隨著近年來電子技術的飛速發(fā)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(tǒng)是一個功能強大的電器、電子系統(tǒng)，除了強電設備外，通信、監(jiān)控（IEC定義為信息系統(tǒng)）、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沖的危害，輕則部分設備被雷電擊壞，系統(tǒng)喪失部分功能，重則全部系統(tǒng)癱瘓，經(jīng)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(tǒng)癱瘓.同時,幾百米以外的辦公區(qū)域內部分設備也受到不同程度的損壞,直接經(jīng)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,擊壞電話程控交換機、閉路電視設備,經(jīng)濟損失近5萬元；
　　3．2000年7月22日晚,云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(tǒng)；
　　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(jiān)控臺多次失靈,不能正常工作,共造成經(jīng)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(jiān)控等設備,直接經(jīng)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臺收費機、2臺電視機、2支攝像機.6月9日,再遭雷擊, 擊壞1臺收費機、2支攝像機、3臺攝像控制器,1臺排氣扇；
　　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(jiān)控系統(tǒng),直接經(jīng)濟損失4萬元。
　　統(tǒng)計證明，過電壓破壞數(shù)據(jù)和損壞設備是經(jīng)常造成高速公路機電系統(tǒng)的主要原因。由于高速公路收費站一般多位于郊外，周圍地處空曠，其建筑物常常為附近最高點，加上安裝高桿燈后，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(qū)。此外，收費站的供電線路較多地采用架空電纜，雷電波會經(jīng)供電線路侵入用電系統(tǒng)。

　　根據(jù)電磁兼容（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(fā)現(xiàn)，在電磁環(huán)境威脅中，雷電放電是最重要的干擾源。自90年代末，我國開始用計算機技術改造設備和工作方式以來，過電壓、過電流損害不斷發(fā)生，成為信息系統(tǒng)硬件損壞進而影響業(yè)務的一大禍根。其實，發(fā)生在信息系統(tǒng)的過電壓，數(shù)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。雷電電磁脈沖雖然發(fā)生次數(shù)較少，但能量較高，一旦侵入信息系統(tǒng)，大部分會對設備造成損害。因此，做好信息系統(tǒng)的雷電電磁脈沖防護工作，就能解決系統(tǒng)防過電壓的問題。并不是雷電必須擊中建筑物本身，才能造成信息系統(tǒng)雷害，實際上，雷擊點周圍1km左右的敏感電子系統(tǒng)，都有可能受到雷電電磁脈沖或雷電電磁脈沖過電壓的傷害。電子電路能夠承受的浪涌電壓僅僅為5V~100V，然而，雷浪涌電壓可以高達數(shù)千伏，甚至數(shù)萬伏，因此，雷浪涌電壓侵入電子設備往往使電子設備失效。

　　應當指出，雷電磁干擾損壞計算機系統(tǒng)硬件造成的直接經(jīng)濟損失僅僅是全部經(jīng)濟損失的一小部分。計算機系統(tǒng)停用致使業(yè)務中斷所造成的間接經(jīng)濟損失一般都比直接經(jīng)濟損失大的多。雷電可以在電源線和通信線或數(shù)據(jù)線上感應出過電壓。因此采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(huán)節(jié)。

相關的國家防雷標準

　　那么現(xiàn)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(jù)國家建筑物防雷標準2000年修訂版《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057-94-2000版），第6.1.4節(jié)中說明，在設計建筑物時，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(yè)標準《通信局（站）雷電過電壓保護工程設計規(guī)范》（YD/T 5098-2001）中，為解決雷電引入系統(tǒng)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(yè)的建筑物，而通信設備可靠性要求又在一般行業(yè)之上。所以，當電腦部及相關部門在籌建新的機房及網(wǎng)點時，有必要把電子系統(tǒng)的防雷考慮在內。

防雷的實踐經(jīng)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(fā)出雷電警報時，撥掉有線電視接線或使調制解調器暫時不工作，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(wǎng)點、收費站做防雷整改工作。筆者有幸隨隊參加當時工程，其中特別深入了解雷災最嚴重的雷州市中國銀行網(wǎng)點的防雷工程工作。當時采用德國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(jīng)過三個雷雨季節(jié)的記錄，明顯發(fā)現(xiàn)安裝了防雷器網(wǎng)點安然無恙，而沒有安裝的網(wǎng)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(wǎng)點，雷電中通信中斷，該分行安然無恙，而連在DDN線另一端不遠處的數(shù)據(jù)局調制解調器則受到雷電感應擊毀，可作為防雷系統(tǒng)實用性的實證。

防雷系統(tǒng)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，而非建筑物外部防直擊雷的設施。
　　對于部分讀者，可能正在計劃現(xiàn)有系統(tǒng)上加裝防雷保護，或在籌建辦公場所內考慮防雷納入設計范圍之內，筆者有幾點意見，僅供大家參考：
　　1．設計上之依據(jù)—國標GB50057-94、YD/T 5098-2001、YD5078-98、YD2011-93
　　大家需對上述標準有一個大的認識，筆者準備了為數(shù)不多的上述標準，如有興趣的讀者，可按本文電郵地址hl00@cgpower.com發(fā)電郵給本人索取資料或在www.cgpower.com網(wǎng)頁上查詢。
　　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?shù)氐臍庀缶帧⒎览字行穆?lián)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，應不少于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(wǎng)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，盡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(chǎn)品的選擇
　　應選擇一些聲譽良好的產(chǎn)品，便宜的產(chǎn)品質量不一定好。

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