雷電是一種自然放電現(xiàn)象，它具有極大的破壞力，對人類的生命、財產(chǎn)安全造成巨大的危害。自從人類進入到電氣化時代以后，雷電的破壞由以直擊雷擊毀人和物為主，發(fā)展到以通過金屬線傳輸雷電波破壞電氣設(shè)備為主。隨著近年來電子技術(shù)的飛速發(fā)展,人類對電氣設(shè)備尤其是計算機設(shè)備的依賴越來越嚴重，同時電子元器件的微型化、集成化程度越來越高，而這些高精度的微電子設(shè)備內(nèi)置大量的CMOS半導(dǎo)體集成模塊，導(dǎo)致過壓、過流保護能力極其脆弱。（美國通用研究公司提供磁場脈沖超過0.07高斯，就可引起計算失效；磁場脈沖超過2.4高斯就可以引起集成電路*性損壞。）結(jié)果是各類電子設(shè)備的耐過電壓能力下降，遭雷電和過電壓破壞的比例呈不斷上升的趨勢，對設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的的安全運行造成嚴重威脅。據(jù)統(tǒng)計，*每年因雷害造成的損失高達十億美元以上。

系統(tǒng)的過電壓保護是一項重要的工作，在對現(xiàn)場勘查之后，設(shè)計了一套比較完整而且易于操作的防雷接地方案，從而達到使整個重要設(shè)備系統(tǒng)安全地運行的目的。

發(fā)電廠的通信系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)是對雷電分敏感的弱電子設(shè)備，特別是DCS系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，會嚴重影響發(fā)電廠的正常生產(chǎn)。今年造成 300億美元損失的美加大停電zui初的起因就是雷擊。由于有了這樣深刻的教訓(xùn)，我國電力系統(tǒng)對雷電防護更加關(guān)注了。電力系統(tǒng)相關(guān)部門也正在采取更完善防護措施。

發(fā)電廠為多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一般有多個職能不同的分廠，這些廠房屬*二類防雷建筑物。水電廠機房多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物，屬*二類防雷建筑物。由于通信機房（站）,我公司技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場的觀察和水電廠技術(shù)人員的交流，建筑物在建筑房屋時,已經(jīng)具備基本的直接雷防護措施，《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94。但發(fā)電廠帶強電的特點使得從雷擊角度來講是低阻區(qū)，因此，發(fā)電廠易受雷擊。

雷電對電氣設(shè)備的影響，主要由以下四個方面造成：

1.直擊雷  直擊雷蘊含極大的能量，電壓峰值可達5000KV，具有極大的破壞力。 如建筑物直接被雷電擊中，巨大的雷電流沿引下線入地，會造成以下三種影響：

1．巨大的雷電流在數(shù)微秒時間內(nèi)流下地，使地電位迅速抬高，造成反擊事故， 危害人身和設(shè)備安全。

2．雷電流產(chǎn)生強大的電磁波，在電源線和信號線上感應(yīng)*的脈沖電壓。

3．雷電流流經(jīng)電氣設(shè)備產(chǎn)生*的熱量，造成火災(zāi)或爆炸事故。

2.傳導(dǎo)雷  遠處的雷電擊中線路或因電磁感應(yīng)產(chǎn)生的*電壓，由室外電源線路和通信線路傳至建筑物內(nèi)，損壞電氣設(shè)備。

3.感應(yīng)雷  云層之間的頻繁放電產(chǎn)生強大的電磁波，在電源線和信號線上感應(yīng)*的脈沖電壓，峰值可達50KV。

4.開關(guān)過電壓  供電系統(tǒng)中的電感性和電容性負載開啟或斷開、地極短路、電源線路短路等，都能在電源線路上產(chǎn)生高壓脈沖，其脈沖電壓可達到線電壓的3.5倍，從而損壞設(shè)備。破壞效果與雷擊類似。

那么概括的說，當今電子設(shè)備的防雷手段，主要采用分流、接地、屏蔽、等電位和過電壓保護五種方法。

a.分流  利用避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)等將雷電流沿引下線安全地流入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設(shè)備上。

b.屏蔽  計算機系統(tǒng)所有的金屬導(dǎo)線,包括電力電纜、通信電纜和信號線均采用屏蔽線或穿金屬管屏蔽，在機房建設(shè)中，利用建筑物鋼筋網(wǎng)和其他金屬材料，使機房形成一個屏蔽籠。用以防止外來電磁波（含雷電的電磁波和靜電感應(yīng)）干擾機房內(nèi)設(shè)備。

c.等電位連接  將機房內(nèi)所有金屬物體，包括電纜屏蔽層、金屬管道、金屬門窗、設(shè)備外殼等金屬構(gòu)件進行電氣連接。

d.接地  在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，為保證其穩(wěn)定可靠的工作、保護計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和人身安全，解決環(huán)境電磁干擾及靜電危害，需要一個良好的接地系統(tǒng)。接地和等電位連接方式。可參照下圖：

e.過電壓保護

在電子設(shè)備的信號線、電源線上安裝相應(yīng)的過電壓保護器，利用其非線性效應(yīng)，將線路上過高的脈沖電壓濾除，保護設(shè)備不被過電壓破壞。主要的保護器件為氧化鋅壓敏電阻、二極或三極放電管、快速箝位二極管等，根據(jù)需要進行組合，形成完整的防雷保護器。

根據(jù)IEC1312-1雷電電磁脈沖的防護標準，計算機系統(tǒng)的防雷保護區(qū)分為四個區(qū)域，各區(qū)交界處應(yīng)作相應(yīng)的防雷處理。各區(qū)劃分如下：

LPZ0A區(qū)：

直擊雷作用區(qū)，處于建筑物避雷針系統(tǒng)保護區(qū)以外的區(qū)域，由于本區(qū)內(nèi)所有物體均有可能遭受直接雷擊，并可能導(dǎo)走全部雷電流；另外本區(qū)能所有物體均處于雷電電磁場zui強處，故對于雷電的感應(yīng)zui強。

LPZ0B區(qū)：

感應(yīng)雷主作用區(qū)，處于建筑物避雷針系統(tǒng)保護區(qū)內(nèi)，但未經(jīng)空間電磁屏蔽，雷電作用電磁場并不衰減，處于此空間的所用可導(dǎo)電物體均可感應(yīng)較強雷電流的區(qū)域。

LPZ1區(qū)：

建筑物屏蔽區(qū)，本區(qū)內(nèi)各物體不可能遭受直擊雷，流往各導(dǎo)體的雷電流比0B區(qū)進一步減小，本區(qū)內(nèi)電磁場也可能會衰減，取決于建筑物的屏蔽措施。

LPZ2區(qū)：

房間屏蔽區(qū)，對于機房所處空間，應(yīng)采用屏蔽措施，以進一步減小空間電磁場的干擾。

    當金屬導(dǎo)線（電源線、信號線等）穿越不同的保護分區(qū)時，因電磁感應(yīng)的作用，會產(chǎn)生較高的過電壓，影響室內(nèi)設(shè)備的安全。因此，需安裝相應(yīng)的過電壓保護器，對設(shè)備進行保護。在不同的保護分區(qū)，所采用的防雷器級別是不同的。同時，需要作相應(yīng)的等電位處理。

防雷保護分區(qū)和防雷器的分級應(yīng)用如下圖所示：

 

 

進入建筑物大樓的電源線和通訊線應(yīng)在LPZ₀與LPZ₁、LPZ₁與LPZ₂區(qū)交界處，以及終端設(shè)備的前端根據(jù)IEC1312——雷電電磁脈沖防護標準，安裝上OBO之不同類別的電源類SPD，以及通訊網(wǎng)絡(luò)類SPD。（SPD瞬態(tài)過電壓保護器），SPD是用以防護電子設(shè)備遭受雷電閃擊及其它干擾造成的傳導(dǎo)電涌過電壓的有效手段。

3.4 防雷方案設(shè)計依據(jù)

建筑物防雷規(guī)范       （GB50057-94）

計算機房防雷設(shè)計規(guī)范  （GB50174-93）

計算站場安全要求      （GB9361-88）

計算機信息系統(tǒng)防雷保安器   （GA173-1998）

通信局（站）雷電過電壓保護工程設(shè)計規(guī)范 （YD5098/T-2001）

雷電電磁脈沖的防護   （IEC1312）

過電壓保護器   （VDE0675）

《電力系統(tǒng)通信管理規(guī)程》      （DL/T 544-94）

《電力系統(tǒng)通信站防雷運行管理規(guī)程》  （DL/T 548-94）

《電力系統(tǒng)載波通信運行管理規(guī)程》  （DL/T 546-94）