防雷技术

电子信息技术设备的端口防雷保护

点击:1506时间:2017-07-21
    雷电侵袭信息技术设备的途径主要从设备的外壳端口、信号线路端口以及电源线路端口入侵。现在,中国防雷展览网就从这三个方面入手,对信息技术设备进行端口防雷保护。
    外壳端口防雷保护
    信息技术设备外壳端口保护方法有三种:接地、屏蔽及等电位连接。
    1、接地
    信息技术设备的接地更应当注意系统的安全性和防止其他系统的干扰。一般来说,工作状态下微电子系统的接地不能直接和防雷地线相连,否则将有杂散电流进入威电子系统而引起信号干扰。
    正确的连接方式应当是在地下将两个不同地网通过低压防雷器或接地网连接器连接起来,使其在雷击状态下自动连通。
    2、屏蔽
    建筑物内部信息系统的主要电磁干扰源是由一次闪击或是几个雷击瞬时电流造成的瞬态磁场。如果包含信息系统的建筑物或房间采用过大空间屏蔽的方法,则瞬时电压将被降低到一个较低的值。从理论上考虑,屏蔽对信息系统设备外壳防雷是非常有效的,但从经济合理角度来看,还是应当从设备元器件抗扰度及对屏蔽效能的要求来选择不同的屏蔽方法。
    线路屏蔽的方法已得到广泛应用,但对于设备或系统的屏蔽需要根据具体情况而定。
    3、等电位连接
    等电位连接的目的是减小信息设备之间以及信息设备与金属部件之间的电位差。防雷区界面处的等电位连接要考虑建筑物内的信息系统,在那些对雷电电磁脉冲效应要求最小的地方,等电位连接带最好采用金属板制作,并多次与建筑物的钢筋连接或连接在其他屏蔽物的构件上。对于信息系统的外露导电物,应建立等电位连接网,原则上一个等电位连接网不需要直接连在大地上,但实际上所有等电位连接网都有通向大地的连接。
    信号线路端口防雷保护
    信号线端口保护现在已经有许多类型的较为成熟的防雷保护器件,比如计算机网络接口防雷器、天线馈线防雷器器以及电信终端设备的防雷单元等。在选择防雷器时除了要考虑防雷器本身的性能外,还应该注意保护设备的传输速率、插入损耗限值、驻波比、工作电压以及工作电流等相关指标。如果在同一系统中使用多级保护还应该考虑其相互配合的问题。对于某一网络的信号端口保护,只需在网络信号进出的交界面处安装合适的防雷器即可。
    由信号端口窜入的瞬态电流最容易损坏计算机、Modem、电话机、打印机、传真机以及局域网设备。事实上瞬态电流或浪涌可能通过不同途径被引入到网络中,IEEE802-3以太网标准中列出了四种可能对网络造成威胁的情况:
    1、局域网网络元件和供电回路或不同电压等级的电路发生直接接触。
    2、局域网电缆和元件上的静电效应。
    3、高能量瞬态电流同局域网系统耦合。
    4、彼此相连的网络元件的地线电压间有细小差别,例如两栋不同建筑物的安全地线电压就有可能略有不同。
    以数据通信线为例,在RS-232串、并行口的标准中用于泄放高能浪涌和故障电流的地线同数据信号的返回路径共享一条线路,而小至几十伏的瞬态过电压都有可能通过这些串、并行口而损坏计算机及打印机等设备,电话线也能直接将户外电源线上的瞬态浪涌传导进来,COAX网络接口能够传导由闪电和静电泄露引起的浪涌电压。
    用户应当慎重选择数据线防雷器,有些防雷器虽然起到了“分流”作用,但常常是将硅雪崩二极管接在被保护线路和保护壳之间。测试结果表明SPD的箝位性能很好,但它的浪涌分流能力有限,同时压敏电阻也不能在数据线保护器上使用。目前计算机局域网通信接口防雷保护装置(无论是RS-232、RS485串、并行接口还是计算机同轴网络配器接口)均采用瞬态过电压半导体放电管,其冲击残压参数指标很重要。有条件的话,采取多级保护设计电路效果最佳。
    天线馈线防雷器基本上采用波导分流原理,其中发射功率为400W,额定测试放电电流(8、20μs)为5kA,传输频率低于2。5GHz,插入损耗低于0.8dB,响应时间小于100ns。
    电源线路端口
    信息系统电源保护由于敏感性必须采用残压值较低的保护器件,且此残压应当低于需要保护设备的耐压能力。同时,还必须考虑到电磁干扰对信息系统的影响,因此带过滤波的分流设计应当更加理想。所以对于信息系统电源保护,值得特别注意的是:前两级采用通流量大的防雷器,在设备终端处则采用残压较低的防雷器,最后一级的防雷器中最好有滤波电路。在信息系统电源端口处安装SPD时应注意以下问题:
    1、多级SPD应当考虑能量配合、时间配合以及距离配合的问题,如果配合不当的话,最终结果将适得其反。
    2、连接防雷器的引线应当尽量粗和短。
    3、全保护时尽可能将所有连接线捆扎在一起。