摘　要：

摘　要：信息時代的到來使電子信息系統(tǒng)得到了廣泛的普及與應用，一旦遭受雷擊將會對電子信息系統(tǒng)造成嚴重威脅，因此，對雷電入侵電子信息系統(tǒng)的途徑及防護措施進行研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。本文著重分析了雷電入侵電子信息系統(tǒng)的2種途徑，并在此基礎上找出合理、有效的防護電子信息系統(tǒng)的方法，以確保該系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞：

關鍵詞：雷電　電子信息系統(tǒng)　雷電防護

   目前，電子設備的規(guī)模及數(shù)量在電子信息系統(tǒng)中的應用不斷擴大，電子計算機也得到了廣泛的應用。但是這些電子設備普遍存在著過電壓耐受能力差、絕緣強度不高等弱點。當其遭到電磁脈沖的入侵時，會永久性的破壞這些電子系統(tǒng)設備，從而為日常的生產(chǎn)、生活及經(jīng)濟帶來嚴重損失。因此，在電子信息系統(tǒng)中，尤其是對于精密的電子設備及計算機而言，，如何做好其雷電防護工作，并確保其安全、正常運行，已經(jīng)受到社會各界的廣泛關注。

1　雷電入侵電子信息系統(tǒng)的途徑

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

1.1　直接雷擊

    直接雷擊指的是雷電直接對動植物、建筑物等物體上。直接雷擊帶來的危害有以下幾點。①通過被擊物體，強大的雷電流能夠產(chǎn)生大量的熱效應，從而使被擊物體的溫度突然升高，嚴重時還會引發(fā)火災。②當有巨大的雷電流通過時，空氣會急劇的膨脹，并以極快的速度擴散到四周，位于其附近的冷空氣將會被強烈的壓縮，從而形成沖擊波，對附近的樹木、建筑物造成破壞，甚至還會傷及到人員。③雷電流在經(jīng)過導體時，會產(chǎn)生比較強的雷電電磁場，從而出現(xiàn)電動力效應，會使導體因受力出現(xiàn)變形甚至折斷。

1.2　感應雷擊

　�、俑袘讚糁傅氖抢纂娡ㄟ^電磁感應或靜電感應對被擊物體造成一定程度的損壞。有50%的雷電流能夠直接進入大地，其余的雷電流會進入到電源線、金屬管道等各電氣通道。感應雷雖然不及直擊雷猛烈，但是其發(fā)生的幾率較高。當發(fā)生雷擊輸電線路或雷閃放電現(xiàn)象時，通常會有較大的電磁場產(chǎn)生，該電磁場能夠在輸電線路上通過多種方式形成暫態(tài)過電壓，并沿著線路以流動波的形式進行傳播。通常情況下，在距離雷擊中心2km左右范圍內(nèi)都容易產(chǎn)生危險過電壓，對電路設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)生強大的瞬變電磁場，導體在瞬變電磁場中通常會感應出電動勢并通過導線傳輸?shù)竭h處的電氣設備。瞬變電磁場還會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備發(fā)生作用。由于感應電壓過高或者瞬變時間較短，致使產(chǎn)生電火花。

　�、鄣仉娢环磽�。位于電子信息系統(tǒng)內(nèi)部的微電子設備及計算機都要求具有相同的地。當建筑物遭受到直接雷擊時，如果雷電流被泄入不同接地系統(tǒng)，會造成電位不均，高電位的地會對低電位的電造成反擊，致使電氣設備遭到損壞。

　�、芾纂妼芸站�路的影響。架空線路遭到雷擊會產(chǎn)生瞬態(tài)的高電壓，為了防止瞬態(tài)的高電壓通過線路對帶有電子信息系統(tǒng)的建筑物造成一定程度的損壞，架空線路應該在入戶處進行套管屏蔽處理。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，無論采取埋地還是架空處理遭受直接雷擊和感應雷侵襲的可能性都比較大。為了有效的避免遭受雷擊，在對線路進行設計的過程中，必須結(jié)合電子信息系統(tǒng)所在的雷電區(qū)域進行綜合考慮。

2　電子信息系統(tǒng)的防護措施

2.1　減少感應電壓

    雷電流能夠經(jīng)過最外層的接地導體而流入大地，因此，要想使建筑物的防雷性能有所增強，需要適當?shù)脑诮ㄖ锏耐獠吭鲈O一些接地導體。建筑物內(nèi)部的電磁場與其外層接地導體的數(shù)量息息相關，其外部的接地導體越多，電磁場則越小，電子設備遭受瞬態(tài)過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備，可以通過增加接地導體來增加雷電防護。

2.2　保護露天設備

    多數(shù)系統(tǒng)都會安裝天線、太陽能熱水器、測試傳感器等一些外部設備。這些設備既會受到感應雷的嚴重威脅，還會遭受雷電的直接襲擊，因此對直擊雷進行防護非常有必要。為確保露天設備的安全，要使室外的露天設備與防雷系統(tǒng)之間進行有效的屏蔽連接。對于建筑物系統(tǒng)而言，要在建筑物的頂部加裝避雷針。對于金屬塔而言，其槽鋼應該選用L型，金屬塔上附著的電纜應該沿著塔的內(nèi)部走線，以有效的避免直擊雷的侵入。對于空調(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，從而對露天設備起到保護作用。

2.3　設備擺放位置的選擇

    擺放電子設備時不應該與大電流及被感應瞬態(tài)過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)的導體網(wǎng)及樓頂避雷針的距離太近，因此電子設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，因此擺放電子設備時不能與建筑物外墻距離太近。由于雷電具有較強的吸引性，它會選擇高大建筑物作為其泄入大地的路徑，產(chǎn)生出的強大的雷電流還會形成較強的干擾電磁場，因此在擺放電子設備時不能與煙囪、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，電子設備會發(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單獨的地電位參考點相互連接，可以選擇金屬板、電源地、外墻內(nèi)部的局部導體環(huán)或內(nèi)部的環(huán)形導體等作為等電位帶，并且還要與接地系統(tǒng)的接地極相互連接。

　�、谧詈迷谝惶帉θ康臄�(shù)據(jù)電纜、金屬管及電力進行引入和引出，還要將其金屬外殼在一個點上進行連接，之后再連接總的地線端子。最好能夠大量的對建筑物間的地線進行并行互連，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)來實現(xiàn)這一方案。數(shù)據(jù)電纜及電力等還應該使用金屬線槽、金屬管等設施進行防護，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)過電壓可能會對建筑物內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信、信號電纜、電力網(wǎng)等造成一定程度的威脅，因此，在對建筑物內(nèi)部的電子設備進行布線時，要盡量避開帶有雷電電流的導體或建筑物的頂部。當數(shù)據(jù)線與電源線之間形成較大面積的環(huán)型時，將會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、電源等線路應該彼此隔離的進行并排敷設，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電力電纜進行防護。

　　屏蔽也能夠?qū)﹄妶黾按艌銎鸬狡琳献饔茫洚a(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。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，防護瞬態(tài)過電壓應該采取兩端接地。

參考文獻：

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