弱電系統雷電防護特性仿真分析

佟越波

摘 要 弱電系統防護過程中要注重對雷電的防范，因為雷電很可能造成整個弱電系統出現安全事故，輕則導致弱電系統出現癱瘓、停止工作，重則致使弱電系統遭到破壞之后導致產生火災或者其他嚴重性的破壞問題。因此文章主要針對弱電系統的防雷問題進行研究，主要針對弱電系統的外部防范以及內部防范進行分類研究，證實了弱電系統防雷不僅要加強外部防范，而且還要加強內部防范，為弱電系統提供防雷建議，使得我們在弱電系統的雷電防范上取得突破性成果。

關鍵詞 弱電系統；雷電防護；特性；仿真實驗

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0116-01

隨著當前電子技術的快速發展，現代電子設備、計算機系統逐漸在我們生活的得到了廣泛的應用，這些系統多屬于弱電系統，而且它們對于防干擾的要求很高，同時也很容易被雷電擊壞。當建筑物受到雷擊時，避雷裝置難以將產生的雷擊電流引入地下，而會在附近產生磁場，形成相鄰導線間出現感應電壓，此時建筑中的防雷系統不僅不能夠有效保護整個系統，而且還可能造成整個系統受到雷擊電磁脈沖的影響。若雷電造成電壓和磁場達到了某一閥值，則可能導致整個系統無法使用，而且還可能導致弱電系統的器件完全損毀。

1 弱電系統外部防雷技術要點介紹

所謂的外部防雷技術主要是面對雷電直擊的防范，只有建立起一個非常良好的外部防雷系統，才能夠減小內部防雷的壓力[1]。對于弱電系統的保護，需要建立起一個完整的防護體系，切實做到對弱電系統進行完善保護，下面就弱電系統的防護具體技術進行介紹。

1.1 外接地保護

外部防雷首先要考慮到整個弱電系統所處的建筑位置，建筑物盡量不要被雷直擊，選址的時候注意盡量避免可能的直接雷擊情況。弱電系統防雷接地保護主要是金屬構架、電纜、管道以及穿線鐵管等連載一起和總接地網與屏蔽籠連接。計算機網絡系統的設備防雷主要進行工作接地、防雷接地以及計算機邏輯接地、保護接地過程中最好采用共地方式進行接地，另外還可以采用計算機的邏輯接地，計算機邏輯接地主要采用的是引外接地，通過主接地網暫態共地可達到防反擊效果[2]。

1.2 泄流保護

幾乎所有的計算機房均不能避免受到雷擊的影響，因此在弱電系統中防止雷擊顯得非常重要。尤其在弱電系統中需要加強分流設計，分流設計具有分流50%的作用，另外還可以降低電位。采用分流技術防止雷直擊時使用接閃器，可以使得整個保護系統處于接閃器的保護范圍之內；接閃器保護裝置外接的保護角與防閃安全距離要大于3 m。

2 弱電系統內部防雷技術要點介紹

所謂的內部防雷指的是對侵入的雷電能量進行分層次的均衡泄放，從而達到降低或者消滅瞬態現象帶來的電位差，進而保證內部人員和設備的安全，主要的內部防雷技術手段是屏蔽和均壓，均壓又被稱為等電位連接[3]。

2.1 雷電防護區的劃分

根據電磁兼容的原理，可以將系統按人、物以及系統對雷電電磁脈沖的感受強度等來進行由外到內的不同防護，根據內外不同防護的特點選不同的防護措施。

2.2 屏蔽

屏蔽措施就是利用各種屏蔽體對雷電的電磁干擾和電壓能量進行阻擋和衰減的方法，其中針對屏蔽的主體不同可以分為建筑物屏蔽、設備屏蔽和金屬線纜屏蔽。對弱電系統來說，尤其是如衛星、通信等方面的信息系統，雷電電磁脈沖很大部分都從線路侵入的，所以對于弱電系統來說，做好線路屏蔽就顯得尤為重要。對于金屬線路，在引入建筑物時采用埋地引入的方式，并將金屬屏蔽層的兩頭有效的接地，并且埋地的長度不得小于15 m，對于建筑內部的線纜，建議其走向走專用的弱電線路或者金屬管道，金屬管道或者走線槽全線電氣連通，并可靠的接地[4]。

3 弱電系統中的過電壓保護措施

由于弱電系統對雷電的高度敏感性，再加上受到雷電影響的途徑多元化，這就決定了弱點系統的防雷方面的工作必須具備綜合性、針對性和科學性，針對不同的雷害途徑來選擇對應的防雷措施。如避雷針、避雷帶、避雷網的安裝：防直接雷擊，安裝接地裝置與引下線：將雷電電流引入地下，防止反擊，雷電屏蔽：削弱雷電感應，等電位連接：防止反擊，安裝電涌保護器：限制感應電壓的侵入，降低反擊侵害。這些綜合起來就組成了整個弱電系統全方位、多層次的防雷結構，各個防雷措施相輔相成，緊密的配合，最大限度的保護弱電系統能夠正常的工作，各個防護措施是整個防雷系統中不可分割的一部分。

雷電波對建筑入侵的主要形式有以下兩種：一是直擊雷，二是感應雷。通常來說，直擊雷直接擊中樓中變電所內的電子設施設備的可能性不大，對計算機系統和電子設備影響較大的主要是感應雷，感應雷入侵計算機系統和電子設備的主要途徑有以下三種：一是從信號線路侵入，二是雷電地電位反擊電壓通過接地體侵入，三是從供電電源線侵入[5]。

另外弱電系統在使用共用的接地系統時要注意雷電對整個系統的威脅，盡可能的選用小接地電阻，這樣可以減少對整個接地系統的傷害。雖然有IEC標準指出，一幢建筑物內只能有一個接地系統，各種用途的接地都要納入到整個電位范圍之內，然后形成共用的接地系統。IEC所要求的共用接地系統和弱電保護系統均取得了很好的防雷效果。如果在接地的過程中不按照標準接地，則非常容易造成接地電位出現反擊。共用接地系統是通過接地網繞建筑而成的環形地網，而不是利用鋼架機構和建筑基礎作為共用系統，不允許地面上進行兩網均衡連接。

4 總結語

當前對于防雷技術的要求越來越高，防范過程中不斷強調綜合治理、全方位保護、層層保護等要求。針對計算機辦公大樓、工業、商業自動化控制樓開展防雷保護顯得非常重要，電壓保護過程中需要貫徹防護的思想，不斷應用內部防雷、外部防雷等技術來加強對整個弱電系統的保護。隨著當前科學技術的快速發展，弱電系統越來越多，對于今后的網絡布線具有非常重要的意義。

參考文獻

[1]李宏博.變電站弱電系統防雷保護研究[D].華北電力大學（北京），2009.

[2]李桂川，郝玉濤.淺談智能建筑弱電系統的防雷設計[J].電子技術與軟件工程，2014（05）：132-133.

[3]陳軍兵.高層智能建筑及其弱電系統防雷論述[J].門窗，2012（05）：80，82.

[4]趙旭洲，曲華東.水廠弱電系統防雷措施探討[J].中國科技信息，2009（11）：104，107.

[5]楊群，李如強，張世謹，宋啟堃.淺析弱電系統防雷技術評價[J].廣西氣象，2009（S2）：71-72.endprint