．2雷电近点电力线的侵入： 　
　所谓雷电近点袭击电力线，实际上是雷电袭击用电器所在的建筑物避雷针，从而引起的雷电电磁脉冲的保护问题。雷电打在建筑物避雷装置上，按照GB50057－94《建筑物防雷设计规范》规定，定义大楼接闪电能力为波形10 350 S三角波，雷击电流为150KA。避雷针引下线由于线路电感的作用，IEC1312定义最多只能将50％的电流引入大地。100余米高的大楼它的引下线电感为155 H左右（1.55 H/米），IEC1312定义电感大于37.5 H，则发生测闪雷击，也就是说，10 350 S直击雷引下线只能引下50%的电流，余下的电流将通过电力线屏蔽槽、水管、暖气管、金属门窗等与地面有连接的金属物质联合引雷，但也只引下少部分雷电流，余下总电流的25％在大楼流窜至UPS输入输出负载的电源线、局域网线等，击穿小型机局域网端，最终由逻辑地线处下泄入地。对设备而言，部分雷电流将由UPS输入电源线对交流地线进行L－PE、N－PE泄放，UPS输出L－PE′（逻辑地〕、N－PE′泄放，小型机L－PE′ N-PE′泄放，局域网线对逻辑地线等进行泄放。最终结果，将击穿UPS输出对地线和输入对地线端、小型机电源对逻辑地线、网口对逻辑地线。为此，必须对UPS输入输出火线零线对交流地和直流逻辑地进行保护，必须对小型机、服务器及其它重要终端进行等电位保护，对网口进行保护，只有堵死一切雷电导入的端口，才能有效的保护设备免受雷电的侵害。

．3错相位雷害 　
　美国空军电磁兼容手册中，描述雷电发生时用肉眼可识别闪电为一组雷击，每次不少于26个雷，它有大小和发生先后的区别，如果一个高能量雷打在一条火线上，而另一个低能量雷打在另一条火线上，线线之间就会产生一个电压差，侵入设备。这种侵害设备的现象，称错相位雷击，又称雷电的二次破坏，对三相UPS而言，它的输入和输出端，应安装线与线之间的保护，才能更全面更立体的保护电子设备。 小结：堵死雷电由电力线入侵电子设备，应该从远点雷击、近点雷击和错相位雷击三种雷击现象入手，实施全方位的保护，才能在发生雷击时，有效的保护设备。
2）雷电作用下，建筑物内感应雷害 雷电击在建筑物避雷针上，由避雷针通过引下线，将雷电流泄放大地，引下线自上而下产生一个变化旋转快速运动磁场，建筑物内的电源线、网络线等相对切割磁力线，产生感应高压并沿线路传输击毁设备。假设一机房的大楼避雷针引下线或大楼主钢筋距主机房10米，假设机房为7 7m2。 di=75KA dt=10 S 则感应高压U＝2 10－7 7 Ln＝52500V 由此可知由雷电产生的感应电压无孔不入，它可以危及机房内所有的用电器，在上海一座邮电智能大厦一次雷击，4台服务器遭受雷击，80多条广域网络线端口及4台网络交换机的RJ45端口全部损坏；广东省1996年计算机系统遭受雷击损失五亿元人民币。感应雷的能量虽小，但电压较高。所以，对感应雷害的防护，应该是全面的防护，但防护的级别可以低一些。
3）、雷电作用下的网络雷害 3.1、广域网络 　　一般讲，广域网络通常不遭受直击雷的破坏，1mm2的铜线遭受10KA的雷电袭击，它自身就断了。所以，广域网的雷害主要是感应雷害，击穿方式为线对线和线对机壳（地），在GA173-1998《计算机信息系统防雷保安器》标准中，广域网保护的最大雷电流为5KA，连接广域网一般有以下几类，一类是DDN租用专线，一类是ISD专线，一类是帧中继以及微波通讯方式 。对于专线的接收端口，它的耐压应为5倍工作电压，即Vdc25V，传输速率小于等于2M，插入保安器，使之在雷电作用下，短路保护5KA电流，而端口残压小于25V；而对于话线备份来说，它的工作电压为48V加93 V振铃电压共计175V，插入保安器，保安器的启动电压来说，它的工作电压为48V加93 V振铃电压共计175V，插入保安器，保安器的启动电压。3.2局域网 　　在局域网的传输电缆中，常常采用UTP电缆，UTP电缆的4对线中两对线（1-2，3-6线对）一对线接收一线发送，采用RJ45接口方式。既然局域网电缆采用RJ45型是一收一发，那么，就应按两对线进行雷电保护。我们做过一次试验，在一条连接服务器的网线旁边，约距网线0.5米处，采用雷击发生器对网线0.5米处一条金属线发射雷电流。由小到大，发射电流为10KA，周边磁场污染了网线，瞬间服务器端口、芯片被击穿，这时，示波器记忆感应高压为100V。 在机房的综合布线中，施工人员为了布线工程的美观漂亮，把很多网线放在墙壁内，没有考虑对UTP电缆的屏蔽处理，一旦大楼某些钢筋泄放雷击电流都将引起感应高压，从而击毁设备。 另外，对于网络系统，由于雷电引起的电磁脉冲，在机房内产生3Gs的变化电磁场，必然引起网卡端口芯片的烧毁。
3.3综合布线从防雷角度上考虑，布线一定要明确表示：
3.3.1电源线不要与网络线同槽架设，数据插座与电源插座保持一定距离；
3.3.2广域网线缆不要与局域网线缆同槽架设；
3.3.3网线与墙壁布置时，有条件应远距离安装；
3.3.4屏蔽槽有厚度要求，并要求两点接地；

4）雷电作用下的二次效应 ------- 雷电高压反击雷 雷电袭击建筑物避雷针，由引下线将雷电流引入大地，由于大地电阻的存在，雷电电荷不能快速全部的与大地负电荷中和，必然引起局部地电位升高，交流配电地和直流逻辑地将这种高电位引入机房，UPS输出、输入端被击穿，小型机及其他网络设备连接断口被击穿。这种反击电压少则数千伏，多则数万伏，直接烧坏用电器的绝缘部分。
5）由雷击引起的人身安全问题 雷电泄放大地，由于地电阻较大，不能马上泄放，从而引起地电位升高，由于机房直流逻辑地线和交流配电保护地线不在一点入地，将两个电位值引入机房，这时，一个操作人员的一只手摸在UPS输出负载外壳上（如小型机），而另一只手（或身体）摸在交流配电地线上（如空调），两个电位值将通过操作人员的身体短路，造成操作人员伤亡。美国1996年为此而死亡198人，广东省1997年在报导雷击死亡的170人中，有相当一部分是为此而伤亡的。所以防雷保护设备的确很重要，但是保护人身安全更重要。在通过具体分析了雷害入侵计算机信息系统的各种途径后，我们得出的结论是：防雷保护设计工作不是简单的避雷设施的安装和堆砌，而是一项要求高、难度大的系统工程，涉及多方面的因素。为此我们的设计指导思想的主旨是，本着"经济、实用、高标准严要求、高起点、高可靠?quot;的原则，在遵照执行国家有关标准，国家有关行业标准的基础上，还参考和引入IEC国际电工委员会的有关防雷技术标准要求，以期达到更好的防护效果。

信息系统的防雷保护

来自：浙江华汇建筑设计咨询有限公司 　2004年6月15日15:0

蒋之闽

随着科学技术的发展，各种信息设备得到了广泛的应用。而信息设备对雷电较敏感，耐雷电电磁脉冲(LEMP)能力差。因此雷害问题就日益凸显出来。
由于防雷牵涉的范围很广，必须系统考虑才能达到经济有效的成果。
一、雷电对信息系统的危害
直击雷的危害：
雷电放电主通道通过被保护物，就称被保护物被直击雷击中。信息系统设备或信息系统所在建筑物被雷电直接击中会造成设备损坏，人员伤亡等极大危害。
感应雷的危害：
雷电放电主通道没有经过被保护物，但放电过程中产生强大的瞬变电磁场在附近的导体中感应到电磁脉冲，称为LEMP，即感应雷。LEMP可通过两种不同的感应方式侵入导体。一是静电感应，在雷云中电荷积聚时，就近的导体会感应相反的电荷，当雷击放电时，雷云中电荷迅速释放，而导体中的静电荷在失去雷云电场束缚后也会沿导体流动寻找释放通道，就会在电路中形成LEMP；二是电磁感应，在雷云放电时，迅速变化的雷电流在其周围产生强大的瞬变电磁场，附近的导体中就会产生很高的感生电动势，在电路中形成LEMP。
LEMP沿导体传播，损坏电路中的设备或设备中的器件。信息系统中系统接口多，线路长，给LEMP的产生，耦合和传播提供了良好环境，而信息系统设备随着科技的发展，集成度越来越高，抗过电压能力越来越差，极易受LEMP的袭击，并且损害的往往是集成度较高的系统核心器件，所以更不能掉以轻心。
由于LEMP可以来自云中放电，也可以来自对地雷击。而信息系统与处界连接有各种长距离电缆可在更大范围内产生LEMP，并沿电缆传入信息系统。所以防感应雷是信息系统防雷的重点。
二、信息系统的防雷措施
直击雷的保护：
为了尽量减少LEMP的产生，一般宜采用抑制型或屏蔽型的直击雷保护措施，如避雷带，避雷网和避雷小针等，以减小直击雷击中的概率。并尽量采用多根均匀布置的引下线，因为多根引下线的分流作用可降低引下线沿线压降，减少侧击的危险，并使引下线泻流产生的磁场强度减小。引下线的均匀布置可使引下线泻流产生的电磁场在建筑物内空间内部部分抵消，以抑制LEMP的产生强度。接地体宜采用环型地网，引下线宜连接在环型地网的四周，这样有利于雷电流的散流和内部电位的均衡。
感应雷的保护：
静电感应产生的LEMP一般通过电力电缆，通信电缆，视频电缆，光纤电缆的金属外皮和天馈线侵入信息系统。所以对于进出电缆防雷防护的主要措施是：
一是进出电缆必须带金属屏蔽层，且应埋地进出建筑物，并在进出户外电缆金属外屏蔽层与联合接地体作等电位联结；
二是在电源上逐级加装避雷器，实行多级防护，使LEMP在经过多级泄流后的残压小于信息系统设备的耐压值；
三是对于天馈线防雷主要在同轴电缆进户处加装相应的高频浪涌保护器，并且天馈线的顶端通过金属支架接地，如无金属支架，则采用Φ12以上镀锌圆钢下引接地。如果天馈线较长，在其中间应隔20米左右与下引接地线跨接一次；
四是在建筑物内的信息系统综合布线保护管宜采用金属管。
避雷器的防雷能力与安装方式有密切关系，主要是引线阻抗会产生额外的残压。应尽可能地缩短电力线与避雷器间的连线以及避雷器与接地汇流排板间连线的长度。多级布置避雷器可减小引线阻抗产生的额外残压，因为前级避雷器已将大部分雷电流泄放入地，在后级避雷器中泄放的雷电流较小。U1=I1×(Z11＋Z12＋Z13)，U2=I2×(Z12＋Z22＋Z23)，一般来说，后级泻放的雷电流I2为前级I1的20％左右，所以必然导致引线上的附加残压减小。(详见图1)
低阻抗地线均压网络设计：
LEMP造成危害主要是LEMP引入后产生的毁坏性浪涌电位差造成。上述各种防雷措施主要也是想尽可能减小浪涌电位差，这是信息系统防雷的基础，离开了这个基础，单凭装避雷器是不可能解决信息系统防雷的。确保雷击时不产生毁坏性浪涌电位差的关键，是在于需要设计一个低阻抗地线网络系统，该系统由适应不同电特性和负载特性的地线网络组成。它们间相互绝缘，并只能由一个公共接地点连接，彼此间没有闭合回路，并由公共接地点给各地线网络提供基准零电位即等电位联结。相互绝缘和彼此间没有闭合回路可以保证不会因为公共阻抗过大而产生的共态共模干扰和相互间的传导，耦合干扰；等电位联结可以保证不会因为LEMP通过接地极时因接地阻抗过大使某段地线网络电位上升，而产生毁坏性电位差。可以始终保护其低阻抗均压的性质。并且该接地汇集下引线与其他下引线的多重互连是对安全有益的。(详见图1)
信息系统防雷重点是防感应雷，而其防雷基础是努力实现等电位。绝对的等电位只是个模型，现在只能综合采用分流，屏蔽、钳位、接地等方法来近似实现。由于信息系统设备种类繁多，它们的耐过压能力也有差别，因此，还不能对防雷的等电位进行定量分析。上述措施经过实践证明是有效的，但不表示是最可靠和最安全的，我们还需在实践中不断研究和解决各种问题，才能推动信息系统防雷工作向前发展。