0 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，人類已步入信息社會(huì)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及使辦公大樓、寫字樓、醫(yī)院、銀行、賓館等建筑離不開綜合布線系統(tǒng)。配置綜合布線系統(tǒng)，猶如為建筑物建立了一個(gè)高速、大容量的信息傳送平臺(tái)，為建筑智能化提供了快速的信息通道。計(jì)算機(jī)、程控交換機(jī)、 CATV等微電子設(shè)備日益增多，而微電子器件承受雷電電磁脈沖能力較差，因此，雷害事故不斷發(fā)生。我國(guó)每年因雷擊破壞建筑物內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的事件時(shí)有發(fā)生，造成的損失是非常巨大的。因此綜合布線系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)就顯得尤其重要。

雷電入侵電器設(shè)備的形式有兩種：直擊雷和感應(yīng)雷。雷電直接擊中線路并經(jīng)過電器設(shè)備入地的雷擊過電流稱為直擊雷；由雷閃電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁場(chǎng)變化與導(dǎo)體感應(yīng)出的過電壓、過電流形成的雷擊稱為感應(yīng)雷。

目前，在建筑物防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，將由避雷網(wǎng)(帶)、避雷針或混合組成的接閃器，立柱基礎(chǔ)的鋼筋網(wǎng)與鋼屋架，屋面板鋼筋等構(gòu)成一個(gè)整體，避雷網(wǎng)通過全部立柱基礎(chǔ)的鋼筋作為接地體，將強(qiáng)大的雷電流人大地。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安置在建筑物內(nèi)，受建筑物防雷系統(tǒng)保護(hù)，直擊雷擊中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可能性非常小，計(jì)算機(jī)設(shè)備抗直擊雷能力很低，防護(hù)設(shè)備非常昂貴，通常不必安裝防護(hù)直擊雷的設(shè)備，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須防感應(yīng)雷和雷電浪涌電壓。

1 干擾途徑與耦合機(jī)制

產(chǎn)生干擾必須具備三個(gè)條件：干擾源、干擾通道、易受干擾設(shè)備。

干擾源分為內(nèi)部和外部。內(nèi)部主要是裝置原理和產(chǎn)品質(zhì)量等。外部主要由使用條件和環(huán)境因素決定。

干擾通道有傳導(dǎo)耦合、公共阻抗耦合和電磁耦合三種。

由于設(shè)備采用敏感元件的選用和結(jié)構(gòu)布局等不盡合理，造成本身抗干擾能力差。對(duì)干擾加以抑制，降低其幅度，減少其影響力，這是在外部環(huán)境采取措施加以改善。

1)干擾途徑

感應(yīng)雷可由靜電感應(yīng)產(chǎn)生，也可由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，形成感應(yīng)雷電壓的機(jī)率很高，對(duì)建筑物內(nèi)的弱電設(shè)備威脅巨大，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及電話程控交換機(jī)的防雷工作重點(diǎn)是防止感應(yīng)雷入侵。入侵計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的雷電過電壓過電流主要有以下三個(gè)途徑：

(1)由交流電220V電源供電線路入侵

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電源由電力線路輸入室內(nèi)，電力線路可能遭受直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷擊中高壓電力線路，經(jīng)過變壓器耦合到220V低壓，入侵計(jì)算機(jī)供電設(shè)備；另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應(yīng)雷過電壓。在220V電源線上出現(xiàn)的雷電過電壓平均可達(dá)10 000V，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可造成毀滅性打擊。電源干擾復(fù)雜性中眾多原因之一就是包含著很多可變因素，電源干擾以“共模”或“差模”方式存在。 “共模”干擾是指電源線與大地或中性線與大地之間的電位差。 “差模”干擾存在于電源相線與中性線之間。對(duì)三相電源來講，還存在于相線與相線之間。電源干擾復(fù)雜性中的第二個(gè)原因是干擾情況可以從持續(xù)周期很短暫的尖峰干擾到全失電之間的變化。電源干擾的類型見表1。

電源干擾進(jìn)入設(shè)備的途徑；一是電磁耦合；二是電容耦合：三是直接進(jìn)入。

(2)由計(jì)算機(jī)通信線路入侵可分為三種情況

①當(dāng)?shù)孛嫱怀鑫镌庵睋衾状驌魰r(shí)，強(qiáng)雷電壓將鄰近土壤擊穿，雷電流直接入侵到電纜外皮，進(jìn)而擊穿外皮，使高壓入侵線路。

②雷云對(duì)地面放電時(shí)，在線路上感應(yīng)出上千伏的過電壓，擊壞與線路相連的電器設(shè)備，通過設(shè)備連線侵入通信線路。這種入侵沿通信線路傳播，涉及面廣，危害范圍大。

③若通過一條多芯電纜連接不同來源的導(dǎo)線或者多條電纜平行鋪設(shè)時(shí)，當(dāng)某一導(dǎo)線被雷電擊中時(shí)，會(huì)在相鄰的導(dǎo)線感應(yīng)出過電壓，擊壞低壓電子設(shè)備。

(3)地電位反擊電壓通過接地體入侵

雷擊時(shí)強(qiáng)大的雷電流經(jīng)過引下線和接地體泄入大地，在接地體附近呈放射型的電位分布，若有連接電子設(shè)備的其他接地體靠近時(shí)，即產(chǎn)生高壓地電位反擊，入侵電壓可高達(dá)數(shù)萬伏。建筑物防直擊雷的避雷引入了強(qiáng)大的雷電流通過引下線入地，在附近空間產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)變化，會(huì)在相鄰的導(dǎo)線(包括電源線和信號(hào)線)上感應(yīng)出雷電過電壓，因此建筑物避雷系統(tǒng)不但不能保護(hù)計(jì)算機(jī)，反而可能引入雷電。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等設(shè)備的集成電線芯片耐壓能力很弱，通常在100V以多級(jí)層保護(hù)。

3)電源部分防護(hù)

弱電設(shè)備的電源雷電侵害主要是通過線路侵入。高壓部分有專用高壓避雷裝置，電力傳輸線把對(duì)地的電壓限制到小于6 000V(IEEEEC62．41)，而線對(duì)線則無法控制。所以，對(duì)380V低壓線路應(yīng)進(jìn)行過電壓保護(hù)，按國(guó)家規(guī)范應(yīng)有三部分：建議在高壓變壓器后端到二次低壓設(shè)備的總配電盤間的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對(duì)地加避雷器或保護(hù)器，作一級(jí)保護(hù)；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)芯線兩端應(yīng)對(duì)地加裝避雷器保護(hù)器，作二級(jí)保護(hù)；在所有重要、精密的設(shè)備以及UPS的前端應(yīng)對(duì)地加裝避雷器或保護(hù)器，作為三級(jí)保護(hù)。目的是用分流(限幅)技術(shù)即采用高吸收能量的分流設(shè)備(避雷器)將雷電過電壓(脈沖)能量分流泄入大地，達(dá)到保護(hù)目的。分流(限幅)技術(shù)中采用防護(hù)器的品質(zhì)、性能的好壞是直接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的關(guān)鍵，因此，選擇合格優(yōu)良的避雷器或保護(hù)器至關(guān)重要。

4)信號(hào)部分保護(hù)

對(duì)于信息系統(tǒng)，應(yīng)分為粗保護(hù)和精細(xì)保護(hù)。粗保護(hù)量級(jí)根據(jù)所屬保護(hù)區(qū)的級(jí)別確定，精細(xì)保護(hù)要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來進(jìn)行確定。