電力企業(yè)信息系統(tǒng)的整體防雷保護

1、電力企業(yè)信息系統(tǒng)的整體防雷保護 計算機系統(tǒng)是以耐壓能力較低的電子設備組成的，在國內(nèi)，尤其是雷電頻繁的華南地區(qū)，易發(fā)生雷電對電力企業(yè)計算機系統(tǒng)的干擾和破壞事故，致使各類電子設備損壞。計算機系統(tǒng)不能安全可靠運行所帶來的間接損失可能遠遠超出設備本身的價值，如導致系統(tǒng)的中斷或癱瘓，造成的損失則更難估量。廣州電力工業(yè)局送電管理所(簡稱“廣州送電所”)充分認識到雷電的危害性和計算機系統(tǒng)安全的重要性，于2001年對計算機系統(tǒng)進行了有效的防雷保護。 1 整體防雷保護技術(shù) 1.1 防雷保護的三道防線 雷電破壞的主要方式是直接對建筑物或構(gòu)筑物發(fā)生閃擊，巨大能量集中在閃擊點，直接損壞建筑物結(jié)構(gòu)。外部防雷措施是利用金

2、屬接閃體迎擊雷電，利用下線將電流導向大地，從而保護建筑物的安全。因此外部防雷是整體防雷中的第一道防線。 雷擊損壞計算機系統(tǒng)的主要方式是雷擊瞬間產(chǎn)生的電磁脈沖(雷電的二次效應)感應在電源或通信線路上。由于線路上產(chǎn)生的高達數(shù)百萬伏的浪涌過電壓和數(shù)百千安的瞬間電流，是普通的電子設備難以承受的，因此，阻塞沿電源或通信線路引入的過電壓波危害設備(內(nèi)部避雷保護)并限制被保護設備上的浪涌過電壓幅值(過電壓保護)就成為防雷保護的第二、三道防線。 1.2 防雷保護的技術(shù)措施 iec的防雷技術(shù)組(tc/81)在對雷電現(xiàn)象作了大量實驗和研究的基礎上，提出了分級保護、整體防雷的理論體系，即：整體防雷保護應該是外部防雷

3、、內(nèi)部避雷過壓保護和接地技術(shù)的統(tǒng)一體。在具體技術(shù)措施上可歸納為均壓-分流-屏蔽-接地技術(shù)，這是避雷保護中最重要和最有效的4個要素。 2 整體防雷保護技術(shù)的應用 避雷器是一種雷電流的泄放通道，也是一種等電位連接體，在線路上并聯(lián)對地安裝，常態(tài)時處在高阻抗狀況。雷擊瞬間迅速導通，將雷電電流泄入大地，同時使大地、設備、線路處在等電位上，從而保護設備免遭強電勢差的損害。由于雷擊或雷擊感應的能量相當大，靠單一的避雷器件，很難將雷電流全部導入大地而自身不會損壞。因此，iec確立了分級、分區(qū)防雷的理論體系。其核心內(nèi)容是對不同電磁場強度的空間采用功能不一的避雷過壓保護器件。各器件的協(xié)調(diào)工作，既能保證大電流入地，

4、又能保證低殘壓，同時也使避雷器的壽命得到延長。 2.1 電源系統(tǒng)的防雷保護 電源系統(tǒng)防雷保護就是對與計算機系統(tǒng)電源有關的各級交流配電部分進行避雷過壓保護，要求在可能有雷電波侵入的電力進線處安裝避雷器。其技術(shù)原則如下： (1) 電源系統(tǒng)防雷保護分多個不同的保護級別。根據(jù)保護級別的不同，選擇合適標稱放電電流(額定通流容量)和電壓保護水平的電源避雷器，并保護避雷器有足夠的耐雷電沖擊能力。 (2) 殘壓特性是電源避雷器的最重要特性，殘壓越低，保護效果就越好。同時，還必須考慮避雷器有足夠高的最大連續(xù)工作電壓。因為最大連續(xù)額定工作電壓偏低，則易造成避雷器的損壞。 (3) 電源避雷器應有失效告警指示，并有遙

5、測端口，以方便監(jiān)控、管理和維護。 (4) 電源避雷器必須具有阻燃功能，在失效或自毀時不會起火。 (5) 電源避雷器必須具有失效分離裝置。在避雷器失效時，能自動與電源系統(tǒng)斷開，而又不影響電源系統(tǒng)的正常供電。 (6) 電源避雷器安裝要求：避雷器與電源系統(tǒng)的連接引線應盡可能短，并應采用截面積不小于25 mm2的阻燃型多股銅導線，緊湊并排或綁扎布放。避雷器的接地線應用2535 mm2的阻燃型多股銅導線，盡可能就近入地，或就近與交流保護接地匯流排、接地網(wǎng)直接連接。 根據(jù)以上原則，廣州送電所計算機系統(tǒng)的電源系統(tǒng)防雷保護是在低壓配電柜、計算機房總開關電源輸出端及設備開關插座實施三級避雷過壓保護：第一級，采用

6、dehnventi1vga280/4型避雷器(最大通流量100 ka，測試波形8/20 祍,殘壓小于2.5 kv)，并聯(lián)安裝在低壓配電房的市電總開關的輸出端；第二級，采用dehnguard385/3+1型避雷器(最大通流量40 ka，測試波形8/20 祍,殘壓小于1.5 kv)，并聯(lián)安裝在計算機房的交流配電屏的輸出端；第三級，采用asp品牌國內(nèi)組裝的插座式浪涌保護器(最大通流量15 ka，測試波形8/20 祍,殘壓小于600 v)，安裝在計算機房內(nèi)的通信機柜、服務器等中心設備前端，接線方式為并聯(lián)聯(lián)接。 2.2 通信系統(tǒng)的防雷保護 通信系統(tǒng)避雷過壓保護的技術(shù)原則如下： (1) 接口避雷器通常串聯(lián)

7、在數(shù)據(jù)線路中，其選擇和應用必須以不影響數(shù)據(jù)傳輸為前提。 (2) 應根據(jù)接口速率，選擇工作帶寬、物理接口合適的數(shù)據(jù)接口保護用避雷器，與數(shù)據(jù)設備接口的連接應盡量少用轉(zhuǎn)接的方式以免增加插損，影響信號輸送。 (3) 對于速率較高的數(shù)據(jù)設備接口，應選擇極間電容、漏電流、插損、駐波比盡可能小、響應時間盡可能快的數(shù)據(jù)避雷器。 (4) 應根據(jù)信號工作電壓的不同，選擇動作電壓和限制電壓合適的數(shù)據(jù)接口保護避雷器。 (5) 根據(jù)設備接口的抗雷電要求，應選擇有足夠大的耐雷電沖擊能力的數(shù)據(jù)避雷器。 (6) 數(shù)據(jù)避雷器必須有可靠的接地連接，該接地線應與被保護的數(shù)據(jù)設備的地線就近可靠連接，接地線截面應不小于25 mm2。

8、根據(jù)以上原則，通信系統(tǒng)采用2只dehnugkf/rj45型避雷器（最大通流量5 kv，測試波型8/20 祍，殘壓小于35 v）分別串接在服務器rj45信號接口和通信機柜中的專線modem進線端rj45接口。 2.3 計算機房的接地改造 在計算機系統(tǒng)避雷過壓保護技術(shù)中，接地系統(tǒng)起著很關鍵的作用。接地技術(shù)包括防雷接地、保護接地、工作接地、信號接地、防靜電接地等。這幾類接地的意義、作用和要求是有區(qū)別的，比較常見的是分設各個獨立接地體，但在發(fā)生雷擊時因防雷接地系統(tǒng)對其它接地系統(tǒng)存在電勢差，容易造成反擊事故，損壞電子設備。從整體防雷技術(shù)的觀點來看，應將所有接地系統(tǒng)等電位連接。 計算機房的接地系統(tǒng)，在實施中有具體而嚴格的施工工藝要求。廣州送電所在計算機房新建了一個設備地線的匯集排，并新建了一個均壓帶，用于保持機房各個位置的電位差相等。地線匯集排安裝于靠近主機柜的地面上，用95 mm2的裸銅纜與均壓帶相接；以95 mm2的銅纜為引下線，通過壓接線耳與一樓專用變壓器房的地網(wǎng)可靠連接。地線的布放和敷設盡量利用該辦公大樓現(xiàn)有走線槽或走線架，或采用獨立的鍍鋅鐵皮線槽，線槽兩端用25 mm2的銅纜與接地系統(tǒng)連接。 在電力企業(yè)管理中，計算機系統(tǒng)安全應該越來越得到重視。由于雷