計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是以耐壓能力較低的電子設(shè)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(duì)電力企業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾和破壞事故，致使各類電子設(shè)備損壞。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不能安全可靠運(yùn)行所帶來的間接損失可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)備本身的價(jià)值，如導(dǎo)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(rèn)識(shí)到雷電的危害性和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全的重要性，于2001年對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了有效的防雷保護(hù)。
1 整體防雷保護(hù)技術(shù)
1.1 防雷保護(hù)的三道防線
雷電破壞的主要方式是直接對(duì)建筑物或構(gòu)筑物發(fā)生閃擊，巨大能量集中在閃擊點(diǎn)，直接損壞建筑物結(jié)構(gòu)。外部防雷措施是利用金屬接閃體迎擊雷電，利用下線將電流導(dǎo)向大地，從而保護(hù)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(jì)算機(jī)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(yīng))感應(yīng)在電源或通信線路上。由于線路上產(chǎn)生的高達(dá)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(shè)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(shè)備(內(nèi)部避雷保護(hù))并限制被保護(hù)設(shè)備上的浪涌過電壓幅值(過電壓保護(hù))就成為防雷保護(hù)的第二、三道防線。
1.2 防雷保護(hù)的技術(shù)措施
IEC的防雷技術(shù)組(TC/81)在對(duì)雷電現(xiàn)象作了大量實(shí)驗(yàn)和研究的基礎(chǔ)上，提出了分級(jí)保護(hù)、整體防雷的理論體系，即：整體防雷保護(hù)應(yīng)該是外部防雷、內(nèi)部避雷過壓保護(hù)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(hù)中最重要和最有效的4個(gè)要素。
2 整體防雷保護(hù)技術(shù)的應(yīng)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(duì)地安裝，常態(tài)時(shí)處在高阻抗?fàn)顩r。雷擊瞬間迅速導(dǎo)通，將雷電電流泄入大地，同時(shí)使大地、設(shè)備、線路處在等電位上，從而保護(hù)設(shè)備免遭強(qiáng)電勢差的損害。由于雷擊或雷擊感應(yīng)的能量相當(dāng)大，靠單一的避雷器件，很難將雷電流全部導(dǎo)入大地而自身不會(huì)損壞。因此，IEC確立了分級(jí)、分區(qū)防雷的理論體系。 其核心內(nèi)容是對(duì)不同電磁場強(qiáng)度的空間采用功能不一的避雷過壓保護(hù)器件。各器件的協(xié)調(diào)工作，既能保證大電流入地，又能保證低殘壓，同時(shí)也使避雷器的壽命得到延長。
2.1 電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)
電源系統(tǒng)防雷保護(hù)就是對(duì)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電源有關(guān)的各級(jí)交流配電部分進(jìn)行避雷過壓保護(hù)，要求在可能有雷電波侵入的電力進(jìn)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(hù)分多個(gè)不同的保護(hù)級(jí)別。根據(jù)保護(hù)級(jí)別的不同，選擇合適標(biāo)稱放電電流(額定通流容量)和電壓保護(hù)水平的電源避雷器，并保護(hù)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(hù)效果就越好。同時(shí)，還必須考慮避雷器有足夠高的最大連續(xù)工作電壓。因?yàn)樽畲筮B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(yīng)有失效告警指示，并有遙測端口，以方便監(jiān)控、管理和維護(hù)。
(4) 電源避雷器必須具有阻燃功能，在失效或自毀時(shí)不會(huì)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(shí)，能自動(dòng)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：①避雷器與電源系統(tǒng)的連接引線應(yīng)盡可能短，并應(yīng)采用截面積不小于25 mm2的阻燃型多股銅導(dǎo)線，緊湊并排或綁扎布放。②避雷器的接地線應(yīng)用25～35 mm2的阻燃型多股銅導(dǎo)線，盡可能就近入地， 或就近與交流保護(hù)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電源系統(tǒng)防雷保護(hù)是在低壓配電柜、計(jì)算機(jī)房總開關(guān)電源輸出端及設(shè)備開關(guān)插座實(shí)施三級(jí)避雷過壓保護(hù)：第一級(jí)，采用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(guān)的輸出端；第二級(jí)，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(jì)算機(jī)房的交流配電屏的輸出端；第三級(jí)，采用ASP品牌國內(nèi)組裝的插座式浪涌保護(hù)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(jì)算機(jī)房內(nèi)的通信機(jī)柜、服務(wù)器等中心設(shè)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(hù)
通信系統(tǒng)避雷過壓保護(hù)的技術(shù)原則如下：
(1) 接口避雷器通常串聯(lián)在數(shù)據(jù)線路中，其選擇和應(yīng)用必須以不影響數(shù)據(jù)傳輸為前提。
(2) 應(yīng)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(hù)用避雷器，與數(shù)據(jù)設(shè)備接口的連接應(yīng)盡量少用轉(zhuǎn)接的方式以免增加插損，影響信號(hào)輸送。
(3) 對(duì)于速率較高的數(shù)據(jù)設(shè)備接口，應(yīng)選擇極間電容、漏電流、插損、 駐波比盡可能小、響應(yīng)時(shí)間盡可能快的數(shù)據(jù)避雷器。
(4) 應(yīng)根據(jù)信號(hào)工作電壓的不同， 選擇動(dòng)作電壓和限制電壓合適的數(shù)據(jù)接口保護(hù)避雷器。
(5) 根據(jù)設(shè)備接口的抗雷電要求，應(yīng)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(yīng)與被保護(hù)的數(shù)據(jù)設(shè)備的地線就近可靠連接，接地線截面應(yīng)不小于25 mm2。
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(wù)器RJ45信號(hào)接口和通信機(jī)柜中的專線MODEM進(jìn)線端RJ45接口。
2.3 計(jì)算機(jī)房的接地改造
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)避雷過壓保護(hù)技術(shù)中，接地系統(tǒng)起著很關(guān)鍵的作用。接地技術(shù)包括防雷接地、保護(hù)接地、工作接地、信號(hào)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(shè)各個(gè)獨(dú)立接地體，但在發(fā)生雷擊時(shí)因防雷接地系統(tǒng)對(duì)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(shè)備。從整體防雷技術(shù)的觀點(diǎn)來看，應(yīng)將所有接地系統(tǒng)等電位連接。
計(jì)算機(jī)房的接地系統(tǒng)，在實(shí)施中有具體而嚴(yán)格的施工工藝要求。廣州送電所在計(jì)算機(jī)房新建了一個(gè)設(shè)備地線的匯集排，并新建了一個(gè)均壓帶， 用于保持機(jī)房各個(gè)位置的電位差相等。地線匯集排安裝于靠近主機(jī)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(shè)盡量利用該辦公大樓現(xiàn)有走線槽或走線架，或采用獨(dú)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全應(yīng)該越來越得到重視。由于雷擊是小概率事件，要做到絕對(duì)的安全，即防雷安全度100%，從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)是不合理的。要強(qiáng)調(diào)因地制宜地對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行防雷保護(hù)，正確實(shí)施防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保防雷工程可靠性。廣州送電所計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體防雷保護(hù)工程投入不大，實(shí)施了基本的避雷過壓保護(hù)，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。 (王永基，向英彬)
