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铁路站场信息系统防雷击电磁脉冲的调查与措施

来源:《UPS与机房》 作者:马喜珍 更新时间:2010-2-26 18:12:13

摘要:当雷电发生时,地面会形成非常强大的瞬间磁场,这种由雷电引起的"静电感应"和"电磁感应"都统称为感应雷。现代防雷理论称其为雷击电磁脉冲。它的发生概率和破坏程度都是很大的。因此信息网络系统防雷工程的重点就是抑制雷击电磁脉冲侵入。

    1 雷击电磁脉冲的介绍及雷击事件统计 
 
    当雷电发生时,地面会形成非常强大的瞬间磁场,这种由雷电引起的"静电感应"和"电磁感应"都统称为感应雷。现代防雷理论称其为雷击电磁脉冲。它的发生概率和破坏程度都是很大的。因此信息网络系统防雷工程的重点就是抑制雷击电磁脉冲侵入。
  
  2 铁路站场雷击灾害频发的原因分析
  
  2.1铁路站场地理位置特点,容易受到雷击的影响。
  
  多数铁路站场位于高路基或者比较空旷的视野中,周围的高大建筑较少,因此容易遭受到雷电的威胁。如深州站、清河城站设在高路基之上,成为方圆几公里内的最高点。
  
  2.2站场站设建筑物的分布特点,也是受到雷击的因素之一。
  
  铁路站场上的建筑物的散乱分布以及高低不同的环境位置,也是容易造成雷电不等电位情况的发生,进而传导影响到其他地点的电子设备。如清河城站的主站设位于铁路西侧高路基之上,而相距1.5公里的货运站设则位于铁路东侧相对较低的高路基之下,这就极易造成不等电位的发生。
  
  2.3部分站设的防雷设备陈旧、技术指标偏低,不能有效抵御雷击的影响。
  
  部分车站的建筑物历史悠久,如费城站、晋州站以及前磨头等站的部分建筑物是解放前的房子,很大一部分是在上个世纪六七十年代建成的,这些建筑的防雷设施都比较差,防雷能力也比较低,因此位于这些建筑里的电子设备就容易受到雷击的威胁。
  
  3 铁路站场防付击电磁脉冲的技术关键及防护措施
  
  信息系统的防雷问题无处不在,遍布建筑物的各个角落。IEC0131201雷电电磁脉冲防护(LEMP)标准是针对信息系统防霄的特殊要求而制定的标准,它提出的防霄保护区(LPZ)的新概念是防雷标准IEC0102401的补充(即根据不同信息系统对电磁场环境的不同要求,设置分层次、分级保护区或保护空间的措施)护区或保护空间的措施)。"将需要保护的空间划分为不同的防霄区巳PZ),以规定各部分空间不同的LEMP的严重程度和指明各在交界处等电位连接点的位置"。按这个定义,在各种不同的铁路站场信息系统防雷击电磁脉冲的防护技术要有不同的针对各种实际情况的措施,总结起来主要应从以下几个方面制定积极有效的防护措施:
  
  3.1信息网络系统电源入口雷击电磁脉冲的防护
  
  信息网络系统电源入口的防护,主要是抑制由户外电力线路侵入的雷击电磁脉冲的破坏强度,具体的措施是在建筑物电源进线,至末端用电设备输入端之前安装多级电源浪涌抑制器,将脉冲过电压和过电流限制在允许的范围以内。
  
  对终端设备可设置末级电源浪涌抑制器,末级电源浪涌抑制器可作为信息网络系统防雷的最后一道防线,它能将雷击电磁脉冲抑制到最低程度。末级电源浪涌抑制器应在最短的距离内与终端设备连接,对于比较重要的终端设备,最好采用串联式电源浪涌抑制器。它的各项技术指标均高于并联式电源浪涌抑制器,可以实现最佳的防护效果。
  
  由铁路设备管理的分工不同,因此对末端设备保护的最简单有效的方法就是采用具备浪涌保护的UPS电源。
  
  3.2通信、信号及数据接口雷击电磁脉冲的保护
  
  通信、信号及数据系统接口雷击电磁脉冲的保护采用专用的信号数据瞬变保护装置,它能有效抑制各种线路窜入的雷击电磁脉冲,具有传输速度高,雷击时残留电压低等特点。该接口的防护要根据用户的线路传输速率、最高工作电压,允许插入损耗及接口形式等参数进行选取,并以每组保护器为一基本单元(一般为10对线),实际选取时应备若干条线口作为备份或将来增容用。
  
  3.3设置完整的接地系统
  
  依据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)和《建筑物电子信息系统防霄技术规范》(GB50343-2004)等国家标准,雷击防护措施均是以把雷电流泄入大地为最终目的,泄放功能的好坏,关系到防雷效果,为达到预期的目的,必须设置完善的接地系统、共地系统。共地系统除所有的地共用一组接地装置外,关键是实行等电位联结,既在不同防雷分区的界面上,对电源线,通信线,数据线等各种导线及金属管道和设备分别实施系统等电位联结。
  
  区域等电位联结,局部等电位联结,可减小电位差,有利于消除雷击电磁脉冲引起的干扰。在条件允许的情况下可以在防雷接地线与计算机接地线、保护接地线之间加装地电位均衡器,可消除多元接地系统之间的电位差,避免地电位反击造成信息系统的损坏。
  
  3.4加强屏蔽措施
  
  信息网络系统中采用了大量的微电子设备,微电子设备本身电磁兼容能力相对较弱,为加强其抗雷击电磁脉冲的能力,必须采用有效的屏蔽措施。实际工作中经常遇到屏蔽层仅一端接地,而另一端悬浮的作法,其理由是防干扰,实际上屏蔽层一端接地只能防静电感应,防不了磁场强度变化所感应的电压,如果信号要求屏蔽层一端接地时可采用有绝缘隔开的双层屏蔽线,外层屏蔽应至少两端接地,才能对交变磁场起屏蔽作用,提高抑制雷击电磁脉冲的能力。
  
  4 结束语
  
  人类面对自然的力量显得那么渺小,自然灾害是客观存在、也是不可避免的,但防患于未然的思想和有效的预防措施可以减少自然灾害的损失,最大限度地保护我们人类自身的安全和信息系统的安全。

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