弱电设备防雷保护研究

　　摘要：在电力系统中，对于强电设备的防雷措施比较完善，经验也比较丰富，但是对
于弱电设备（如通讯设备、自动化设备、计算机及网络设备、弱电电源设备等）的防雷却显得
很薄弱，每年各种弱电设备因雷击而遭受破坏的事例屡见不鲜。随着电力系统现代化、信息
化进程的发展，弱电系统在整个电力系统中已占据举足轻重的地位，因此如何保护弱电系
统免遭损害也越来越引起了各方面的高度重视，本文就此作一初步的探讨。

 

　　关键词：弱电设备、原因、防护措施。

 

　　

 随着现代电子技术的不断发展，大量精密电子设备的使用及联网，使安装在弱电系统

中的设备，经受着电源质量不良（如电源谐波放大、开关电磁脉冲）、直击雷、感应雷、工业
操作瞬间过电压、零电位飘移等浪涌和过电压的侵袭，经常会受到各种过电压、过电流的危
害。由于一些电子设备工作电压仅几伏，传递信息电流也很小，对外界的干扰极其敏感，而
雷电的电压可高达数

100 万 V，瞬间电流可高达数 10 万 A，因此，具有极大的破坏性。避

雷针能防止直接雷击，但不能阻止感应雷击过电压、操作过电压、零电位飘移过电压以及因
这些过电压在泄放电流时在其周围所产生的很强的感应电压，而这些过电压却是破坏大量
电子设备的罪魁祸首。雷电造成的危害是无孔不入的。尤其对计算机网络系统的危害更大。据
研究当磁场强度

Bm≥0．07×10－4 T 时，无屏蔽的计算机会发生暂时性失效或误动作；当

Bm≥2．4×10－4 T 时，计算机元件会发生永久性损坏。而雷电电流周围出现的瞬变电磁场
强度往往超过

2．4×10－4 T。因此，有效地防止雷电对弱电系统设备所产生的危害，是保

证弱电系统设备安全、稳定运行的重要前提。

 

　　

1 弱电设备雷电危害的主要原因分析雷电会导致多种不同形式的危害，没有任何一种

办法可以全面防止雷电的危害，通过各种有效的办法可将雷害的程度降到最低，在多年的
实际中人们对直击雷、感应雷、球形雷的认识比较高，防护也相对完善，但对雷电浪涌的防
护意识和防护措施相对比较薄弱，以上所列的四次典型的雷击弱电设备的情况就是对弱电
防雷考虑不够造成的。其主要的雷电形式及雷害情况有以下几种情况：

(1)雷电浪涌是近年

来由于微电子的不断使用引起人们极大重视的一种雷电危害形式，同时其防护方式也不断
完善。最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯
线路中感应的电流浪涌引起的。一方面由于电子设备内部结构高度集成化

(VLSI 芯片)，从

而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电

(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力

下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。浪涌电压可以
从电源线或信号线等途径窜人电脑设备。美国

GE 公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电

线

(110V)在 10000h(约一年零两个月)内在线间发生的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压

次数达到

800 余次，其中超过 1000V 的就有 300 余次。这样的浪涌电压完全有可能一次性将

电子设备损坏。信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。
金属物体

(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的

准确性和传输速率。排除这些干扰将会改善网络的传输状况。

 

　　

 (2)直击雷是指雷电直接击在建筑物构架、动植物上，因电效应、热效应和机械效应等造

成建筑物等损坏以及人员的伤亡。

(3)感应雷是雷电在雷云之间或雷云对地放电时，在附近

的户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线产生电磁感应并侵入设备，使串联在线路
中间或终端的电子设备遭到损害。感应雷虽然没有直接雷猛烈，但其发生的几率比直击雷高
得多。

2.弱电设备防雷措施按照防护范围可将弱电设备的防雷措施分为两类，外部防护和内

部防护。外部防护是指对安装弱电设备的建筑物本体的安全防护，可采用避雷针、分流、屏蔽
网、均衡电位、接地等措施，这种防护措施人们比较重视、比较常见，相对来说比较完善。内
部防护是指在建筑物内部弱电设备对过电压

(雷电或电源系统内部过电压)的防护，其措施