探讨电力信息系统的雷电电磁脉冲防护思维导图

清水入喉

2023-03-01

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防护

电磁

电力

探讨

防雷

接地

保护

雷电

信息系统

建

工程纠纷

建筑工程管理

工程信息化管理

摘要：根据现代雷灾新特点，探讨了如何从外部无源保护、内部防护和接地处理等方面采取有效措施，确保电力信息系统安全。

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思维导图大纲

1、引言

《国际建筑物防雷规范》（IEC61024－1－11998）第一部分通则，其导言一开始就指出：“应该注意到，到目前为止还没有任何一种装置或方法能阻止雷电的产生，也没有能阻止雷击到建筑物上的器具和方法”。因此在电力信息系统设计之初就应该充分估计到防雷的必要性。自富兰克林发明避雷针后，建筑物得到有效保护。然而在信息时代的今天，电脑网络和通讯设备越来越精密，对其工作环境的要求越来越高。雷电以及大型电气设备的瞬间过电压会越来越频繁的通过电源、信号等线路侵入网络设备，容易造成设备或元器件损坏、人员伤亡、传输或储存的信号（或数据）受到干扰（或丢失），甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪、系统停顿、数据图象传输暂停、局域网乃至广域网遭到破坏。

其危害触目惊心，间接损失一般远远大于直接经济损失。我国WTO的加入，各种现代科技在电力系统的全面推广运用，电力信息系统进一步完善，这些信息系统以高功能、高速度、低电压和低功耗的微电子技术为基础。微电子设备对电磁干扰有着固有的敏感性，而电力系统又是一个高能量的电磁污染环境，在这严酷的电磁环境中运行的信息设备的电磁兼容性（EMC）问题就显得更为突出。所有电磁兼容问题都涉及到干扰源、耦合机理和敏感部件三个方面。本文探讨的目的是使三者之间在技术先进和经济合理的前提下作出恰当选择，使电力信息系统安全、可靠、稳定运行。

2、现代雷灾新特点[1]

我国大部分地区于2、3月份就进入了雷电期。城市高楼的增加使雷电击穿空气的距离缩短，因为雷击概率与建筑高度成正比，所以雷击概率加大。同时，由于全球气候变暖，城市热岛现象增多，使城市的大气环流出现了新特点，夏季雷暴期延长。而更重要的是，随着科技的进步，微电设备被广泛应用，城市通信电源大幅增多，电磁场发生变化，特别是微电子产品普遍绝缘强度低，过电压耐受力差，容易遭受雷电侵袭，其中电脑网络、通讯指挥系统和公用天线都是重灾区。据统计，在各种灾害造成的损害中，感应雷击造成的损害高居榜首，占全部灾害损失的33.8％。当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特点与以往将有极大的不同，可以概括为：

（1）受灾面扩大。从电力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，尤其是与高新技术关系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电通信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等。

（2）从二维空间入侵变为三维空间入侵。从闪电直击和过电压波沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场，从三维空间入侵到任何角落，无孔不入地造成灾害。防雷工程已从防直击雷、感应雷进入防雷电电磁脉冲（Lightning Electro-magnetic Pulse Protection，LEMP），即雷电灾害的空间范围扩大了。

（3）雷灾的经济损失和危害程度显著增加。被袭击对象本身的直接经济损失有时并不太大，而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。例如1999年8月27日00：02左右，某寻呼台遭受雷击，导致该台中断寻呼数小时，其直接损失是有限的，但间接损失远远超过直接损失。