夫,以为避雷 针高度高了防雷效果就好了,很少讲究避雷针的负面效应、雷击概率的危害等。
而信息防雷却截然不同,它的保护对象是信息化设备、电子信息系 统;保护重点是感应雷,是LEMP的危害;保护方法是通过防雷区(LPZ)的划分、浪涌保护器(SPD)的配套保护、等电位联结、屏蔽接地处理等。实现低 阻抗均压网络系统,避免危险电位差的产生和LEMP的危害。
所以两种不同的防雷保护的防雷性质是不同的,不能混为一谈,不能用常规的防雷 方法去保护信息化设备,要根据防雷性质有针对性地进行防雷保护。在实践中,人们往往不注意防雷性质的区别,用传统的观念,常规的方法进行信息防雷保护,如 接地问题,不讲防雷性质的需要,不讲接地的目和效果,盲目追求接地电阻值,以为接地电阻值越小越好,防雷的好坏靠接地电阻值的大小了。为此有的工程投入巨 资得到0.291)阻值还不满足,还准备再投巨资使阻值再降低。他们根本不清楚信息防雷与常规防雷的区别,不清楚信息化防雷除直击雷保护外,主要是雷击电 磁脉冲的防护,是“场” 的保护,需要的是阻抗Z值的降低,而不是纯R的降低。
Z值是由两部分组成的, 即Z=R+joJL。当为常规防雷时,保护对象是工频设备(或直流设备),它们的频率都比较低,所以阻抗z中的感抗 值很小,接地电阻R的比例很大, 阻抗Z几乎等于R,这时降低R值对常规防雷来说是有其实际意义的。
而 信息防雷时,由于其保护对象主要是信息化设备,它的频率较高,一般在几十kHz到几十MHz之间,所以阻抗z中感抗值wL是大头,R值是小头。两者相比, 阻抗Z中感抗值wL是主要的,这时花大量的人力物力去降低 值,就失去其实际意义了,这时应设法去降低感抗wL值才有实际意义。但感抗wL值的降低主要是改变电感 值,因为感抗wL中Ca)=2丌厂,厂是雷电过程产生的,不以人们意志为转移,所以只有电感 值是可以改变的。阻抗z中的电感三值可以在信息防雷设计中,通过接地材料的选择、接地网络的设计,有意识地降至最低,实现低阻抗地线均压网络结构设计,满 足信息防雷的要求。