| 知 識 資 訊 | |
|
◆直擊雷 ◆感應雷 ◆電湧及高電壓引入 ◆接地及地網 |
|
|
|
| 新國家防雷標準及防雷的實踐經驗 | ||
|
隨著近年來電子技術的飛速發展，雷電災害已被國際電工委員會（IEC）稱為“電子化時代的一大公害”。高速公路機電系統是一個功能強大的電器、電子系統，除了強電設備外，通信、監控（IEC定義為資訊系統）、收費等弱電設備更是高速公路上不可缺少的一部分，如果在設計和施工中不重視雷電的防護，極易遭雷擊或雷電電磁脈衝的危害，輕則部分設備被雷電擊壞，系統喪失部分功能，重則全部系統癱瘓，經濟損失慘重，給高速公路運營管理安全帶來極大隱患。
雷電災害的記錄 隨手翻查一下氣象局記錄，不難看到一些令人驚呃的資料： 1、2000年8月29日,南京高速公路收費站遭雷擊,擊壞所有車道機,收費系統癱瘓.同時,幾百米以外的辦公區域內部分設備也受到不同程度的損壞,直接經濟損失15萬多元. 2、2000年6月14日,山西省晉城市晉陽高速公路管理處遭雷擊,擊壞電話程式控制交換機、閉路電視設備,經濟損失近5萬元. 3、2000年7月22日晚,雲南省昆曲高速公路南海子站遭雷擊,擊壞通信設備及全部的供電系統. 4、2000年4月至8月,廣東高要市公路局屬下白土、新活、新橋、雙金、祿步五個收費站多次遭到不同程度的雷擊,造成收費電腦、攝像頭、監控台多次失靈,不能正常工作,共造成經濟損失20多萬元. 5、2000年5月2日13:30時,廣東省廉江市青平收費站遭雷擊,擊壞空調主機、電腦監控等設備,直接經濟損失1.5萬元. 6、2000年5月27日,肇慶市懷集縣金雞收費所遭雷擊,擊壞3台收費機、2台電視機、2支攝像機.6月9日,再遭雷擊, 擊壞1台收費機、2支攝像機、3台攝像控制器,1台排氣扇. 7、2000年9月10日4:21時,赤峰市紅廟子公路收費站遭雷擊,擊壞監控系統,直接經濟損失4萬元. 統計證明，過電壓破壞資料和損壞設備是經常造成高速公路機電系統的主要原因。由於高速公路收費站一般多位於郊外，周圍地處空曠，其建築物常常為附近最高點，加上安裝高杆燈後，更易引雷。高速公路的路基、路面施工造成了公路沿線的土壤電阻率變化，使高速公路沿線成為易落雷區。此外，收費站的供電線路較多地採用架空電纜，雷電波會經供電線路侵入用電系統。 根據電磁相容（EMC）原則，電子設備不得相互干擾，同時，雷電等其他電磁干擾源不得影響電子設備的功能。防護專家發現，在電磁環境威脅中，雷電放電是最重要的干擾源。自90年代末，我國開始用電腦技術改造設備和工作方式以來，過電壓、過電流損害不斷發生，成為資訊系統硬體損壞進而影響業務的一大禍根。其實，發生在資訊系統的過電壓，數量最多的是電源操作過電壓和靜電放電，但它們能量較小，相當一部分不會對設備造成損害。雷電電磁脈衝雖然發生次數較少，但能量較高，一旦侵入資訊系統，大部分會對設備造成損害。因此，做好資訊系統的雷電電磁脈衝防護工作，就能解決系統防過電壓的問題。並不是雷電必須擊中建築物本身，才能造成資訊系統雷害，實際上，雷擊點周圍1km左右的敏感電子系統，都有可能受到雷電電磁脈衝或雷電電磁脈衝過電壓的傷害。電子電路能夠承受的浪湧電壓僅僅為5V~100V，然而，雷浪湧電壓可以高達數千伏，甚至數萬伏，因此，雷浪湧電壓侵入電子設備往往使電子設備失效。 應當指出，雷電磁干擾損壞電腦系統硬體造成的直接經濟損失僅僅是全部經濟損失的一小部分。電腦系統停用致使業務中斷所造成的間接經濟損失一般都比直接經濟損失大的多。雷電可以在電源線和通信線或資料線上感應出過電壓。因此採用電源和通信防雷器是保護通信線路、設備及人身安全的重要技術手段，是確保通信線路、設備運行不可缺少的技術環節。 相關的國家防雷標準 那麼現行國家標準中有沒有相關的電子設備防雷指引呢？是有的。根據國家建築物防雷標準2000年修訂版《建築物防雷設計規範》（GB50057-94-2000版），第6.1.4節中說明，在設計建築物時，當時不知道或不肯定將來有沒有通信設備時，需要考慮安裝防雷用的等電位連接裝置（防雷器是其中一種元件）。在中華人民共和國通信行業標準《通信局（站）雷電過電壓保護工程設計規範》（YD/T 5098-2001）中，為解決雷電引入系統的災害，確保通信設備的安全和正常工作，需要進行雷電過電壓保護設計。 需要留意的是，上述國標(GB50057-94-2000版)是包括一般行業的建築物，而通信設備可靠性要求又在一般行業之上。所以，當電腦部及相關部門在籌建新的機房及網點時，有必要把電子系統的防雷考慮在內。 防雷的實踐經驗 中國幅員廣大，雷災嚴重情況不一，尤其是南方沿海省份較為嚴重，其中最著名的是在廣東省的雷州半島雷州市。該地人士對雷電造成的破壞習以為常，比方說氣象局發出雷電警報時，撥掉有線電視接線或使數據機暫時不工作，尤為常見，否則就會造成嚴重的設備損壞，該情況一直沒有良好改善。直至1998年，廣州市高速公路項目、廣東市鐵路局、中國銀行廣東省分行大膽地在廣東省內800多個網點、收費站做防雷整改工作。筆者有幸隨隊參加當時工程，其中特別深入瞭解雷災最嚴重的雷州市中國銀行網點的防雷工程工作。當時採用德國OBO公司的V20-C電源防雷器及RJ45-Tele/4電話線防雷器，轉眼已過了三年半，在經過三個雷雨季節的記錄，明顯發現安裝了防雷器網點安然無恙，而沒有安裝的網點設備則受到損壞。其中印象最深刻的是1999年8月中，雷州市連江的一個分行連接了DDN專線的網點，雷電中通信中斷，該分行安然無恙，而連在DDN線另一端不遠處的資料局數據機則受到雷電感應擊毀，可作為防雷系統實用性的實證。 防雷系統實施上需注意的要點 本文說的防雷設施，是指保護室內通信電子設備防感應雷，而非建築物外部防直擊雷的設施。 對於部分讀者，可能正在計畫現有系統上加裝防雷保護，或在籌建辦公場所內考慮防雷納入設計範圍之內，筆者有幾點意見，僅供大家參考： 1、設計上之依據-國標GB50057-94、YD/T 5098-2001、YD5078-98、YD2011-93 2、施工上需注意的重點 如讀者需要涉及大型的整改，宜與當地的氣象局、防雷中心聯絡，要求他們給出意見。如用戶只有少量的改動工作，可以自己留意以下重點： a.地線 連接防雷器的地線，應不少於6mm2，以最短最直的連線方式，連在總配電屏的總地線上或機房外的接地網上，如機房有獨立地線，需加裝獨立地線防雷保護器。 b.信號的引入線 應越短越好，儘量避免架空地跨越接連，暴露在直接感應雷電的空間之中，應埋地或最少套在金屬管內為宜。 c.防雷產品的選擇 應選擇一些聲譽良好的產品，便宜的產品品質不一定好。 技術支援 如上文所述，按照國家氣象局規定，有關防雷工作屬氣象局管轄範圍，如讀者需要諮詢有關當地防雷事宜，可和當地防雷中心聯絡。
|
 |
 |
