[整理]QX3-气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范.
自动气象站场室防雷技术
自动气象站观测场雷电防护
观测场内金属围栏，百叶箱支架、雨量器、遥测雨量计、虹吸 雨量计、小型蒸发皿、校对蒸发雨量器、自动气象站信号转接 盒等金属外壳应就近与观测场地网电气连接。
观测场观测设备数据传输线应选用带屏蔽层的电缆，并宜穿金 属管埋地敷设，金属管和数据传输线的外屏蔽层在进入电缆沟 处、外转接盒处应就近接地。金属管首尾应电气贯通，若该金 属管长度超过2 m时应增加其接地点。
由观测场至工作室的数据传输线外屏蔽层及金属管在观测场地 网边缘处应就近接入观测场地网，金属管首尾应电气贯通，若 该金属管长度超过20 m时应增加其接地点。
数据传输线无法埋地时，宜穿金属管或金属桥架屏蔽敷设，金 属管应电气贯通并在首尾接入地网，当金属管长度超过20m时 应在适当的位置增加其接地点。
电涌防护措施
4、使用直流电源供电的自动气象站设备，应在直 流电源线路上安装与设备额定电压等级相同的直流 电源SPD。 5、 自动气象站工作室调制解调器前端应加装符合 其接口型式（一般为RJ11/RJ45）的信号SPD； 在计算机前端的网络数据线上安装接口型式为 RS232或RJ45的信号SPD。信号SPD的最大持续 工作电压应大于1.5Uc，在设备前端加装Iimp大于 0.5kA（10/350μs）或In大于5kA（8/20μs）的 信号SPD，其他参数应符合系统要求。
当辐射传感器等设施不在LPZ0B区时，应在其北侧按照7.2条要求增 设避雷针，使其处于LPZ0B区内。
自动气象站观测场雷电防护
风向、风速数据传输线应采用带屏蔽层的线 缆经金属风杆内敷设，传输线的外屏蔽层首 尾两端与风杆应电气连接；当数据传输线无 法敷设在金属风杆内或采用金属塔作为支撑 物时，应将数据传输线穿金属管垂直敷设， 传输线的外屏蔽层和金属管均应在首尾两端 与风杆或金属塔作电气连接，金属管首尾应 电气贯通。
施耐德低压电气考试考试答案(题库版)
施耐德低压电气考试考试答案（题库版）1、问答题选择电涌器要遵循哪些步骤？正确答案：根据当地雷暴日天数、建筑物类型、建筑物有否接闪器和对供电连续性要求的高低确定电涌保护器所需达到的最大放电电流Imax（江南博哥）。
对有接闪器的建筑物，其雷电冲击电流形成的辐射电磁场可在闭合回路中产生过电压，此时应在进线处安装Imax=60KA（10/350微秒）的PRF1电涌保护器。
根据被保护设备的Uchoe确定电涌器的Up。
确定被保护回路类型（1P、1P+N、3P、3P+N）及其接地系统类型（TT、TN-S、TN-C、IT）确定配电网络的Us.max和电涌器的Uc。
根据基本原则Us.max<up<uchoe对照电涌器的参数表选定电涌器。
br="">在PRF1和二级电涌保护器之间串联一LA40解藕器，以实现PRF1和低残压电涌保护器的保护动作配合。
2、问答题要求NS断路器完成远方监控测量功能时，如何选配和联接Digipact元件？正确答案：需做如下配置：NS400630断路器需配置带COM通讯功能的电子脱扣器STR53UE或STR43ME（NS100250断路器无此项）；断路器根据所需要传输的状态量可以选择配置标准辅助接点OF、SD、SDE、SDV、CD、CE；断路器根据控制要求选配标准的电动操作机构；每台断路器配一台指示与控制接口SC150；以上三项与SC150联接。
PM150电力参数测量仪。
多台断路器（具体数量要求参见问题4.7）共用一台数据集中器DC150，每台SC150和PM150通过内部总线与DC150联接，DC150通过Modbus/Jbus总线与PC 机、PLC通讯。
另外，CompactNS断路器可以选配带通讯功能的辅助接点和电动机构，此时它们直接通过内部总线与DC150联接，不再与SC150联接。
这种配置方案尤其适用于NS100250断路器。
当电力参数测量仪选用PM300时，PM300表不通过内部总线与DC150联接，其直接通过MODBUS/JBUS通讯总线向监视器或PLC传输数据。
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 371-20012001-12-24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。
雷击电磁脉冲的防护措施及方法
雷击电磁脉冲的防护措施及方法雷击电磁脉冲的防护措施及方法摘要：雷电危害可以分为直击雷和雷击电磁脉冲两种。
避雷针、避雷带、避雷线等只能有效防护直击雷，而对雷击电磁脉冲的防护，避雷针和避雷带却无能为力。
本文在阐明雷击电磁脉冲入侵通道和雷电防护基本原理的基础上，针对雷击电磁脉冲的防护措施及方法进行了一些探讨。
关键词：感应雷；屏蔽；重复接地；等电位；共用接地。
1引言雷电是一种气象灾害,雷电是云与云、云与地之间的一种大气放电现象。
雷害大体可分为直击雷害和雷击电磁脉冲两大类。
直击雷的危害主要是造成建筑物的损坏和人员伤亡。
而云地放电和云间放电所产生的雷击电磁脉冲使周围的一些导体、半导体产生高达数千伏感应电压，通过金属导线和金属管网进入建筑物内部造成事故。
有人认为建筑物安装了避雷针后，建筑物内的计算机、家电、通信线路和电力等电子设备便不会遭受雷击，这种认识是错误的。
避雷针是金属体，安装避雷针的目的主要是防直击雷的，可以通过避雷针把雷电引入大地。
但是，它对于直击雷对地放电时所产生的感应雷是无能为力的。
据不完全统计，全世界每年在装有避雷针的情况下，遭雷击的经济损失可达数10亿美元，而其中遭雷击电磁脉冲损坏的竟占85%，可见，雷击电磁脉冲是主要“杀手”。
随着科学技术的发展，大量的微电子设备和通讯网络得到广泛应用。
由于电子设备的高度集成，加之工作电流小和工作电压低的特点，带来绝缘强度低和耐过电压、过电流能力差的弱点，使雷击电磁脉冲对电子设备的损坏远远大于直击雷对建筑物所造成的损失。
然而，在对建筑物图纸设计的时候，往往只重视了对直击雷的防护却忽略了对雷击电磁脉冲的防护。
本文在阐明雷击电磁脉冲入侵通道和雷电防护基本原理的基础上，针对雷击电磁脉冲的防护进行了一些探讨，旨在为建筑物内部防雷的设计者和图纸审核者提供一些参考。
2 雷击电磁脉冲的入侵通道雷击电磁脉冲入侵建筑物的通道主要有5条:(1)建筑物中一切电子设备的天线、馈线、电源线、信号线、接地线等都是建筑物的进雷通道;(2)出入建筑物中各种电源线路;(3)具有公共接地的建筑物中的一切金属管道，在雷电流经其上时，其周围产生的磁场涡流在金属表面感应出来的雷电冲击波;(4)雷电放电时，在金属表面感应出来的雷电冲击波;(5)直接雷击落雷点建筑物的高电位冲击。
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。
信息系统对雷击电磁脉冲的防护
信息系统对雷击电磁脉冲的防护————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：谈哈尔滨新建航管楼设备对雷击电磁脉冲的防护郑长玖（黑龙江省空管分局哈尔滨150079）摘要：雷电是自然界中最强烈的电磁干扰源之一，消除雷击电磁干扰，提高空管设备的防护能力是保障航管楼设备安全不可缺少的关键因素。
文章针对雷击电磁脉冲破坏信息系统的形式和途径，阐述哈尔滨新建航管楼设备防止雷击电磁脉冲的方法和措施。
关键词：哈尔滨新建航管楼设备供电雷击防护The Protection ofthe Information System against LEMPCHAI Li1 ，HANG Sheng_tao2，YANG Xiao_bo3(Lightning Protection center of Heilongjiang Province,Harbin 150080, China )Abstract：Lightning is one of the best strongest of electromagnetic interference source in nature. Reduce the lightning electromagnetic interference and increase the protective ability of information technical equipment and network system, it is the indispensable key factor for successful or not in the information society. In this paper, be directed against LEMP that destroyed the form and way of the information system, expound the method and measure of the protection.Keywords：information system , lightning electromagnetic impulse (LEMP), protection1、引言雷电是发生在自然界中的声、光、电的大气物理现象，雷电灾害是严重的气象灾害之一，它以极大的破坏力给人类的生活、工作造成了很大的影响。
防雷击电磁脉冲防雷技术规范
防雷击电磁脉冲6.1根本规定6.1.1在工程的设计阶段不知道电子系统的规模和具体位置的状况下，假设估量将来会有需要防雷击电磁脉冲的电气和电子系统，应在设计时将建筑物的金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然构件、金属管道、配电的保护接地系统等与防雷装置组成一个接地系统，并应在需要之处预埋等电位连接板。
6.1.2当电源承受TN 系统时，从建筑物总配电箱起供电给本建筑物内的配电线路和分支线路必需承受TN -S 系统。
6.2防雷区和防雷击电磁脉冲6.2.1防雷区的划分应符合以下规定：1 本区内的各物体都可能遭到直接雷击并导走全部雷电流，以及本区内的雷击电磁场强度没有衰减时，应划分为LPZ0A 区。
2本区内的各物体不行能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，以及本区内的雷击电磁场强度仍没有衰减时，应划分为LPZ0B 区。
3本区内的各物体不行能遭到直接雷击，且由于在界面处的分流，流经各导体的电涌电流比LPZ0B 区内的更小，以及本区内的雷击电磁场强度可能衰减，衰减程度取决于屏蔽措施时，应划分为LPZ1 区。
4需要进一步减小流入的电涌电流和雷击电磁场强度时，增设的后续防雷区应划分为LPZ2…n 后续防雷区。
6.2.2安装磁场屏蔽后续防雷区、安装协调协作好的多组电涌保护器，宜依据需要保护的设备的数量、类型和耐压水平及其所要求的磁场环境选择〔图 6.2.2〕。
6.2.3在两个防雷区的界面上宜将全部通过界面的金属物做等电位连接。
当线路能承受所发生的电涌电压时，电涌保护器可安装在被保护设备处，而线路的金属保护层或屏蔽层宜首先于界面处做一次等电位连接。
注：LPZ0A 与LPZ0B 区之间无实物界面。
6.3屏蔽、接地和等电位连接的要求6.3.1屏蔽、接地和等电位连接的要求宜联合实行以下措施：1、全部与建筑物组合在一起的大尺寸金属件都应等电位连接在一起，并应与防雷装置相连。
但第一类防雷建筑物的独立接闪器及其接地装置除外。
雷电电磁脉冲及其防护概要
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。
现代防雷装置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。
电涌保护器安装级数分析
电涌保护器安装级数分析关象石1）余立平2）孙丹波2）（1．中国气象学会雷电防护委员会，北京100081；2.深圳市气象局，深圳518001）[摘要] 根据国际电工委员会（IEC）标准和《建筑物防雷设计规范》的内容，对《建筑物电子信息系统防雷技术规范》中要求安装多级电涌保护器的内容进行了分析。
[关键词] 电涌保护器安装级数引言《建筑物电子信息系统防雷技术规范》以GB50343形式于2004年6月实施，其中对电涌保护器（SPD、文中用浪涌保护器）的安装级数规定了：在电源线路上4级（雷电防护等级A）、3级（雷电防护等级B）、2级（雷电防护等级C和D），在传输线路上3级或2级（雷电防护等级A）、2级（雷电防护等级B）、1级或2级（雷电防护等级C和D）。
这种要求是否符合防雷设计应“做到安全可靠、技术先进、经济合理”[1]的要求？本文依据文献[1]和IEC 相关标准分析如下。
1．建筑物内电气和电子系统可能不需防雷保护文献[1]中第一、二章中规定“建筑物防雷设计，应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律以及被保护的特点等的基础上，详细研究防雷装置的形式及其布置”（第1.0.3条）。
按建筑物的“重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果”将建筑物分为第一、二、三类防雷建筑物，当然还有一大批不属以上三类而无需防直击雷的建筑物。
在2000年局部修订条文增加的第六章中，对“一个信息系统是否需要防雷击电磁脉冲，应在完成直接、间接损失评估和建设、维护投资预测后认真分析综合考虑，做到安全、适用、经济”（第6.1.2条）。
针对可能出现的建筑物无需防直击雷和内部电气、电子系统有防雷击电磁脉冲（LEMP）需求的矛盾，文献[1]规定“在设有信息系统的建筑物需防雷击电磁脉冲的情况下，当该建筑物没有装设防直击雷装置和不处于其它建筑物或物体的保护范围内时，宜按第三类防雷建筑物采取防直击雷的防雷措施”（第6.1.3条）。
气象台站计算机信息系统雷电防护技术
气象台站计算机信息系统雷电防护技术气象台站计算机信息系统是天气预报和气象监测等重要工作的基础设施，对于保证气象数据的准确性和安全性具有重要意义。
然而，雷电是气象台站计算机信息系统的一个常见的安全隐患。
雷电对计算机硬件设备的损害可能导致数据丢失、系统崩溃甚至设备损坏，因此采取适当的雷电防护技术对气象台站计算机信息系统至关重要。
首先，在气象台站计算机信息系统的建设中，应合理选择雷电防护设备。
常见的防雷设备包括避雷针、避雷网、防雷接地等。
避雷针是一种通过电火花放电来中和云层中的自由电子从而减少雷电击中的设备，避雷网则是通过金属网的遮蔽效应来保护目标设备。
防雷接地是将设备与地面建立连接，以便将雷电能量迅速传播到地面。
合理配置这些设备可以有效地降低雷电击中的概率，并减少雷电对设备的损坏。
其次，在气象台站计算机信息系统的布线和接地中，应遵循防雷安全标准。
为了保证计算机信息系统的地面接地良好，建议使用大截面的导线进行连接，并选择合适的接地材料。
同时，在布线中需要注意避免大弯曲和拧紧的布线，避免在接地线周围堆放杂物，以免影响接地效果。
此外，在计算机设备的安装中，需要避免金属部件与设备的接触，以减少通过金属传导而导致雷电损害的风险。
此外，还可以采取软件层面的雷电防护措施。
例如，安装防雷软件来监控气象台站计算机信息系统中的异常电流，一旦检测到异常电流，即可进行及时处理，减少雷电对系统的损害。
此外，及时对计算机进行防病毒和安全补丁的更新，保持系统的安全性，也是有效防范雷电对计算机信息系统的影响的重要手段。
最后，定期检查和维护气象台站计算机信息系统的雷电防护设备和接地装置。
由于设备长期暴露在室外环境中，可能会出现设备老化、连接松动等问题，需要定期进行检查和维护。
如果发现设备损坏或线路连接不良，应及时更换或修复，以保证系统的稳定性和安全性。
总之，气象台站计算机信息系统的雷电防护技术是保证系统正常运行和数据安全的基础。
合理选择防雷设备、遵循防雷安全标准、采取软件层面的防护措施以及定期检查和维护设备，可以有效减少雷电对计算机信息系统的影响，确保气象台站工作的顺利进行。
防雷击电磁脉冲防雷技术规范
防雷击电磁脉冲6.1基本规定6.1.1在工程的设计阶段不知道电子系统的规模和具体位置的情况下，若预计将来会有需要防雷击电磁脉冲的电气和电子系统，应在设计时将建筑物的金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然构件、金属管道、配电的保护接地系统等与防雷装置组成一个接地系统，并应在需要之处预埋等电位连接板。
6.1.2当电源采用TN系统时，从建筑物总配电箱起供电给本建筑物内的配电线路和分支线路必须采用TN -S系统。
6.2 防雷区和防雷击电磁脉冲6.2.1 防雷区的划分应符合下列规定：1本区内的各物体都可能遭到直接雷击并导走全部雷电流，以及本区内的雷击电磁场强度没有衰减时，应划分为LPZ0A区。
2本区内的各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，以及本区内的雷击电磁场强度仍没有衰减时，应划分为LPZ0B区。
3本区内的各物体不可能遭到直接雷击，且由于在界面处的分流，流经各导体的电涌电流比LPZ0B区内的更小，以及本区内的雷击电磁场强度可能衰减，衰减程度取决于屏蔽措施时，应划分为LPZ1区。
4需要进一步减小流入的电涌电流和雷击电磁场强度时，增设的后续防雷区应划分为LPZ2…n后续防雷区。
6.2.2 安装磁场屏蔽后续防雷区、安装协调配合好的多组电涌保护器，宜按照需要保护的设备的数量、类型和耐压水平及其所要求的磁场环境选择（图 6.2.2）。
6.2.3 在两个防雷区的界面上宜将所有通过界面的金属物做等电位连接。
当线路能承受所发生的电涌电压时，电涌保护器可安装在被保护设备处，而线路的金属保护层或屏蔽层宜首先于界面处做一次等电位连接。
注：LPZ0A与LPZ0B区之间无实物界面。
6.3屏蔽、接地和等电位连接的要求6.3.1屏蔽、接地和等电位连接的要求宜联合采取下列措施：1、所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属件都应等电位连接在一起，并应与防雷装置相连。
但第一类防雷建筑物的独立接闪器及其接地装置除外。
2、在需要保护的空间内，采用屏蔽电缆时其屏蔽层应至少在两端，并宜在防雷区交界处做等电位连接，系统要求只在一端做等电位连接时，应采用两层屏蔽或穿钢管敷设，外层屏蔽或钢管应至少在两端，并宜在防雷区交界处做等电位连接。
自动气象站遭受雷击的途径及防护措施
研究背景和意义
研究目的
分析自动气象站遭受雷击的途径，提出有效的防护措施。
研究方法
收集相关资料，对自动气象站的雷电入侵途径进行分析，结合现场勘查结果制定相应的防护措施。
ห้องสมุดไป่ตู้
研究目的和方法
02
自动气象站雷击途径分析
1
直击雷击途径
2
3
直接雷击是指雷电直接作用在建筑物、构架、树木、动植物上，由于其电流很大，电压很高，因此其破坏性极大。
03
自动气象站雷击防护措施
在观测场或风塔上安装接闪杆，对建筑物和设备进行保护。
直击雷击防护措施
接闪杆
使用良好的导体材料作为引下线，将雷电流从接闪杆传导至接地装置。
引下线
将引下线传导的雷电流通过接地装置导入大地。
接地装置
03
滤波器
在信号线上安装滤波器，以防止雷电电磁脉冲辐射击对信号造成干扰。
雷电电磁脉冲辐射击防护措施
直击雷防护装置
接地处理
定期检测和维护
直击雷击防护措施实施效果分析
对自动气象站设备进行屏蔽处理，减少雷电电磁脉冲对设备的干扰和损坏。
屏蔽措施
在设备电源和信号线路上加装滤波器，防止雷电电磁脉冲信号侵入，保障自动气象站正常运行。
滤波处理
对自动气象站设备进行合理布线，避免线路相互干扰，提高设备抗雷电电磁脉冲干扰的能力。
屏蔽措施
在设备的电源和信号线路上加装滤波器，以减少雷电电磁脉冲对线路的影响。
滤波措施
对重要设备进行隔离，避免其他设备受到雷电电磁脉冲的影响。
隔离措施
雷电电磁脉冲辐射击防护方案设计
雷电感应击防护方案设计
感应雷防护
在自动气象站周围安装感应雷防护装置，以减少感应雷对设备的影响。
自动气象站雷电技术规范
QX ICS 07.060A47中华人民共和国气象行业标准QX 30—2004自动气象站场室防雷技术规范 Technical specifications for lightning protectionat the automatic weather stations（出版稿）2005 –0204 发布 2005 –07 –01 实施中国气象局 发布QX30－2004目 次前 言 (II)1 范 围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 防护原则 (3)5 雷电防护区的划分 (3)6 自动气象站场室防雷等级划分 (6)7 自动气象站观测场雷电防护 (7)8 自动气象站地网设计及施工要求 (9)9 自动气象站工作室雷电防护 (11)10 电涌防护措施 (13)11 防雷装置的维护与管理 (15)前 言在全国自动气象站建设过程中，自动气象站场室防雷设计、施工，应按《建筑物防 雷设计规范》（GB50057—1994）（2000 年版）和《气象台（站）防雷技术规范》（QX4 —2000）、《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》（QX3—2000）等执行，但由于自动 气象站场室的特殊性，仍需制定针对性和操作性更强的防雷技术标准，尽可能避免或减 少自动气象站遭受雷击损失，确保自动气象站数据准确及时的采集和上传。
在引用和参 考现行标准并认真分析自动气象站场室的特殊性及其雷击事故成因，结合台站雷电防护 的实践基础上，编制本标准。
本标准由中国气象局监测网络司提出。
本标准由中国气象局政策法规司归口。
本标准起草单位：重庆市气象局 中国气象局监测网络司 黑龙江省气象局 北京市 气象局 中国华云技术开发公司。
本标准主要起草人：李良福 李家启 覃彬全 关屹瀛 潘正林 关象石 丁海芳 李建平 罗礼高 付 钟 汤德本 肖朝伟 李 平 陈 宏 郭家隆 陈善敏 尚杰 韩承松 何天成。
自动气象站场室防雷技术规范1 范 围本标准规定了自动气象站场室雷电防护原则， 对雷电防护区、 防雷等级进行了划分， 对自动气象站工作室与室外观测场的雷电防护、自动气象站场室接地网络设计施工等规 定了技术要求，明确了自动气象站场室电涌防护措施和自动气象站场室防雷装置维护与 管理制度。
雷击电磁脉冲的防护
维普资讯
第２ ８卷 第 ６期 ２００２年 ６月
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１ ０２ ・
山 西 建 筑
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络 的电子设备 的工作 电压却在不断 降低 ， 因此 耐过压 能力 也就降 避雷 保护范 围内 ， 可能 遭 到雷 击 ， 裸露 在建 筑 外没 有任 何 屏 不 但 低， 很容易受 到 雷击 电磁 脉 冲干 扰 。当 电子 设备 一旦 受 到 过 电 蔽 的区域的 电气设 备最易遭 受雷 电波侵入 ， 区 内的 电磁 场强度 本 流、 过电压 的袭击时 ， 如果 防雷系统 有缺 陷 ， 遭遇 破坏 和干扰影 响 没有 衰减 。Ｌ Ｚ 区内 的各物 体不可能遭 到直接雷 击 ， 内部 的电 Ｐ１ 其 机率必然 会大 大增 加 ， 后果可能 使整个 系统运行瘫 痪 、 损坏 ， 并造 磁场 可能衰减 ， 但取 决于 它 的屏 蔽措 施 ， 后 向 内每增 加一 个 屏 之 成 巨大经济损失甚至人 身伤害 ， 因此雷 击电磁 脉 冲已构成 电子 时 蔽 层 ， 分 一 个 区域 ， Ｌ 划 如 代 的严重威胁 ， 成为人们关注 的热点 。
雷 击 电 磁 脉 冲 的 防 护
武 晓 宇
摘 要 ： 雷 击 电磁 脉 冲 、 雷 区的 概 念 进 行 了探 讨 ， 析 了产 生 雷 击 电磁 脉 冲 的主 要 原 因 ， 设 计 中 应 遵 循 内部 综 合 保 对 防 分 在
护的设计 思想， 严格执 行建筑物 防雷设计规 范中“ 防雷击 电磁脉 冲” 的增 补 内容 ， 即屏 蔽 、 接地 、 电位联 结 、 装 电涌保 等 加 护器诸措施 ， 以及在工 程 中的具体 实施。
自动气象站防雷击电磁脉冲设计
自动气象站防雷击电磁脉冲设计摘要：本文的防雷击电磁脉冲的设计是针对观测场和值班室进行的，并且涵盖了接闪、引下、接地、等电位、电涌保护和屏蔽措施，以为观测站的安全可靠运行提供有力的保障，也对类似的自动气象站的雷电防护有一定的参考价值。
关键词：雷电防护电磁脉冲自动气象站引言雷击电磁脉冲的存在使得雷电受灾面积大大扩大，并且使雷电从二维空间入侵变为三维空间入侵，而这种现象的出现是由于微电子器件的广泛使用。
实际上在自动气象站中遭直击雷的可能性还是小的，而雷电波入侵以及雷击电磁脉冲对观测场和值班室的影响是很大的。
自动气象站中大量的仪器设备都是以微电子技术为基础的电子信息设备，使得雷击电磁脉冲的危害尤为突出，所以需从以下几个方面采取措施进行防护设计。
一、等电位连接和共用接地的设计等电位连接是将分开的导电装置用等电位连接导体或电涌保护器连接，以减小金属构件和设备之间或设备与设备之间因雷击产生电位差。
为了更好的实施等电位连接设计，首先应进行地网的设计。
观测场地网沿围栏四周敷设成环形闭合接地网，并从地网四角及每条边的中间处引入观测场内，观测场内的地网直接和线缆地沟重合敷设，接地体敷设在线缆地沟的底部，离地面1m，安装完后填土夯实。
接地体用40×4mm的镀锌扁钢，为了降低接地电阻，可用长度为2.5m，直径为50mm，壁厚不小于3.5mm的镀锌钢管或50×50×5mm的角钢作为垂直接地体，间隔距离为3-5m打入地下，并与水平接地极可靠焊接，接地网离地面的深度为1m，整个地网的接地电阻值应小于4Ω。
观测场地网的接地电阻可近视用公式：R=0.5ρ/√A，其中ρ是土壤电阻率，A是地网的面积，取ρ=44.2Ω·m，A=81.2×45m2，代入计算得：R=0.52Ω，符合要求，不需要外加接地体。
值班室可以直接利用它的基础钢筋作为接地网，也应在适当的位置预留接地端子。
移动观测站的地网采用环形接地体。
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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 50174-1993 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。
3.13 电涌保护器Surge protective device，SPD 具有非线性特点的，用以限制瞬态过电压和引导电涌电流的一种防护器具。
3.14 电压开关型SPD V oltage switching type SPD 开关型SPD在无电涌出现时呈高阻值；当电涌出现且冲击电压达到一定值(点火电压）时，其电阻然下降变为低值。
通常采用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件做为开关型SPD组件。
3.15电压限制型SPD Voltage limitng type SPD 箝压型SPD在无电涌出现时呈高阻值，随着电涌电流和冲击电压的增加，其电阻跟着连续变小。
通常采用压敏电阻，抑制二极管做为箝压型SPD的组件。
3.16 混合型SPD Combination type SPD 由开关型和箝压型组件组合而成，可以显示为电压开关型或电压限制型或这二者均有的特性，这决定于所加电压的特性。
3.17 电磁屏蔽Electromagnetic shielding 用金属材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。
3.18 等电位连接eΩuipotential bonding 将分开的设备各导电部分用等电位连接带、等电位连接导体或SPD连接起来以减少设备之间或设备与其它金属体之间的电位差。
这些等电位连接导体可组成等电位连接网络。
3.19 等电位连接网络Bonding network 由一个系统的诸外露导电部分做等电位连接的导体所组成的网络。
3.20 共用接地系统Common earthing system 将防雷装置(LPS），建筑物主要金属构件、低压配电保护线(PE线）、设备保护接地、屏蔽体接地、防静电接地和信息设备逻辑地等相互连接到一个或多个导通的接地装置的金属装置。
3.21 接地基准点Farthing reference point，ERP 共用接地系统与一系统的等电位连接网络之间唯一的那一连接点。
3.22 单位能量Specificenergy 一闪击时间内雷电流平方对时间的积分。
它代表雷电流在一单位电阻上所产生的能量。
3.23 等电位连接带Bondingbar 将金属装置、外来导电物、电力线路、通信线路及其他电缆连于其上以能与防雷装置做等电位连接的金属带。
3.24 等电位连接导体Bonding conductor 将分开的装置诸部分互相连接以使它们之间电位相等的导体。
4 防护原则4.1 在进行防雷设计时，应认真调查地理、地质、气象、环境等条件和雷电活动规律并根据信息系统的性能特点等因素，进行全面规划，综合防治。
4.2 信息系统的雷击电磁脉冲防护，宜采用雷击风险评估方法，考虑环境因素，系统设备的重要性以及发生雷击灾害后果的严重程度，将信息系统雷击电磁脉冲的防护分为四级，分别采用相应的防护措施。
雷击风险评估方法见附录A。
4.3 信息系统所在建(构）筑物均应按GB50057要求安装外部防雷装置。
当一个信息系统设在不需要防直击雷的建筑物内时，即按GB50057规定不属于任一类防雷建筑物时，如需防雷击电磁脉冲时，该建筑物宜按GB50057规定的第三类防雷建筑物采取防直击雷措施。
4.4 信息系统雷击电磁脉冲的防护技术应采用接闪、分流、屏蔽、等电位连接(含共用接地）、合理布线、过电压和过电流电涌防护等措施进行综合防护。
4.5 防雷装置应符合国务院气象主管机构规定的使用要求。
5 雷电防护区的划分5.1 雷电防护区划分的原则按电磁兼容的原理把信息系统所在建筑物或构筑物按需要保护的空间由外到内分为不同的雷电防护区(LPZ），以确定各LPZ空间的雷击电磁脉冲的强度可采取相应的防护措施。
5.2 雷电防护区(LPZ）可分为：——直击雷非防护区(LPZOA）：本区内的各类物体完全暴露在外部防雷装置的保护范围之外，都可能遭到直接雷击；本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减，属完全暴露的不设防区。
——直击雷防护区(LPZOB）：本区内的各类物体处在外部防雷装置保护范围之内，应不可能遭到大于所选滚球半径的雷电流直接雷击；但本区内电磁场未得到任何屏蔽衰减，属充分暴露的直击雷防护区。
——第一屏蔽防护区(LPX1）：本区内的各类物体不可能遭受直接雷击，流经各类导体的雷电流已经分流，比LPZOB区进一步减小：且由于建筑物的屏蔽措施，本区内的电磁场强度也已得到了初步的衰减。
——第二屏蔽防护区(LPX2）：为进一步减小所导引的电流或电磁场而增设的后续防护区。
——第三屏蔽防护区(LPX3）：需要进一步减小雷击电磁脉冲，以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。
5.3 将一座内置信系统的建（构）筑物划分为几个雷电防护区的示意图1。
表示在不同雷电防护区界面上的等电位连接带…… 表示按滚球法计算LPS接闪器的保护范围表示起屏蔽作用的建筑物外墙，房间或其它屏蔽体和天线LPS 外总防雷装置交流配电屏（室）图1 雷电防护区划分和做符合要求的等电位连接地示例6 电位连接和共用接地6.1 将分开的导电装置用等电位连接导体或电涌保护器连接，以减少信息系统设备所在建筑物金属构发备之间或设备与设备之间因雷击产生的电位差。
利用钢筋混凝土结构的建筑物内所有金属构件的庄接建立一个三维的连接网络是实现等电位连接的最佳选择。
为方便等电位连接施工，应在一些合地方预埋等电位连结预留件。
方法如图2所示。
图 2 对一内置信息系统的建筑物划分雷电防护区，进行屏蔽、等电位连接和接地示例6.2 进入信息系统所在建筑物的各类水管、采暖和空调管道等金属管道和电缆的金属外层在进入建筑匦做等电位连接，燃气管道入户后应在法兰盘连接处插入一块绝缘板，并在绝缘板两端用开关型SPD后，户内金属管道可参加等电位连接，并与建筑物组合在一起的大尺寸金属件连接在一起，按GB50054的要求做总等电位连接，之后接向总等电位连接带，可靠连通接地。
6.3 当电源采用TN系统时，从建筑物内总配电盘开始引进的配电线路和分支线路必须采用TN-S系如已采用TN-C系统供电，中性线(N）与保护线(PE）除在变压器处可以共同接地外，入户后应格分开，可通过加装SPD将TN-C系统改造为TN-C-S系统。
6.4 在建筑物入户处，即LPZ0与LPZ1区交界处进行总等电位连接后，在后续的雷电防护区交界处应按总等电位连接的方法进行局部等电位连接，连接主体应包含信息系统设备本身(含外露可导电部分）、PE线、信号线缆和防静电金属地板等。
6.5 在设有信息系统设备的室内应敷设等电位连接带，机柜、电气和电子设备的外壳和机架、计算机直流地(逻辑地）、防静电接地、金属屏蔽线缆外层、交流地和对供电系统的相线、中性线进行电涌保护的SPD接地端等均应以最短距离就近与这个等电位连接带直接连接。