雷电脉冲分压器
雷电脉冲防护设计
雷电脉冲防护设计 摘要 本文主要主要介绍雷电脉冲灾害产生的原因，分析雷电脉冲的入侵途径，通过电磁兼容理论获得解决雷电脉冲的设计思路。 一、雷电脉冲防护概况 电子器件的集成化和超大规模集成化及新的网络通信技术的发展都为信息时代的主导技术支撑产品――计算机通信技术的发展起到了极大的推动和促进作用，但另一方面，这些微电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低，过电压耐受能力差等致命弱点，一旦遭受雷击过压的冲击，轻则造成这些电子系统的运行中断，设备永久性损坏，重的是这些系统所承负的那些须实时运行的后续工作的中断瘫痪所造成的不可估量的直接与间接的巨大经济损失和影响。 二、雷电脉冲入侵途径 雷击引起的上万伏的过电压（过电流）及极强的交变电磁场是损坏楼内弱电设备的主要原因，交变电磁场的瞬即变化是吸引雷电入侵的最佳渠道。其中入侵渠道可以大致分为3种： 1、配电线路引入雷电：配电线路（对 10KV 线路，高压MOV 的残压很高，弱电设备受此高压都会损坏，变压器有一定的隔离和衰减作用，但还有相当大的剩余雷电会传到后续设备。）产生过电压后，该过电压直接传到弱电子设备，并将设备损坏，一般是将设备的电源部分损坏。 2、通信控制线路引入雷电：通信控制线路（通信控制线路一般有
数据专线、网络线、数据控制线和视频线等）感应雷电后，雷电也直接传到设备，并将设备损坏，一般是将设备的通信口损坏，与供电路线上产生雷电流的情况相似，一般来讲，通信线路上的雷电流比供电线路上的雷电流要小。 3、金属管道、电缆引入雷电：架空和直接埋地的金属管道、电缆的进出线等也是雷电引入的又一途径。通常是由于雷击静电感应引起或因暂太高电位 / 过电压通过线路耦合，造成管道和电缆线路毁坏。 三、雷电防护设计 雷电入侵的防范措施：针对上述分析，电子信息系统从电磁兼容角度防止雷击电磁脉冲,从电磁干扰三要素--干扰源、偶和途径、敏感设备入手，采取有效的防护措施，主要有屏蔽、滤波、接地和合理布线等综合防护措施。 1、屏蔽 屏蔽是减少电磁脉冲干扰的基本措施。屏蔽体可做成板式、网状式以及金属编织带式等, 利用低电阻的导体材料对电磁能流具有反射和引导作用,在内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化,从而减弱源电磁场的辐射效果。 金属材料的电磁屏蔽效果为对电磁波的反射损耗、吸收损耗和电磁波在屏蔽材料内部多次反射损耗之和。银、铜、铝等相对电导率大, 利用屏蔽体表面所产生涡流的反磁场来达到屏蔽目的, 以反射损耗为主铁和铁镍合金等相对磁导率大, 铁磁材料的高导磁率对干扰磁
雷电电磁脉冲干扰与防护要点
科目：电磁干扰与兼容 任课老师：崔志伟 作业：雷电电磁脉冲干扰与防护姓名：朱传帅 学号：1505122194
雷电电磁脉冲干扰与防护 绪论 雷电是由带电的云在空中对地放电导致的一种特殊的自然现象，其具有选择性、随机性、不可预测性以及破坏性。雷电存在的形式除了可以直观感受到的发光、发热、发声的雷电流以外，在雷电流形成的同时由于电磁效应还会产生雷电电磁脉冲。在当今信息化的时代，强大的雷电电磁脉冲是造成电子设备损坏的重要原因，可导致各种微电子设备的运行失效甚至损坏，成为威胁航空航天、国防军事、铁路运输、计算机与通信等领域的一大公害。 电子设备包括信息电子设备和电力电子设备两大类，信息电子设备基本采用微电子控制技术，电力电子设备相对于信息电子设备无信号传输线路外，其控制单元也大多采用微电子控制技术。近20 年来新发现的电子设备雷灾的起因是闪电的电磁脉冲（LEMP）辐射造成的，电子设备越先进、耐压等级越低、能耗越小，灵敏度越高、体积越小，则雷电电磁脉冲的危害范围越大。电子设备抗雷电电磁脉冲的干扰危害已是一个不可回避的问题。 雷电电磁脉冲既是雷电，又是电磁脉冲，但它既有别于直击雷，又有别于普通意义上的电磁脉冲干扰信号。现在对直击雷的防护技术已相当成熟，由于直击雷包含着巨大的能量，通常采用避雷针、避雷网等引雷入地，其实这就是将所接收到的雷电能量直接引向大地而起到分流雷电流的作用，但避雷针引下线由于电感的作用，最多也只能将5 0 % 的雷电流入地，余下的雷电流将通过其他途径或四处扩散后入地。扩散入地的雷电流就以雷电电磁脉冲的形式出现，对雷电电磁脉冲的防护，要从干扰和所具有的巨大能量两个方面来综合考虑。直击雷的强大能量需要入地释放，同理，雷电电磁脉冲的能量也必须旁路泄放入地，在入侵通道上将雷电电磁脉冲引起的过电压、电流加以阻挡，且直接或间接泄放入地，从而达到保护电子。 正文 雷电防护系统( Lightning Protection System（LPS）)是指用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，它由外部雷电防护系统和内部雷电防护系统两部分组成。 注：在特定的情况下，雷电防护系统可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置组成。 目前雷电电磁脉冲防护技术即防雷技术已经发展成熟，国内各大防雷企业都能够实现从设计、产品提供到施工及售后服务的防雷一体化体系解决方案（防雷体系）。在一个完整的防雷体系按照功能的不同分为以下五个部分： 1、直击雷防护(Direct Lightning Protection) 直击雷防护是防止雷闪直接击在建筑物、构筑物、电气网络或电气装置上。直击雷防护技术主要是保护建筑物本身不受雷电损害，以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地的过程中对建筑物内部空间产生影响的防护技术，是防
雷电电磁脉冲场
第四章雷电电磁脉冲场 人类研究雷电已有200多年的历史，到目前为止，对直击雷和传导浪涌的防护技术已经发展得较为成熟，相对而言，对雷电电磁脉冲的研究还有待深入。雷电电磁脉冲（LEMP）是伴随雷电放电产生的电流瞬变和强电磁辐射，属于雷电二次效应之一，它是最常见的一种天然强电磁脉冲干扰源。直到20世纪70年代以后，雷电的电磁辐射效应才逐渐引起重视。LEMP的发生频率远大于核电磁脉冲和高功率微波、超宽带等非核电磁脉冲，其峰值场强大，波形上升沿陡，对周围空间的各类敏感电子设备构成严重威胁，国内外相关事故报道不胜枚举。LEMP的危害区域远大于直击雷，它既可以由云地闪电产生，也可以由云内闪电和云间闪电产生，影响区域遍布对流层以下至大地表层，对空中飞行的火箭、飞机、导弹、地面架空运输电线、各种电子设备都有不同程度的危害，因雷电电磁脉冲造成室内电磁设备损坏、失效、误动作等造成的间接损失更是难以估计。随着电子设备的高集成化、智能化、低功耗化、LEMP的危害日益突出。 因此，LEC研究报告指出：“雷电电磁脉冲是信息化时代的公害。”对LEMP的防护是目前雷电防护研究领域的热点和难点，对LEMP进行详细研究，有利于有针对性地做好设备防护工作。 4.1 雷电电磁脉冲分类 根据IEC61312-1标准的定义，LEMP包括非直击雷产生的电磁场和电流瞬变。以此为依据，LEMP可以划分为3种形式：静电脉冲、地电流浪涌和电磁脉冲辐射场。以往防雷工程中强调的LEMP通常是指地电流瞬变和架空输电线的传导浪涌，而现在对电磁脉冲辐射场的危害越来越严重了。 4.1.1 静电脉冲 大气电离层带正电荷，与大地之间形成了大气静电场，通常情况下，平原地区地面附近电场强度约150V/m。雷雨云的下部静电荷较为集中，其电位较高，因此其下方地面局部静电场强远高于平时的大气静电场强，雷雨降临之前，该区域地面场强可达10000V/m~30000V/m。 雷雨云形成的电场，在地面物体表面磁感应出异号电荷，其电荷密度和电位随附近近大气场强而变化。例如地面上10m处的架空线，可感应出100kV~300kV的对地电压。落雷的瞬间，雷雨云电荷被释放，大气静电场急剧减小，地面物体的感应电荷失去束缚，会沿接地通路流向大地，由于电流流经的通道存在电阻，因而出现电压，这种瞬时高电压称为静电脉冲（Electrostatic Pulse），也称天电瞬变（Atmospheric Transients），如图4—1所示。对于接地良好的导体而言，静电脉冲极小，可以忽略。但静电接电阻较大的孤立导体，其放电时间常数大于雷电持续时间，静电脉冲的危害尤为明显。 静电放电脉冲的危害形式，只要表现为以下两种： （1）电压（流）浪涌。输电线路上的静电高压脉冲会沿导线向两边传播，形成高压浪涌，对相连的电气设备造成危害。 （2）高压电击。垂直安放的导体，如果接地电阻较大，会在尖端出现火花放电，能点燃易燃易爆物品；如果人，畜在闪电过后的短暂时间内触摸或接近这类物体（如 木门框上的铁门），可能遭电击身亡。 图4-1 静电脉冲的形成原理 4.1.2 地电流瞬变 地电流瞬变是由落雷点附近区域的地面电荷中和过程形成的。以常见的负地闪为例，如图4-2所示，主要电通道建立后，产生回击电流，即雷雨云中的负电荷会流向大地，
计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范
计算机信息系统实体安全技术要求 第一部分：局域计算环境GA 371-2001 2001-12-24发布2002-05-01实施 5．环境安全 5．3 电磁屏蔽与静电防护 5.3.1 机房的静电防护措施应符合GB 50174-1993中的 6.3规定。 5.3.2 计算机信息系统的信号及电源线路，若非铠装电缆或屏蔽电缆都必须穿金属管或槽布设，金属管或金属槽都应妥善接地。 5.3.3 计算机信息系统的设备应有良好的屏蔽与接地。 5．4 雷电防护 5.4.1 建筑物的雷电防护应符合GB 50057 的规定。 5.4.2 计算机信息系统电源线路、信号线路必须穿金属管槽屏蔽并且两端良好接地，所有其他金属管道及金属构架必须等电位连接。 5.4.3 电源进线、信号传输线在进入计算机信息系统设备时，必须安装电涌保护器。 5.4.4 电源系统电涌保护器可以进行多级配置，在进行多级配置时应考虑电涌保护器参数之间的配合。同时还需考虑安装电涌保护器损坏时的过流保护装置，如熔断器、断路器等，电涌保护器应有劣化显示功能。 5.4.5 计算机信息系统供电电源装设电涌保护器的模块数和接线方式，应符合GB 50057-1994的第6章的规定。 5.4.6 计算机信息系统传输的信号频率及电平各异，因此通信接口电路宜采用逐级泄流、滤波、低压箝位等多级防护措施。 5.4.7 在信号线上安装的电涌保护器，其通流容量、插入损耗、驻波、频率、带宽等参数应符合计算机信息系统的匹配要求。 5.4.8 在格栅形大空间机房内的计算机信息系统设备应安装在远离格栅的位置，具体的安全距离按GB 50057-1994 的附录计算。 5．5 接地与等电位连接系统 5.5.1 计算机信息系统各类接地的接地电阻值要求为： a）交流工作接地电阻不大于4Ω。 B）直流接地电阻应按计算机信息系统具体要求确定。 C）安全保护接地电阻不大于4Ω。 D）防雷接地电阻应符合GB 50057规定。 5.5.2 交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地应共用接地系统，其接地电阻按其中最小值确定。 5.5.3 机房应设等电位网，机房内所有设备的交流工作接地、安全保护接地、直流接地等均就近与等电位网连接，并按需要采用星型（S型）或网型（M型）连接方式。 5.5.4 对于计算机信息系统所在的建筑物应采用共用接地系统。
雷电电磁脉冲防护分级计算方法
雷电电磁脉冲防护分级计算方法 雷电过电压对电子设备的危害 随着通信技术、计算机技术、信息技术的飞速发展，今日已是电子化时代，日益繁忙庞杂的事物通过高速电脑、自动化设备及通信发展得到井然有序、而这些敏感电子设备的工作电压却在不断降低，其数量和规模不断扩大，因而它们受到过电压特别是雷电袭击而受到损坏的可能性就大大增加，这是由于以雷击中心1.5km—2km范围内都可能产生危险过电压，损坏线路上设备；其后果可能使整个系统的运行中断，并造成难以估计的经济损失，雷电和浪涌电压成了电子化时代的一大公害。防雷器就是在最短时间（纳秒级）内将被保护线路连入等电位系统中，使设备各端口等电位，同时释放电路上因雷击而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口端的电位差，从而保护线路上用户的设备。对系统设备而言，电源线路和信号线路是雷电袭击产生过电压并传导的两条主要通道，因此防雷器就分电源系统避雷器和信号系统防雷器。 防雷区域的划分 一、LPZ0A区：本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷击电流；本区内的电磁场强度没有衰减。 二、LPZ0B区：本区内的各种物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，但本区内的电磁场强度没有衰减。 三、LPZ1区：本区内的各种物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比LPZ0B区更小；本区内的电磁场强度可能衰减，这取决于屏蔽措施。 四、LPZn+1后续防雷区：当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时，应增设后续防雷区，并按照需要保护的对象所要求的环境去选择后续防雷区的要求条件。 注：n=1、2、......。 雷电电磁脉冲防护分级计算方法 1．建筑物年预计雷击次数N： N=K·（0.024·Td1.3）·（Ae+Ae’） 式中：K──校正系数，一般取1。 Td──年平均雷暴日 Ae──建筑物截收相同雷击次数的等效面积（KM2） Ae’──建筑物入户设施的截收面积（电源线、信号线） 2．等效面积Ae的计算 当建筑物高度H<100M： D= [ H·（200-H）]1/2 （M） Ae=[L·W+2（L+W）·D+π·H（200-H）]·10-6 （KM2）式中：L，W ，H分别为建筑物的长，宽，高（米）。 （见规范）
雷电电磁脉冲及其防护
雷电电磁脉冲及其防护 1 、雷电电磁脉冲的物理特性(1)物理特性从积雨云的密布到发生闪电，会出现三种物理现象。①云中静止电荷产生的静电场，产生静电感应现象，地面及各种导体会产生感应电荷，呈观静电场的作用。这种作用随着距离的增大而迅速减小，与距离的三次方成反比。②积雨云中电荷的移动（包括闪电）会产生磁场，若磁场强度发生变化就会出现电磁感应现象，这就是感应场产生的作用。这种作用随着距离的增大而减小较快，与距离的平方成反比。③闪电发生时，会出现电磁波辐射。这种辐射场也随距离增大而减小，但比较缓慢，它与距离的一次方成反比。除了注意上述三种物理现象，更应密切注意雷电流的变化特性，因为雷电的破坏作用与雷电流的峰值和波形密切相关。现代防雷装臵正是根据雷电流的物理特性设计的，其主要的物理特性是：①峰值电流决定闪电的机械力和电力的作用大小以及雷灾的危害程度；②到达峰值的时间，数值愈小，冲击力愈大，在选用防雷元器件时应考虑响应速度；③最大电流变化率决定了闪电的电磁感应强弱，是电子设备防雷技术中应特别重视的参量，因为电子设备防雷技术中主要是对感应雷的防护；④半峰值时间或到达波尾中间的时间，是指回击电流减小到峰值一半时的时间，这个时间越长，热效应越大，容易造成元器件的损坏，也容易引起火灾。超过lOO}上s就属于热闪电了。(2)雷电电磁脉冲的频谱分析雷电电磁脉冲的频谱是研究避雷的重要依据，从频谱结构可以获得雷电电磁脉冲电压、电流的能量在各频段的分布。根据这些资料可以估算通信设备或系统在其频率范围内可能遭受到的雷电冲击的幅度和能量大小，并以此作为确定避雷措施的参数。①雷电流峰值比率的频率分析雷电流峰值比率的频率分布是指在雷电流的频谱范围内，每一个频率的电流峰值与雷电流峰值之比的频率分布。雷电流主要贫布在低频部分，随频率升高迅速递减。电波的波头越陡，高次谐波越丰富，波尾越长，低频部分越丰富。②电流峰值比率积累的频率分布雷电流的破坏作用主要表现在对设备的过电压击穿和冲击能量过大的热击穿。研究雷电过电压比率集中的频段，一旦设备对大地的阻抗测知后，便可转变为通过研究雷电流峰值比率集中的频段来获得。通过研究可见，波头越陡，受雷电影响的频率范围越宽。(3)雷电电磁脉冲能量比率积累的频率分布若负载为纯电阻，那么在同一负载上，功率只与通过它的电流平方成正比。雷电电磁脉冲能量比率积累的频率分布表明，低频部分增值快，频率
雷电电磁脉冲的防护
https://www.wendangku.net/doc/dd7366845.html, 国际电工委员会 标准 IEC61312-1 1995-02 第一版 雷电电磁脉冲的防护 第一部分：通则 Protection against lightning electromagnetic Impulse — Part 1: General principles 国际电工委员会 雷电电磁脉冲的防护 第一部分：通则 前言 1） IEC （国际电工委员会）是一个由各国电工委员会（IEC 国家委员会）组成的全球性的标准化组织。IEC 的目标是促进在电气和电子领域内涉及标准化的所有问题的国际间的合作。为此，除其它的工作外，IEC 还出版国际标准。这些标准的编制是委托给合技术委员会的，对所涉课题感兴趣的任何一个IEC 国家委员会，均可参一标准的编制工作。与IEC 保持联系的国际的政府及非政府组织也参与此编制工作。IEC 根据与国际标准化组织（ISO ）双方之间的协议所确定的条件与该组织紧密协作。 2）IEC 就有关的技术问题所通过的正式决定或协议（由代表了对相关问题有特别兴趣的所有国家委员会的各个技术委员会所编制），尽可能接近地表达了对所涉主题国际上的一致看法。 3）IEC 所通过的决定或协议，以标准、技术报告或指南的形式出版，并以推荐的形式供国际使用，在此意义上它们是为和国家委员会所接受的。 4）为了促进国际上的统一，各个IEC 国家委员会应致力于将IEC 国际标准尽可能最大程度地透明地应用于其国家标准及区域标准中去。IEC 标准与相应的国家标准或区域标准中去。IEC 标准与相应的国家标准或区域标准间的任何分歧应在后者中明确地指出。IEC61312-1国际标准已由IEC 81 技术委员会（“防雷”）制订。 此标准的正文根据以下的文件写成： DIS （国际标准草案） 投票报告 81（CO ）21 81/66/RVD 本标准的认可投票的详尽信息可在上表所示的投票报告上找到。 IEC61312-1构成了总标题为“雷电电磁脉冲的防护”的系列出版物的一部分。 附录A 、B 、C 、D 及E ，仅供参考。
雷击防护技术
雷击防护技术（注安备考） 2017-09-18彭益石深圳龙岗一石安全工作室 一、防雷措施 1.建筑物防雷的分类 (1)第一类防雷建筑物， 1)凡制造、使用或储存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 2)具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物。 3)具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 (2)第二类防雷建筑物 1)国家级重点文物保护的建筑物。 2)国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆，国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。 3)国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。 4)国家特级和甲级大型体育馆。 5)制造、使用或储存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者，。 6)具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，。且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。 7)具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。 8)有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。 9)预计雷击次数大于0．05次／a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 10)预计雷击次数大于0．25次／a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。 (3)第三类防雷建筑物 1)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。 2)预计雷击次数大于或等于0．01次／a且小于或等于0．05次／a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 3)预计雷击次数大于或等于0．05次／a且小于或等于0．25次／a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。
雷电电磁脉冲(LEMP)的特性分析及屏蔽
雷电电磁脉冲（LEMP）的特性分析及屏蔽 王庆祥1姚烨1崔喆1孙冬迪1薛文安2 （1．天津市中力防雷技术有限公司，天津300384；2．中国民航大学，天津300384） 摘要本文讨论了雷电电磁脉冲的危害，包括传导浪涌、辐射电磁场、感应电压，分析雷电电磁脉冲的特性；并以磁屏蔽为主介绍雷电电磁脉冲的防护，以及磁屏蔽的材料选择。 关键词雷电流；雷电电磁脉冲（LEMP）；电磁屏蔽 引言 雷电是由带电的云在空中对地放电导致的一种特殊的天气现象，其具有选择性、随机性、不可预测性以及破坏性。雷电存在的形式除了可以直观感受到的发光、发热、发声的雷电流以外，在雷电流形成的同时由于电磁效应还会产生雷电电磁脉冲。在当今信息化的时代，强大的雷电电磁脉冲是造成电子设备损坏的重要原因，可导致各种微电子设备的运行失效甚至损坏，成为威胁航空航天、国防军事、铁路运输、计算机与通信等领域的一大公害。本文以磁屏蔽内容为主，介绍雷电电磁脉冲的防护。 1、雷电电磁脉冲（LEMP）的特性 雷电电磁脉冲（LEMP）是由雷电流的电磁效应产生，它包括传导浪涌和辐射脉冲电磁场辐射作用。传导浪涌又会在附近回路中产生感应电压；辐射脉冲磁场干扰附近电气电子设备正常工作。 1.1 传导浪涌 雷电流是雷电造成各种损害的损害源，它表现为以下四种情况：S1：雷击建筑物；S2：雷击建筑物附近；S3：雷击连接到建筑物的线路；S4：雷击连接到建筑物的线路附近。雷电流通过这四种形式在线路中产生传导浪涌。 表1 雷击低压系统浪涌过电流的预期值 表2 雷击通信系统浪涌过电流的预期值 过电流预期值，其中S3（直接雷击）是雷电直接击在了连接建筑物的线路上，在线路的两个方向上均有分流，与此同时，强大的直接雷击电流会产生强大的电磁场，在线路上再次产生浪涌，造成叠加性的伤害。 1.2 辐射电磁场 1.2.1 附近雷击时LPZ1格栅形空间屏蔽 如图1所示为附近雷击时的情况。LPZ1屏蔽空间周围的入射场可以近似地当作平面波。
[整理]QX3-气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范.
气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范 1 范围本标准规定了气象信息系统的防护原则、雷电防护区的划分、屏蔽措施和线缆敷设、雷击电涌保护及防雷装置的维护和管理。本标准适用于新建气象信息系统的防雷设计、施工；原有气象信息系统改造的防雷设计、施工可参照执行。气象信息系统的防雷设计和施工除应执行本标准的规定外，尚应符合现行国家有关标准的规定。 2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有的标准都会被修订，使用本标准的各方面应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB 9361-1988 计算机场地安全要求GB 50054-1995 低压配电设计规范GB 50057-1994 建筑物防雷设计规范GB 50174-199 3 电子计算机机房设计规范GB/T 16935.1-1997 低压系统内设备的绝缘配合第1部分原则要求和测试GB/T 50311-2000 建筑物与建筑物群综合布线系统工程设计规范IEC 61024-1：1990 建筑物防雷第l部分通则IEC 61312-1：1995 雷击电磁脉冲的防护第l部分通则IEC/TS 61312-2：1999 雷击电磁脉冲的防护第2部分建筑物的屏蔽，内部等电位连接和接地IEC 61643-1：1998 连接至低压系统的电涌保护器第l部分特性要求及试验方法IEC 60364-5-534：1997 建筑物的电气装置第5部分电气装置的选择与安装第534章过电压保护器件 3 定义 本标准采用下列定义 3.1 信息系统Information system 许多类型的电子装置，包括计算机、通信设备、自动监测和控制系统等的统称，在气象行业中主要用于气象信息的获取、处理和传输。 3.2 直击雷Direct lightning flash 雷电直接击在建筑物、大地、防雷装置或其它物体上，产生电效应、热效应和机械力。 3.3 雷电感应lightning induction 雷击放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。 3.4 静电感应Electrostatic induction 由于雷云的作用，使附近导体上感应出与雷云符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电迅速中和，在这些导体上的感应电荷得到释放，如不就近泄入地中就会产生很高的电位。 3.5 电磁感应Electromagnetic induction 由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势。 3.6 雷电波侵入lightning Surge on incoming Services 由于雷击对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些线侵入屋内，危及人身安全或损坏备。 3.7 防雷装置lightning protection system,LPS．由接闪器、引下线、接地装置、由涌保护器及其它连接导体组成的防雷设施的总合。 3.8 外部防雷装置External lightning protection system 由接闪器、引下线和接地装置组成，主要用以防护直击雷的防雷装置。 3.9 内部防雷装置Latemal lightning protection system 除外部防雷装置外，所有其它附加设施均为内部防雷装置，主要用来减小和防护雷电流在需防护间内所产生的电磁效应。 3.10 雷电防护区IJghtning protection zone，LPZ 根据被保护设备所在位置、所能耐受的电磁场强度及要求相应采取的防护措施而划分的防护区。 3.11 雷击电磁脉冲IJghtning electromagnetic impulse，LEMP 作为干扰源的直接雷击和附近雷击所引起的电磁效应。绝大多数是通过连接导体的干扰，如雷过电压或部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰。 3.12电磁兼容性Electromagnetic compatibility，EMC 设备或系统具有在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
浅谈雷电电磁脉冲的危害
浅谈雷电电磁脉冲的危害 摘要:当前，信息技术被广泛的应用的办公活动中，信息技术又主要的构建电方面的危害，其中最为严重的要数雷电电磁脉冲,故而对于大型办公楼来讲，如何做到防护雷电电磁脉冲，这成了一个非常重要的问题。基于此，本文主要对雷电电磁脉冲的危害及防护措施进行了探讨。 关键词：大型办公楼；雷电电磁脉冲；危害 Abstract：At present, information technology has been widely used in the office activities, information technology and the main construction on computer network technology and microelectronics technology basis, but the two technique is very easy to suffer from the harm of thunder and lightning, one of the most serious to the number of lightning electric magnetic pulse, so for large office buildings, how to do the protection of lightning electromagnetic pulse, this has become a very important problem. Based on this, this paper focuses on the lightning electromagnetic pulse harm and protection measures are discussed. Key words：A large office building; Lightning electromagnetic pulse; Harm 作为一种短暂的电磁瞬变现象，雷电电磁脉冲的传播形式是空间辐射，这种电磁波对如下相关设施会造成非常严重的破坏：微波设施，光电设施、信息设施，电力设施，电子设施等等，烧毁设备的绝缘部分或者损坏集成电路，造成相关的设备被损坏。雷电电磁脉冲通过如下三种主要的形式对大型办公楼产生影响:雷电电磁脉冲发生在LPZ0区，也就是建筑物外；雷电电磁脉冲产生在LPZ0和LPZ1两区交界的地方，这个地方可能是建筑物，或者建筑物屋顶的金属设备；雷电电磁脉冲发生于建筑物框架系统里面的环路电流。 1大型办公楼不同形式雷电电磁脉冲产生的影响 1.1雷电电磁脉冲的雷点发生于LPZ0区 雷击点位于LPZ0区域的时候，电磁脉冲必须在传递一定的距离之后才能够到达建筑物，这个过程中，雷电电磁脉冲会产生一定的衰减，而影响衰减的一个主要的因素就是周边的建筑物。如果雷击点和建筑物之间的距离超过了100米,那么衰减量就会超过40%。在现代社会，作为大型办公楼，一般楼层比较高,办公楼和周边建筑相比，超越其他建筑物的那一部分就为孤立建筑,但是对于雷电电磁脉冲而言，影响其的因素只有距离和电流这两个方面。下面的公式可以用来计算衰减程度。 在100m范围内,磁场强度计算公式:
雷电电磁脉冲的辐射耦合效应及其防护
雷电电磁脉冲（LEMP）是指伴随雷电放电发生的电流的瞬变和强电磁场辐射，属于雷电的二次效应，出现的频率非常高，是最常见的天然强电磁脉冲干扰源之一。雷电电磁脉冲危害随着微电子技术的发展而日益突出，由于雷电电磁脉冲的危害区域远大于直击雷，它既可以由云地闪电产生，也可以由云内闪电和云际闪电产生，影响范围遍布对流层以下至地表以上区域，对空中飞行的火箭、飞机、导弹，地面架空输电线、各种电子装备和深埋地下的电缆及至油气输送管道，都有不同程度的危害。在直击雷防护技术相对成熟的今天，雷电电磁脉冲所造成的损失仍呈逐年上升之势，特别是电力、通信和航空航天等部门，危害尤为严重。因此，雷电电磁脉冲的防护是信息化时代防雷技术领域中的薄弱环节[1]。 在大部分雷电防护规范、标准中常用“雷电波侵入”代指直击雷或雷电电磁脉冲在导线或其它金属体上产生的瞬间大电压（或大电流），在导线上传导时又称为浪涌。根据耦合方式不同划分，LEMP对电路的干扰途径包括传导耦合与辐射耦合两种模式。传导耦合是指LEMP 通过导体、电容、电感、互感等金属导线或集总元件直接作用与敏感电路的能量传递方式。辐射耦合是指电磁脉冲通过设备的各种等效天线，如通信线、电路板布线、机壳孔缝、发射与接收天线、电源线等，在电路中感应出电压或电流。在实际工程中，它们往往是同时存在，互相联系的。 传统的防雷技术比较重视对直击雷和雷电浪涌等传导耦合效应的研究，对LEMP的辐射耦合重视不够，随着微电子技术的进步，这种危害日益严重，因此现代防雷工程必须兼顾LEMP的辐射耦合，才能收到预期效果[2]。 1LEMP对传输线的电场耦合 图1传输线耦合模型 图2LEMP对近地线缆耦合效应模拟试验示意图Cooray和Scuka[3]利用图中1所示的传输线耦合模型推导出有限导电大地上架空线缆的传输线方程，即 d2U s-γ2U s=dE i x d2I dx2-γ2I=-jωCE i x （1）式中为U s为传输线上的感应电压，I为相应的感应电流，ω为辐 射波的角频率，E i x (x，h)为雷电电磁脉冲在距雷击点水平距离为x，距地面高度为h处产生的水平电场，γ为传输常数，即γ=jωC(R+jωL) 姨。 由（1）式可得传输线上的感应电压为 U t(x，ω)=U s(x，ω)- h 乙E i z(x，z，ω)dz（2） 式中E i x 为雷电电磁脉冲产生的垂直电场。 Ishii等[4]做过一个试验,如图2所示,在距模拟雷击点7.5m处架设一根长25m，线半径为0.5mm,架空高度为0.5m的铜线，模拟的雷电流峰值为1A，回击速度为1.25×108m/s，当电缆两端接430Ω负载时，在近端和远端的感应电压峰值分别约为2V和-1.4V。可以粗略估计，当雷电流峰值为KA级时，在电缆两端的感应电压可达几万伏。可见雷电电磁脉冲在线缆上耦合的电压是不能不加防范的。 2LEMP对环路的磁场耦合 2.1试验原理 由于雷电电磁场在近区属于低阻场，磁场强度H大于电场强度E，近区场以磁场为主，场对回路的感应为磁场感应[5]。 LEMP在电子设备的闭合环路中产生的感应电压： U=-d准 dt =-坠 坠t s 乙B軑·dS軋（3） 在入射波的波长的长远大于环路的尺寸时，可以等效为偶极子天线[6]，如图3所示。 若环路面积为S軋，入射磁场H軖与环路法线的夹角为θ，则环路感应的电压为 U(t)=μ0SH(t)cosθ（4） 图3磁偶极子天线 图4试验效果图 2.2试验对象、设备及试验结果 由图4所示，设置a=50cm,b=30cm的BVR450/750细线环，采用CJ0101型冲击电流发生器产生的8/20μs冲击电流对距离为S=10cm 的线环进行耦合试验。通过改变雷电流的大小，由Tektronix3034型数字存储式示波器记录耦合的电压。 试验后，经过数据统计、处理，结果如图5所示，在环上耦合的电压随雷电流的增大而增大，虽然试验的条件不是太理想，但在环上耦合的电压仍然可以达到百伏级别，可见雷电电磁脉冲在弱电系统中辐射耦合的危害是不能忽视的。 雷电电磁脉冲的辐射耦合效应及其防护 周闯 (上海海事大学，中国上海200135) 【摘要】本文介绍了雷电电磁脉冲辐射耦合效应的危害，并给出了对雷电电磁脉冲辐射耦合效应危害的防护措施。 【关键词】雷电电磁脉冲；辐射耦合； 防护192