军储库信息化系统雷击电磁脉冲防护措施分析

闫景东

（聊城市气象局，山东聊城252000）

摘要：针对军储库信息化系统雷击电磁脉冲带来的危害,依据雷电防护设计基本原理,结合实际中应用情况,分析后方军储库信息化系统在防闪电感应、闪电电涌侵入、等电位连接、屏蔽、接地等应采取措施。

关键词：军储库；信息化；雷击电磁脉冲；接地

引言

军储库信息化系统负责对军事仓储信息收集、加工、存储、分析和交换，并通过网络对各个仓库仓储物资全时全面系统管理，为部队提供最可靠、最快捷、最经济保障方式。后方军储库担负着全军战略、战役危险品装备物资储备和供应任务，装备物资多为爆炸易燃危险品，所处环境特殊，地面库多在空旷或相对平整半山区,是雷击多发地带,且库区占地面积较大,而单栋库房建筑面积小,信息化系统对雷击电磁脉冲防护要求也越高。

1军储库防雷等级

后方军储库信息化管理系统由视频监控系统、门禁系统、环境监控系统、RFID物资管理系统组成。按库房存储装备物资特性及雷电敏感程度和发生雷电事故可能性及后果，后方军储库防雷类别划分为三个等级：I、Ⅱ级危险场所(GJB2268A-2002第5章)为一类,Ⅲ类危险场所和雷达、指挥仪、导弹发射系统等含有电子设备场所为二类，除一、二类防雷场所外其它场所为三类。结合国家规范《建筑物防雷设计规范》、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》、《后方军械仓库防雷技术要求》，后方军储库各类地面防雷场所应按不同防雷类别采取防直击雷、雷电感应和闪电电涌侵入措施；各类地下、半地下防雷场所应采取防雷电感应和闪电电涌侵入措施。防雷场所内设电子信息系统时，应采取防雷击电磁脉冲措施，其信息化管理系统雷电防护级别设为A级。

2雷击电磁脉冲

国外曾对脉冲感应作过试验,LEMP感应强度达0.03高斯,计算机会误操作，磁脉冲感应强度达0.75高斯,计算机器件假性损坏，磁脉冲感应强度达2.4高斯,计算机器件真正损坏。闪电击在避雷针上,产生的在100米处无屏蔽空间磁感应强度首次雷击磁感应强度可达2.0GS,而后续雷击磁感应强度可达0.5GS。

其中I雷电流(A),取三类首次雷击雷电流i=100KA。

Sa雷击点与无屏蔽空间距离,取Sa=100m。

距接闪杆100m处无屏蔽空间磁场强度H:

磁感应强度

式中,为雷电过电压,

同理:i:雷电流(A),取三类后续雷击雷电流i=25KA。则在距接闪杆处无屏蔽空间磁场强度H:

磁感应强度

若距接闪杆距离减小一倍,即50m处时,无屏蔽空间磁感应强度将增加一倍,分别达4.0GS和1.0GS。可见无屏蔽空间磁感应强度将对电子设备具有足够破坏力。

2.1雷击电磁脉冲防护区域划分

将要保护和控制雷击电磁环境建筑物空间，从外部到内部划分为多个不同雷电防护区（LPZ),以规定各防雷区空间LEMP强度变化程度，采取相应防护措施。各区分类及定义为：①LPZ0A区：本区内各物体都可能遭直接雷击和导走全部雷电流；本区内电磁场强度没有衰减。②LPZ0B区：本区内的各物体不可能遭到大于所选滚球半径对应雷电流直接雷击，但本区内电磁场强度无衰减。③LPZ1区：本区内各物体不可能遭直接雷击，流经各导体电流比LPZ0B区更小；本区内电磁场强度可能衰减，取决于屏蔽措施。4LPZn+1后续防雷区：当需进一步减小流入电流和电磁场强度时，应增设后续防雷区，并按需要保护对象所要求环境区选择后续防雷区要求条件。

2.2雷击电磁脉冲入侵路径

从众多案例分析看，雷电直接击中室内电子设备可能性不大，对电子设备造成损害最大的是雷击电磁脉冲。雷击产生暂态高电位、电磁脉冲能以传导、耦合感应和辐射等入侵信息化系统。主要路径有5条：①进出建筑物电子设备天线、馈线、电源线、信号线接地线；②进出建筑物中各种电源线路；③建筑物中具有公共接地一切金属管道，在雷电流流经时表面感应雷电电涌；4雷电放电时，在金属表面感应出雷电电涌；5建筑物遭受直接雷击而产生高电位冲击。

3信息化系统雷击电磁脉冲防护

军储库信息化系统防雷，应根据各信息系统对电子设备敏感性和存储物资重要性进行综合性防护。综合考虑按照国家最新标准和先进技术，具体防护内容包括电源系统保护、电磁屏蔽、等电位连接及接地处理。

3.1电源系统保护

电源系统是信息化系统易遭受雷电损害重要部位之一，电源安装电涌保护器，限制瞬态过电压从电源供入端进入设备，当过电压达一定限定值时通过避雷器中非线性元件瞬间对地放电，后恢复原来状态，限制过电压窜入被保护设备。为防止因电磁感应作用而产生较高过电压，需在电源线经过的不同防护区安装不同级别电涌保护器。

防护措施：①供电采用直埋式TN-S或TN-C-S低压电力电缆引入室内，电缆金属护套两端应做良好接地；②电缆金属护套在入室≤15m处作保护接地；③室内严禁采用中性线作为保护接地线；4在总电源、进入室内电源和用电设备前安装三级电涌保护器保护。

3.2雷击电磁屏蔽

雷击发生时产生暂态电磁脉冲可直接辐射到信息化系统元器件上，损坏器件或电路，网络线路感应到过电压将影响网络正常运行甚至导致整个网络瘫痪。

防护措施：①信息化系统设备外壳做金属屏蔽处理并做好屏蔽接地，使雷电电磁感应通过屏蔽层泄入大地；②特殊库房外部加装金属屏蔽网；③传输电缆穿金属管安装，并做好两端接地；4与外部连接通信线路或各终端前加装信号浪涌保护器。

3.3等电位处理

在各机房及储存房均应设置一等电位连接排，该等电位连接排应与建筑物防雷接地、设备保护地、防静电地等连接。各种设备及电涌保护器接地线应以最短距离与等电位连接母排可靠电气连接。

3.4接地

接地体应视地域环境采用放射型或环形布置。由于各种军储仓库采取防雷措施不同，当遇到既有防直击雷装置，又有防雷击电磁脉冲装置时，两个接地间距应≥3米。在各存储仓库门口应设置防静电接地装置，亦应也整个库区防雷接地共用，共用接地电阻应≤1Ω。

4结语

军储库种类较多，各种军储库信息化系统防雷工作是军储库安全防护工作中重要部分。针对信息化系统特点，提出以电源系统保护、雷击电磁屏蔽、等电位及接地处理为主要思路防雷措施，严格按照标准规范要求对军储库各类信息化系统采取综合防雷设计，有效防止雷击灾害，保证信息化系统安全运行。

参考文献

[1]中华人民共和国建设部.《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-200X）.北京:中国计划出版社,200X

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》（GB3836-2010）.中国标准出版社

[3]中国航空工业规划设计研究院.《工业与民用配电设计手册》.中国电力出版社,2005

[4]中华人民共和国建设部.《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）.北京:中国计划出版社,2010

[5]《后方军械仓库防雷技术要求》（GJB2269A-2002），2002

[6]《后方军械仓库电气防爆技术要求》（GJB2268A-2002）,2002

作者简介：

闫景东(1983-)，男，汉族，山东省青州市，本科，工程师，从事气象防雷与服务。