有了避雷针、避雷带防雷,为什么机房还要加防雷系统
在雷击事故中的雷电形式除了直击雷外,还有一种雷电称之为感应雷。而且在雷击事故统计中,由于感应雷造成的比例已由2001年的23%迅速的增加到2003年的67%。
感应雷是由于在雷云形成过程中,雷云与大地之间的静电场和雷击通信信号或电力线路附近大地或其他物体时,雷闪电流产生的强大电磁场作用于线路,经传输进入设备的雷击过电压和过电流。
感应雷分为静电感应雷和电磁感应雷。
静电感应雷:带有大量负电荷的雷云所产生的电场将会在架空明线上感生出被电场束缚的正电荷。当雷云对地放电或对云间放电时,云层中的负电荷在一瞬间消失了(严格说是大大减弱),那么在线路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚,在电势能的作用下,这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击。
电磁感应雷:雷击发生在供电线路附近。或击在避雷针上,将产生强大的交变电磁场,此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上,这将对用电设备造成极大危害。
由于建筑物都有避雷针防雷,所以我们通常讲的计算机系统防雷主要是防感应雷。
建筑物安装的避雷针有一个保护范围,但并不是在保护范围内的物体,绝对不会遭受雷击,因为还存在雷闪绕击保护范围内物体的现象。避雷针引雷入地时,在大地上产生很高电压,如被保护设备离避雷针太近,可能出现地面高电位反击设备,或因电磁感应在电子设备上感应出高电压。
由于避雷针实际上是引雷针,所以安装了避雷针,建筑物上落雷的机会反倒增加,虽由于避雷针的作用,对建筑物的损害控制住了,但内部通信电子设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了,因此有了避雷针,在重要的电子线路上还应加装防感应雷的防雷装置。
三、雷电的防护
1、 防护原理
感应雷电的特点是:作用时间短,电流、电压峰值高,能量大。当i(t)足够大或U(t)足够大时,如果不加防护将足以烧毁设备。即使当i(t)的一次能量不足以使设备彻底烧毁时,也将使设备加速老化(比如使CMOS层劣化),并使其抵抗下次冲击的能力更弱。(很多“不明原因”的设备损坏其实就是这样造成的)
比如讲到防雷产品时经常要提到电源避雷器要能承受8/20μs20KA的冲击(见有关国家标准和国际标准),指的就是T1=8μs T2=20μs I=20KA。应当注意到,雷电流的作用时间是以微秒为单位来计算的,并且波头时间非常短,比如用了8微秒电流峰值即达20KA。1微秒内电流增加2.5千安培。这是一个惊人的数字。用数学语言来讲就是平均陡度di/dt非常大。
一般来讲,我们用1.2/50μs的波形来表示雷电的电压波形,而常用8/20μs来表示雷电电流波形。
2、 如何防护
既然雷电对线路的感应是造成设备损坏的最重要的原因,那么在线路中加装设备对瞬态过电流、过电压进行抑制就可以了,这种设备我们就称其为避雷器,或称浪涌抑制器、防雷保安器等,统称为避雷器或SPD。
由于雷电感应主要是通过供电线路和各种信号线损坏设备的,因此对计算机信息系统的防雷保护主要的是合理地加装电源和信号避雷器。