我们在进行雷害防护技术研究和为用户实施雷害防护技术措施工作时，是依据国家标准逐步与国际标准接轨的指导原则，参照国际电工委员会（IEC）的IEC-1024、IEC-1312防雷标准，在实际实施系统雷害防护工程设计和工程安装时，执行了以下的中华人民共和国国家标准：
GB3482-3483-83 《电子设备雷击试验》
GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》
GB11032-89 《交流无间隙避雷器》
GB50174-93 《电子计算机房设计规范》
GB50169-92 《电气装置工程接地装置施工及验收规范》
一、 基本工作程序
在前期的商务接洽确定工作意向之后，我们将向用户提供一份详细的用户访问资料。在这份请用户协助完成的访问资料中，我们将详细的了解用户所要求防护的现场情况（包括用户要求防护的设备及场地所在的建筑物的基础资料、数据、计算机网络系统的设备情况、配电系统、UPS的功率及机房相关情况、架空线路、通讯线路、地线状况等），之后我们的专业技术人员将根据用户的防护要求，对所防护的设备现场进行实地的勘查，以确认和落实相关的基础数据和现场实际存在的雷害入侵隐患。在现场的基本情况确认落实后，我们随即将根据现场情况编制出的适用于用户现场的有效的系统防护技术方案提供给用户，一经双方确认，即投入实施。
二、 工作实例
时间：一九九八年七月
地点：河北省××市建设银行支行
在前期的商务接洽确定了工作意向及用户访问资料发出、回复后，我们的专业技术人员专程赶往工作现场实地勘查。
（一） 其现场基本情况
该市银行位于市中心的一座60米大楼（全市最高建筑）内。用户要求对其进行防护的计算机网络系统（清算中心、核算中心）分设在该建筑物的四层、五层。为其机房配套的配电间及大型UPS设在一层，市电由变电室（院内）以三相四线制经地下电缆向配电间及UPS室供电，UPS输出线分两相由户外从一楼通向五楼机房，输出线以皮缆形式（无任何屏蔽措施）紧贴大楼避雷针铺设，经五楼机房再返回到四层机房，四层机房有终端十台、服务器（HP-6000）一台，五层机房小型机两台，终端四台，行打两台，均要求保护。另五层机房中通讯口中有十条电话线，十条X.25通讯线路也在要求防护之列。通信线路全部为无屏蔽层双绞线，明敷在防静电地板下，很多处是一个电源线近距离平行铺设的。
（二） 现场的雷害入侵渠道和隐患
1. 当建筑物遭受雷击后，通过大楼的避雷装置泄流时产生电磁感应过电压、过电流而对大楼内电子设备造成破坏，另外由地线系统将雷电引入的反击雷破坏。
根据现场的有关数据我们可以粗略的计算出经大楼避雷装置泄流入地时压降变化：
建筑物高60米，避雷针引下线电阻10，设计通过雷电电流300千安避雷装置引下线电感L=60×1.55H（导线1.55H/米），那么楼顶上在遭受雷击的最高电压可通过GB50057-94《建筑物防雷设计规范》中有关计算公式得出：
U=I×R+L×
其中 di=I=150KA
R=10
L=60×1.55H
dt=1.2S（闪击时间平均值）
则： U=150KA× 10+60米×1.55H× =1312.5万伏
根据IEC-1024标准理论，在雷击发生时，建筑物的避雷装置引下线只可将150千安的雷电引入大地，而余下的150千安雷电电流将通过建筑物的电力线路和各种供水、供暖、通风管等渠道释放大地，在通过建筑物避雷装置引下线入地的150千安电流，在入地过程中，这150KA电流将自上而下的产生一个强力的变化磁场，根据右手螺旋定则可知在这个建筑物内的所有用电器都将相对切割这个变化的强力磁场的磁力线，产生感应高压从而将用电设备击穿。
另外，机房距避雷装置引下线50米，机房为10m×10m，那么感应雷击高压为：
E=2×10 ×L×Ln × =45580V
我们通过大量的试验知道当雷击电压为4000伏时，用电器设备的电路板将被烧毁，铜铂全部烧断，那么45580伏高压侵入时，所有用电器将全部烧毁，无一幸免。特别是从配电间引出（L、N）在与避雷针引下线并行的过程中，其危害性可想而知。
2. 雷电反击引入高电压
当这300千安的雷击电流通过各种途径入地泄流时，大量的电荷导入大地，引起了大地电位升高，由于机房保护地、工作地、直流地不共点接地，那么必然在它们之间产生一个电位差，从而可以通过这些分接地线反击入机房，将设备击毁。
3. 机房配电系统设计不规范，不符合GB50174-93《电子计算机房设计规范》的标准要求。根据标准要求从分电盘至机房系统的各种设备的传输电缆应采用耐燃的铜芯屏蔽电缆，而该行的线路均未做屏蔽处理，特别是其UPS在一层，而机房则在四、五层，联接线路过长且未做屏蔽处理，为此极易遭感应雷击。
（三） 系统防护方案
1. 计算机房全面防雷保护系统框图。
2. 根据我们对用户现场的实施勘查，确认的基本情况和潜在的各种雷电的入侵渠道和隐患，根据雷害的系统防护原则，我们采取了有针对性的系统防护措施。
（1） 计算机系统电源入口的雷击防护
为防止由供电系统将雷击引入计算机系统，我们在UPS的输入端安装一套40KVA三级防雷配电柜。第一级防护采用角型间隙放电系统，在雷过电压达4000V以上时，产生间放电，从而最大限度的降低雷击电压，它将承担绝大部分的大能量雷电电流的释放；第二级是过电压保护,它的作用是吸收第一级释放后的残余雷电电位。它也吸收4000V以下的雷电高电压，它还将吸收浪涌过电压；第三级防护还将进一步降低残压，从而保证和防止了可能由电源进线遭受雷击带来的过电压、过电流对UPS造成的破坏。
（2） 大型UPS输出系统保护
基于用户的现场情况，我们在UPS输出端安装特种过压保护器，以消除UPS输出端至机房因传输线路过长，在其之间遭受感应雷击时由UPS的输出端引入的雷击过电压，从面起到对UPS的全面保护。
（3） 终端防雷箱
在四、五层的小型机、终端、行打、通讯设备的电源前分别加置了小型机防雷箱和终端防雷箱，并将小型机防雷箱和终端防雷箱在最短的距离内与其它被保护的用电器均压等电位联接，形成整个电源系统的最后一道防线。
（4） 网络通讯系统的防护
由于目前国内建设银行系统普遍实行计算机联网，在各级分支行间开展通存、通兑业务，在行与行间实现计算机结算业务，四通八达的计算机网络系统极大的方便了广大的储户，同时也为雷击提供了破坏计算机系统的渠道。
就目前银行系统网络而言，由两部分组成，一是利用邮电部门提供的广域网系统，如专线、电话线等；另一部分是银行内部的局域网络系统。前者传输距离远，相对传输速率较低，在户外有很长的外部线路，是遭受雷击及传输雷击电流的主要通道。对专线网而言通常最大工作电压都很低，很低的过电压即可造成通讯接口的破坏，乃至设备的全部损坏，是通讯系统防雷的重点。在所有的户外引入的进线均需安装避雷系统，以有效的拦截雷电的侵入。为了保证银行业务的正常进行，避雷器需有较大的通流能力。较低的残雷电压和较宽的带宽范围，这是我们与通常采用的放电管避雷器的不同之处。银行系统中除与户外相联的通讯网络外，内部的局域网络也是很庞大的一个系统。在银行内部四通八达，其数量通常是大大多于由户外进入户内的通讯线路数量。银行内局域网通常以双绞线传输数据，纵横交措的传输线，即无屏蔽保护；布线也不规范（如与交流供电线路的距离、相对位置等）除了有可能遭受感应雷击的袭击外，交流线路的干扰也会对网络系统造成影响，在局域网络的两端安装避雷器，可有效地防止各种过电压对设备造成的破坏。
在通讯系统的防雷工程中我们采取如下措施。对由户外进入室内的通讯线路，在进入通讯设备前均根据不同的传输速率、最大工作电压、带宽等选取相对应的防雷器件，以确保正常通讯和防雷效果。在专线（X.25、DDN等）我们选用CT10-5/ISDN防雷器，对话线系统选用DT10-2-185DC防雷器。以上两种防雷器，均为可插结构，安装更换极为方便。对小型机与行打联接的RS232接口两端串接串行口防雷器，由于局域网络的终端设备一般较为分散，均分别安装适于高传输速率的局域网专网防雷器。由于对所有的雷击途径进行拦堵，形成一个完整的通讯系统防雷网络，通讯系统的防雷较电源复杂的多，正常的选择和安装防雷装置才能在保证正常通讯的前提下，最大限度地发挥防雷装置的防护作用。
（5） 接地线系统
由于UPS与机房的距离很远，且架设条件很差（如前所述），机房中的计算机设备仍在很大程度上存在着遭受感应雷击的危险，所以执行IEC-1024均压等电位地线系统的标准要求，即将被保护的设备地线与防雷地线在最短的距离内连接，使用电器与防雷器处于一种均压等电位联结，从而最大限度的发挥防雷箱的防护作用。
由于该行机房中小型机直接与直流逻辑地线相连，而机房安装中接地系统不符合IEC-1024均压等电位接地要求，由于接地系统的多元化造成在接地上产生电位差，给反击雷提供了侵入的途径。为此我们在小型机逻辑地线上安装我公司生产的反击雷保护器，防止反击雷由地线系统的侵入计算机系统，而直接破坏小型机系统。
由于原机房内地线及引下线过细（10mm²），不符合机房地线要求。另外，机房地线的地网与大楼避雷针地网相距近1米多交叉而过，在较大的雷击电流由避雷针泄地时，高电压很可能沿机房地线引回机房，而造成反击雷对设备的破坏。在工程中我们重新做一条机房地线，加大地线截面，机房中尽可能使地线系统形成一均压等电位带。在入地处，使接地网远离避雷针地网，最大限度地降低反击雷破坏的概率。
接地系统是系统防雷技术最重要的环节，不论是直击雷、感应雷或其它形式的雷击，我们所要的是最终都要把雷电流泄入大地，因此，没有合理而良好的接地系统是达不到可靠的防雷目的的。过去传统的观念，认为接地电阻越小避雷效果就越好，被保护的对象就越安全。当然避雷接地电阻值应该有一定要求，因为接地电阻越小，散流越快，被雷击物体的遭受的高电位保持的时间应越短，危险性越小，其跨步电压、接触电压也就越小。根据IEC-1024规定，接地电阻固然重要，但提高防雷可靠性更重要，是要使所有被防护对象形成一均压等电位带。前面我们已经提到该行机房的交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等均未共点接地，这种做法，在本世纪的六、七十年代以前比较多用，它的好处是各系统之间不会造成互相干扰，特别是对通信系统尤其重要，但近年发现这种独立接地方式在计算机通信网络和有线电视网络中特别容易被雷击，因根据IEC的新的规定和目前我国最新的《电子计算机机房设计规范》GB50174-94标准要求：机房的交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一套接地装置，其接地电阻按其中最小值确定，从而形成单点接地的均压等电位系统，为此我们建议该行在先期改造机房户外接地系统的同时，根据其现场情况对该行在先期改造机房户外接地系统的同时，根据其现场情况对其现场进行均压等电位的布局设计和安装，起到了系统防护作用，保证了整体方案的实施、防护原则的贯彻和整体防雷工程的质量。
上一篇：变电所的防雷保护
