監控系統感應雷防護示意圖系統圖
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概 述
雷電是發生在大氣層中的聲、光、電物理現象,屬自然災害之一。有史以來,雷電便以極大的破壞力造成建築物倒塌、起火和人員傷亡,給人類的生活、工作帶來瞭很大的影響。
美國研究報告[AD-722675]指出:當雷電活動時,磁感應強度達到0.07GS時,計算機發生誤動作,當磁感應強度超過2.4GS時,計算機發生永久性損壞。因而伴隨雷電所產生的雷電電磁脈沖對微電子設備將產生嚴重的危害。
圖例1 雷電引入途徑示意圖
通常雷擊侵襲的主要途徑有四種:
1. 直接雷擊的侵襲:由於雷電流很大,通過的時間又短,如果雷電擊在樹木或建築物構件上,被雷擊的物體瞬間將產生大量熱能,又來不及散發,以致物體內部的水分變成蒸汽,並迅速膨脹,產生巨大的破炸力,造成破壞;當雷電流通過金屬物體的時候,金屬物體的溫度可以達到6000-10000℃,甚至更高,將會引起火災。雷電直接擊中各種架空金屬線纜(如電力電纜、通信電纜、網路電纜等),可能瞬間產生數萬伏甚至數十萬伏的高壓,產生火花放電,毀壞線路。由此形成的巨大的機械能量及熱能,將會摧毀建築物、電器設備、危及人身安全。
2. 雷電波侵入:雷電擊中與建築物或設備連接的金屬管、線,通過傳導的方式經電阻性耦合將雷電波引入建築物內,損壞與之連接的電器設備,如傢用電器、通訊設備、網路設備等,甚至危害人身安全。
3. 雷擊電磁脈沖乾擾(感應雷擊):
l 靜電感應:當空間有帶電的雷雲出現,雷雲下的地麵及建築物等,都會由於靜電感應的作用而帶上相反的電荷,不斷積累。雷擊發生時,雷雲上的電荷迅速與地麵的異種電荷中和。而在某些局部,例如架空線路上的感應電荷,由於與大地之間的電阻比較大,不可能在同樣短的時間內消失,這樣就會形成局部地區感應高電壓。在架空線路中,感應電壓可達到300-400kv;一般低壓架空線路可達100kv;建築物也會產生相當高的危險的電壓。
l 電磁感應:由於雷電流有極大的峰值和陡度,在它周圍的空間有強大的變化的電磁場,處在這個磁場中的導體會感應出很大的電動勢。
4. 地電位反擊:在建築物沒有采用等電位接地的措施是,因為各接地系統本身的接地途徑不同,沖擊接地電阻存在差異,以及在泄放雷擊電流時,通過的雷擊電流的不均衡,將會導致地電位升高或者不平衡。當地電位差超過設備的承受強度是,即會引起反擊,損壞設備。
方案設計概述
現代防雷是一個系統工程,包括外部防雷和內部防雷,即直擊雷防護和雷電電磁脈沖防護,強調全方位防護,綜合治理,層層設防的原則。
雷電侵入機房及計算機通信等網路系統主要有四個途徑:電源系統引入;信號傳輸通道引入;地電位反擊及因機房屏蔽不良而造成的雷電電磁脈沖等。
為瞭提高機房設備及通信網路系統的運行可靠度,保障機房工作人員安全的工作環境,除瞭架設良好的避雷針,避雷帶,采取完善的直擊雷防護措施外,還須在大樓的電源系統(所有供電設備、用電設備、備用發電設備)、天饋系統、信號傳輸系統、程控交換系統、計算機網路系統等設備進行可靠有效的防護,在攔截、分流、均衡、屏蔽、接地、佈線等六大方麵實施完整的,多層次的防護措施。
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