摘要：本文針對弱電系統(tǒng)設(shè)備的特點，分析了造成弱電設(shè)備損壞的主要原因，提出了具體的防范措施，供大家參考。
關(guān)鍵詞：弱電 設(shè)備 防雷
0 引言
隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，電子信息設(shè)備的應(yīng)用已深入至各個領(lǐng)域，各種電子、微電子裝備已在各行業(yè)大量使用。由于這些系統(tǒng)和設(shè)備耐過電壓能力低，雷電高電壓以及雷電電磁涌流侵入所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)都會對系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾或永久性損壞，造成較大的經(jīng)濟損失。因此解決電子信息系統(tǒng)對雷電災(zāi)害的防護問題，十分重要。電子信息系統(tǒng)設(shè)備的多樣化、復(fù)雜化，其微電子元器件的工作電壓較低，通信信號幅度相對較小等特點，如在回路中設(shè)置防雷設(shè)施勢必會影響通信、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備的可靠、安全和暢通。這給弱電設(shè)備的過電壓防范帶來一定的難度。為了減少雷電感應(yīng)致使自動化控制系統(tǒng)等弱電設(shè)備損壞，造成直接和間接的重大經(jīng)濟損失，有必要對弱電設(shè)備的防雷與接地技術(shù)進行研究，采取有效的防雷措施。
1 造成弱電設(shè)備損壞的主要原因
1.1 直擊雷 所謂直擊雷是指雷擊點直接作用在設(shè)備上或作用在傳輸線路上，由傳輸線路引人造成設(shè)備的損壞。直擊雷造成設(shè)備損壞的程度一般都較為嚴重，一般采取安裝避雷針和布設(shè)避雷帶進行防雷保護。
1.2 感應(yīng)雷 所謂感應(yīng)雷是指雷擊點發(fā)生在距離設(shè)備幾百米或幾公里以外，雷擊點周圍的磁場發(fā)生強烈變化，其附近的設(shè)備或金屬導(dǎo)體上將感應(yīng)出一定的雷電壓幅值，使弱電設(shè)備過電壓造成損壞。實際上雷擊造成弱電設(shè)備損壞的大都(占99％)是由感應(yīng)雷引起的。因此，必須重視感應(yīng)雷的防范。
1.3 感應(yīng)雷電壓的特點 ①雷電波是沖擊電壓披，作用時間短，一般只有幾微秒至幾十微秒的非周期變化電壓，可認為是瞬態(tài)的變化電壓：②雷擊點周圍的磁場發(fā)生強烈變化時。在附近的設(shè)備、金屬導(dǎo)體上將感應(yīng)出一定的雷電壓幅值；③在設(shè)備、器件或?qū)w上所產(chǎn)生的雷電感應(yīng)電壓強度與其導(dǎo)體的長度、截面、安裝高度和磁場強度(雷擊強度)成正比，與至雷電發(fā)生地點之間的距離成反比。弱電設(shè)備主要由電子元件、晶體管、集成電路等組成，其工作電壓都較低(一般為5V一12V)，抗雷電干擾能力較差，即使很小的雷電感應(yīng)電壓就有可能導(dǎo)致弱電設(shè)備損壞。
2 弱電設(shè)備的防雷措施
根據(jù)IEC61312標準，弱電設(shè)備應(yīng)設(shè)置多級防雷保護措施。對380V低壓線路進行過電壓保護。按國家規(guī)范應(yīng)有三部分：在高壓變壓器后端到二次低壓設(shè)備的總配電盤問的電纜內(nèi)芯線兩端對地加避雷器或保護器，作一級保護。在二次低壓設(shè)備的總配電盤至二次低壓設(shè)備的配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端對地加裝避雷器或保護器，作二級保護。在所有重要的、精密的設(shè)備以及UPS的前端對地加裝避雷器或保護器，作為三級保護。由于雷電流主要是由首次雷擊電流和后續(xù)雷擊電流所組成，因此雷電過電壓的保護必須同時考慮到如何抑制(或分流)首次雷擊電流和后續(xù)雷擊電流。在采取多級保護措施的同時，還必須考慮各級之間的能量配合和解耦措施。弱電系統(tǒng)的防雷可采用兩種措施：外部防雷和內(nèi)部防雷。外部防雷可將絕大部分雷電流直接引入地下泄散；內(nèi)部防雷可阻塞沿電源或信號線所引入的雷電波。這兩道防線互相配合，各盡其職，缺一不可。
2.1 外部防護措施 外部防護是指對安裝弱電設(shè)備的建筑物本體的安全防護，可采用避雷針、分流、屏蔽網(wǎng)、均衡電位、接地等措施。這種防護措施人們比較重視，相對來說比較完善。目前弱電設(shè)備的外部防護措施主要有：①使用建筑物的避雷針將主要的雷電流引入大地。②在將雷電流引入大地的時候俊量將雷電流分流，避免造成過電壓危害設(shè)備。③利用建筑物中的金屬部件以及鋼筋可以作為不規(guī)則的法拉第籠，起到一定的屏蔽作用，如果建筑物中的設(shè)備是低壓電子邏輯系統(tǒng)、遙控等小功率信號電路的電器，則需要加裝專門的屏蔽網(wǎng)。④建筑物各點的電位均衡，避免由于電位差危害設(shè)備。⑤保證建筑物有良好的接地-2，避免雷擊建筑物時地電位抬高而損壞設(shè)備。
2.2 內(nèi)部防護措施 內(nèi)部防雷是指在建筑物內(nèi)部弱電設(shè)備對過電壓(雷電或電源系統(tǒng)內(nèi)部過電壓)的防護，在設(shè)備受到過電壓侵襲時，保護裝置能快速動作泄放能量，從而保護設(shè)備免受損壞，可采用等電位聯(lián)接、屏蔽、保護隔離、合理布線和設(shè)置過電壓保護器等措施。內(nèi)部防雷分為電源防雷和信號防雷。
2.2.1 電源防雷系統(tǒng)主要是防止雷電波通過電源線路對計算機及相關(guān)設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過防雷器對地泄放后的殘壓或因更大的雷電流在擊毀防雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備，以及防止線纜遭受二次感應(yīng)，依照有關(guān)防雷工程試行草案，應(yīng)采取分級保護、逐級泄流的原則。一是在大樓電源的總進線處安裝放電電流較大的一級電源防雷器；一是在重要樓層或重要設(shè)備電源的進線處加裝二級或三級電源防雷器。為了確保遭受雷擊時，高電壓首先經(jīng)過一級電源防雷器，然后再經(jīng)過二級電源防雷器，一級電源防雷器和二級電源防雷器之間的距離要大于l0—15m。如果兩者間距不夠，可采用帶線圈的防雷箱，這樣可以避免二級電源防雷器首先遭受雷擊而損壞。
2.2.2 信號防雷系統(tǒng)由于雷電波在線路上能感應(yīng)出較高的瞬時沖擊能量，因此要求網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備能夠承受較高能量的瞬時沖擊，而目前大部分設(shè)備由于電子元器件的高度集成化而使耐過電壓、耐過電流水平下降，必須在網(wǎng)絡(luò)通信接口處加裝必要的防雷保護裝置以確保網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的安全運行。對通信系統(tǒng)進行防雷保護，選取適當保護裝置非常重要，應(yīng)充分考慮防雷產(chǎn)品與通信系統(tǒng)匹配。對于信息系統(tǒng)，應(yīng)分為粗保護和精細保護。粗保護量級根據(jù)所屬保護區(qū)的級別確定，精細保護要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來進行確定。因?qū)θ蹼娫O(shè)備的雷電浪涌防護重視不夠，故而發(fā)生雷電浪涌損壞設(shè)備的故障。所以在完善弱電設(shè)備外部防護的同時，要加強弱電設(shè)備的內(nèi)部防護。①完善弱電外部雷電防護，將絕大部分雷電流直接引入地下泄散。②阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號線引入的過電壓波。③限制鉗位被保護設(shè)備上浪涌過電壓過電流幅值在設(shè)備上可承受的范圍。④采用高吸收能量的分流設(shè)備(避雷器)將雷電過電壓(脈沖)能量分流泄人大地．分流(限幅)技術(shù)中采用的防護器品質(zhì)、性能的好壞是網(wǎng)絡(luò)防護的關(guān)鍵，因此，選擇合格優(yōu)良的避雷器或保護器至關(guān)重要。⑤采用短線技術(shù)。設(shè)備間的連接線盡可能短，以減少導(dǎo)線上的雷電感應(yīng)電壓幅值。⑥采用屏蔽方式。選用有屏蔽層的電纜，將減小雷電感應(yīng)電壓強度，但屏蔽層應(yīng)可靠接地。⑦采用隔離、絕緣來削弱雷電感應(yīng)電壓。天線的固定支架采用絕緣棒與避雷針支體隔離，電池極支架與避雷針體地板用絕緣子隔離。⑧人工隔離。如需弱電設(shè)備工作時，由人工合上電源開關(guān)，插接網(wǎng)絡(luò)線路，否則，斷開以上線路。⑨電壓抑制技術(shù)。對于無人職守設(shè)備和需不間斷與外界聯(lián)絡(luò)的設(shè)備，必須把雷電感應(yīng)電壓限制在設(shè)備承受的電壓以下，防止設(shè)備損壞。要使設(shè)備達到理想的防雷效果，必須根據(jù)設(shè)備的工作原理、工作條件、功率大小及阻抗高低來裝設(shè)相應(yīng)的防雷保護裝置。要求有一個良好的接地系統(tǒng)，因所有防雷系統(tǒng)都需要通過接地系統(tǒng)把雷電流泄人大地，從而保護設(shè)備和人身安全。如果機房接地系統(tǒng)做得不好，不但會引起設(shè)備故障，燒壞元器件，甚至還將危害工作人員的生命安全。另外防干擾的屏蔽問題、防靜電的問題都需要通過建立良好的接地系統(tǒng)來解決。
3 結(jié)束語
弱電設(shè)備防雷的誤區(qū)目前弱電設(shè)備的防雷國家還沒有出相關(guān)的技術(shù)標準，很多設(shè)計還是套用強電的防雷接地規(guī)范，實際上弱電設(shè)備防的一般是感應(yīng)雷，接地電流相對較小，認識到這一點對于弱電產(chǎn)品的防雷方案的選擇、工程造價的限制有重要的意義。