浅谈300KA系统防雷
防雷器的主要技术参数
防雷器的主要技术参数(1) 标称电压UN该值与被保护系统的额定电压相符，在信息技术系统中此参数与选用的保护器的类型相对应，它标出交流或直流电压。
比如在单相供电中一般标为230V/50Hz。
(2) 额定电压Uc （最大持续操作电压）这个值表明了保护器的最大持续工作电压。
即能够长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。
比如385V AC、 500V DC。
(3) 额定放电电流Isn它指给保护器施加8/20μs脉冲宽度的标准雷电波冲击10次时，保护器所能耐受的最大冲击电流峰值。
该图是国际上如IEEE-587，BS6651，IEC1024和UL等用于测试防雷器性能的雷电模拟冲击波的标准波形。
比如20kA，40kA等。
(4) 最大放电电流Imax它指给保护器施加上述8/20μs脉冲宽度的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
比如型号为ZYSPD40K385B防雷器的Isn=40kA时，Imax=60kA。
(5) 电压保护级别Up它指在下列测试中，防雷器两端的电压最大值，这里有两项测试内容：额定放电电流时的残压值,如ZYSPD20K385C/4时防雷器的残压值<1.6kV。
施加上升率为1kV/µS时防雷器两端的电压值，如ZYSPD-T-RJ11/2防雷器的电压保护级别<260V。
(6) 响应时间tA这个值反映在在保护器内特殊元件的动作灵敏度和击穿时间,在一定时间内的变化取决于 dμ/dt或di/dt的斜率,防雷器的响应时间在10～100ns之内。
(7) 数据传输速率Vs表示在一秒内传输多少比特（bps）的信息，是数据传输系统中正确选用防雷器的参考值。
防雷保护器的数据传输速率取决于系统的传输方式；比如网络信息保护线路的保护器ZYSPD-N-系列适用于网络信息、数据传输线路设备的过压保护，这类防雷器适用于500kbps～100Mbps传输速率的线路。
防雷相关规范
防雷相关规范篇一：防雷设计规范现批准《建筑物防雷设计规范》为国家标准，编号为GB 50057-2010，自2011年10月1日起实施。
其中，第3.0.2、3.0.3、3.0.4、4.1.1、4.1.2、4.2.1(2、3)、4.2.3(1、2)、4.2.4(8)、4.3.3、4.3.5(6)、4.3.8(4、5)、4.4.3、4.5.8、6.1.2条(款)为强制性条文，必须严格执行。
3.0.2在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：1 凡制造、使用或贮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。
（补充知识：O区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；21区：具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾的环境。
）3.0.3 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物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。
注：飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道。
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、使用或贮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。
防雷、接地和电气安全
直击雷的防御主要须设法把直击雷迅速流散到大地中去。一般采用避雷针、 避雷线、避雷网等避雷装置。
感应雷的防御是对建筑物最有效的防护措施，其防御方法是把建筑物内的 所有金属物，如设备外壳、管道、构架等均进行可靠接地，混凝土内的钢 筋应绑扎或焊成闭合回路。 雷电侵入波的防御一般采用避雷器。避雷器装设在输电线路进线处或10kV母 线上，如有条件可采用30～50m的电缆段埋地引入，在架空线终端杆上也可 装设避雷器。避雷器的接地线应与电缆金属外壳相连后直接接地，并连入公 共地网。
第9章 防雷、接地和电气安全
§9.1 过电压、防雷及其设计
§9.2 电气装置接地
§9.3 静电及其防护
§9.4 电气安全与触电急救
小结
§9.1 过电压、防雷及其设计
9.1.1 过电压及雷电的有关概念
1．雷电与过电压 防雷就是防御过电压，过电压是指电气设备或线路上出现超过正常工作要求 的电压升高。在电力系统中，按照过电压产生的原因不同，可分为内部过电 压和雷电过电压两大类。 （1） 内部过电压 内部过电压（又称操作过电压），指供配电系统内部由于开关操作、参数 不利组合、单相接地等原因，使电力系统的工作状态突然改变，从而在其 过渡过程中引起的过电压。 内部过电压又可分为操作过电压和谐振过电压。操作过电压是由于系统内 部开关操作导致的负荷骤变，或由于短路等原因出现断续性电弧而引起的 过电压。谐振过电压是由于系统中参数不利组合导致谐振而引起的过电压。
§9.1 过电压、防雷及其设计
图 9-1 架空线路上的感应过电压 a) 雷云在线路上方时 b) 雷云对地或其他放电时 c) 雷云对架空线路放电时
§9.1 过电压、防雷及其设计 3）雷电侵入波 是感应雷的另一种表现，是由于直击雷或感应雷在电力线路的附近、地面 或杆塔顶点，从而在导线上感应产生的冲击电压波，它沿着导线以光速向 两侧流动，故又称为过电压行波。行波沿着电力线路侵入变配电所或其他 建筑物，并在变压器内部引起行波反射，产生很高的过电压。据统计，雷 电侵入波造成的雷害事故，要占所有雷害事故的50%～70%。 2． 雷电形成及有关概念 （1）雷电形成 雷电是带有电荷的“雷云”之间、“雷云”对大地或物体之间产生急剧放电 的一种自然现象。关于雷云普遍的看法是：在闷热的天气里，地面的水汽蒸 发上升，在高空低温影响下，水蒸汽凝成冰晶。冰晶受到上升气流的冲击而 破碎分裂，气流挟带一部分带正电的小冰晶上升，形成“正雷云”，而另一 部分较大的带负电的冰晶则下降，形成“负雷云”。由于高空气流的流动， 正雷云和负雷云均在空中飘浮不定。据观测，在地面上产生雷击的雷云多为 负雷云。
1 输电线路的防雷保护
雷电波侵入变电所，破坏设备绝缘， 造成停电事故
3、输电线路的雷击事故
在我国跳闸率比较高的地区的高压线路由雷击引起的次数约
占40～70％，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地 区，雷击事故率更高
在日本50％以上电力系统事故是由于雷击输电线路引起的，
雷击经常引起双回同时停电，20－30％的输电线路故障发生 在双回输电线路
第五章 电力系统防雷保护
电力系统的防雷保护包括了线路、变电所、发电厂等各个环节。
★ 输电线路的防雷保护 ★ 发电厂和变电所的防雷保护
★ 旋转电机的防雷保护
第一节 输电线路的防雷保护
输电线路耐雷性能的若干指标
线路雷害事故、发展过程及防护措施
线路耐雷性能的分析计算
一、输电线路耐雷性能的若干指标
有避雷线线路耐雷水平
★ 雷击挡距中央避雷线时的过电压 此情况为雷击于避雷线最严重的情况 雷击点电压的最大值为： i 1 al U A Z g atZ g Zg 4 4 4v A点与导线空气间隙绝缘上所 承受的最大电压为： al U AB U A (1 k ) Z g (1 k ) 4v 我国规定的一般挡距的线路，在挡距中央导线、地线的最 小空气距离为： d 0.012 l 1m 只要 d 满足上述要求，便可保证雷击于此位置时，线路不 会跳闸
感应过电压-电磁感应
♠ 在主放电过程中，伴随 着雷电流冲击波，在放 电通道周围空间出现甚 强的脉冲磁场，其中一 部分磁力线穿过导线－ 大地回路，产生感应电 势，这种过电压为感应 过电压的电磁分量 电磁分量较小，通常只考虑其静电分量
无避雷线时的感应雷过电压
Ihc U i 25 （1）d >65m时 d 可用I≤100kA进行估算。一般认为Ui≤300～400kV。
安防监控系统的防雷设计
属屏 蔽层 、 金属加强筋 、 金属钢门窗和一切外露可导电物体全 部就
近分别 与室内等电位接地端子板或等电位连接 带相 连接将进 入监 控中心大楼 的各类管线 的屏蔽层 、 机器等在进 入大楼前进行 等电 位连接后接地 。 ２ ． ３ ． ４接地
范围内。当立杆 于街道 两旁 ， 两边有建筑物时 ， 可就近与建筑物 共
２ ． ３终 端 设 备 雷 电 防护
现代 的监控产 品均系微 电子化产 品 ， 这 些监控设 备具有 高 密 度、 高速度 、 低 电压 和低 功耗 等特性 。其 对各种诸 如雷 电过 电压 、 电力 系统操作 过电压 、 静 电放 电、 电磁 辐射等 电磁 干扰 非常 敏感 ， 这就使得 监控 系统设备极易遭受雷击／ 过电压破坏 ， 其后 果可 能会 使整 个监控 系统运行 失灵 ， 并 造成难 以估 计的经济 损失和安 全方 面的风 险。落雷后 在雷击 中心约 １ ． Ｓ Ｋｍ半 径的范围 内都可能产生 危险过 电压损 害线 路上的负载设 备 。 本文 以呼和浩 特某 小 区的监 控 系统为例 ， 论述 了防雷 措施 在 其 中的应 用。
安 防监 控 系统 ， 一 般 由 以下 三 部 分 组 成 （ 如图 １ ） ：
前端部分 ： 主要 由黑 白（ 彩色） 摄像机 、 云台、 防护罩、 支架等组成。 传输部分 ： 使用 同轴 电缆 、 电线 、 多芯线 ， 终端部分 ： 主要 由控制设备 、 画面分割器 、 监视器 、 录像存储设
安 防 监 控 系统 的 防 雷 设 计
李庆君 淡奇峰 ０ １ ０ ０ ５ １ ） （ 内蒙古雷 电预警防护 中心
【 摘 要】 对 呼和浩特 市某 小区的监 控 系统 的构 成及 其 易遭 雷击损 坏原
银行系统电子设备防雷的重要性
银行系统电子设备防雷的重要性[原创]（防雷工程建议书）一、前言银行作为一个国家金融系统的重要组成单位在国民经济生活中有着非常重要的地位。
但是随着金融电子化建设的步伐不断加快，电子设备被广泛应用于金融网络的运行系统中。
这些高精密的电子计算设备富含大量的CMOS半导体集成模块，耐过电压电流能力极低，无法保证在特定的空间里遭受雷击时仍能安全运行。
目前银行虽然都是网络化运行，但由于各个地区的银行系统建设的时间不一样，而且伴随着银行新业务的增加，如网络银行、手机银行、自助银行等业务的迅速开展，以及ATM、POS、网上银行、无纸办公（电子邮件）等内容。
银行系统建设的任务开始繁忙起来。
因而，网络不间断成为银行服务的一项重要的业务。
所以这些网络节点、独立工作站、服务器、数据中心以及其他一些重要的设备，能够安全、平稳的运行，不受电源及雷电干扰成为银行建设的一项重要工作。
二、雷电入侵银行计算机信息系统的各种途径1、雷电远点袭击电力线：我国电力线输电方式是由发电厂通过升压变压器升压后，输电至低压变压器，经低压变压器的输出给用户。
由于我国的电压基本波形是每秒50Hz的正弦波形曲线，在电力线上形成每秒50次的交变磁场。
如遇雷害发生时，在雷电未击穿大气时，将呈现出高压电场形式。
根据电学基本原理，磁场与电场之间是相互共存可逆变化的，那么，雷击高压电场通过静电吸收原理，向大地方向运动。
假设电力线杆有5米高，那么在相对湿度25％时，要击穿5米空气，需要15×106V雷击高压（3000V/mm）。
如果在相对湿度95％时（下雨时），击穿5米空气需要5×106V雷击高压（1000V/mm）。
电力线上的交变磁场对雷云的吸引小于大地的静电吸引。
如果，雷云击穿5米空气入地，需要很高的电压，雷电首先击在电力线上，并从电力线的负载保护地线入地释放，这样就击穿了设备。
在高压线上的表现为击穿变压器的绝缘，在变压器低压端与负载的连线上遭雷击，损失的是用电器。
现代化智能小区防雷应注意的几个问题
浅谈现代化智能小区防雷应注意的几个问题【摘要】从雷电产生的危害性出发,针对现代化智能小区建筑电气施工中的防雷问题,就接地装置、引下线、屋面接闪器、等电位、均压环等几个技术环节作了论述,同时使整个建筑物形成统一的等电位系统,以实现对不同雷电的防护目的。
本文对弱电设备防雷进行了分析，重点探讨了雷电浪涌对弱电设备的危害及防雷措施，以例子分析，并提出有益的建议。
【关键词】现代化智能小区；建筑电气防雷设计规范；等电位联结；避雷器一、雷电概述雷电是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层与大地之间迅猛的放电，这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。
只要我们积极主动的防御，采取正确良好的防雷手段，雷电灾害是可以避免的。
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：（一）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。
（二）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入电脑及通信设备。
美国ge公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电线(11ov)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。
防雷技术与安全知识(上)
四川省防雷中心
2.6 、 加气站防雷特征
1.加气亭 2.加气机 3.气罐区（空压机房） 4.静电装置 5.办公区 6.配电系统
四川省防雷中心
二、油气田油气站防雷特性
1、相关法规 1.1、国家法规 1.2、技术规范 2、各类型井站防雷特性 2.1、单井防雷特性 2.2、集气、输气、配气等站防雷特性 2.3、增压、脱水、脱硫、净化等站防雷特性 2.4、自动控制井站防雷特性 2.5、加油站防雷特征 2.6、加气站防雷特征
四川省防雷中心
被雷击坏的SPD
四川省防雷中心
4、2006年，某公司油库遭雷击，造成全自动控制系统故 障，该雷击事故造成31台/次设备受损。直接经济损失93 万元。
5、1998年，武汉市黄陂区横店油库遭雷击起火，经济损失 1000万元。
6、据不完全统计，2002年因雷电灾害造成直接经济损失上 千万元以上的实例为5起，上百万以上损失的35起。
四川省防雷中心
传输线路
四川省防雷中心
2.1.4、地电位反击
如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或设施，接地
网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏。高度破
坏性的雷电流将从各种装置的接地部分，流向供电系统或各 种信息系统，或者击穿大地绝缘而流向另一设施的供电系统 或各种信息，从而反击破坏或损害电子设备。 同时，在未实行等电位连接的导线回路中，可能诱发高电位 而产生火花放电的危险。
四川省防雷中心
信号 系统 用电 设施
SPD
信号线缆
电缆
SPD
四川省防雷中心
2.2、雷电危害的结果
作为自然界三大灾害之一的雷电灾害，每年所造成的人 员伤亡、财产损失不计其数。雷电灾害所造成的损失通常分 为两部分： 其中，在雷击事故中由雷电所引发的火灾、爆炸以及设 备损坏等造成的直接损失是十分巨大的； 在雷击事故中由 雷电所引发的控制、通讯等服务的中断而造成的间接损失也 是难以估计的。 随着电子技术的发展，自动化控制、通讯应用在生产、 生活中扮演着越来越重要的角色，由雷击事故所引发的间接 损失也越来越严重。
1000V直流电源防雷器(1000VDC 40KA)
1000VDC直流电源防雷器（1000VDC 1000V直流电源防雷器（40KA））40KA1000V直流太阳能光伏防雷器是安普迅公司生产的品牌为安迅ANSUN的一款新型直流防雷器AM*-*型光伏直流防雷器适用于光伏太阳能系统，防止雷电过电压和瞬态过电压对光伏发电直流电源系统设备造成的损坏。
光伏太阳能直流防雷器性能特点·采用温控断路技术，内置过流保护电路，彻底避免火险发生；·通流容量大，残压低；·自带远程告警干接点;·工作状态及失效状态，清晰直观.主要技术参数产品型号AM40-300AM40-600AM40-1kV AM80-500AM80-1kV 持续工作电压Uc300VDC600VDC1000VDC500VDC1000VDC 标称放电电流In（8/20μs）20kA20kA20kA40kA40kA最大通流容量Imax（8/20μs）40kA40kA40kA80kA80kA保护水平Up(In时）≤1200V≤3200V≤3200V≤3500≤3500V 响应时间≤25nsIP防护等级IP20阻燃等级，符合UL94V0接入导线面积≥10mm2外形尺寸90×54×69mm90×108×69mm工作环境温度-40～+85℃，相对湿度≤95％(25℃)，高度≤3km注：产品规格可能不定期更新，请咨询安普迅公司了解详情。
12V、24V\36V\48V等直流电源防雷模块安全注意事项·当防雷器安装于最终系统时，必须执行标准GB4943（EN60950，IEC60950）的所有要求。
·设备应当由被授权的专业人员安装。
安装时必须断开电源，严禁带电操作，以防发生意外。
适用范围AM*-*型直流电源防雷器用于防止雷电过电压和瞬态过电压对直流电源系统和用电设备造成的损坏，保护设备和使用者的安全。
广泛用于移动通信基站、微波通信局（站）、电信机房、工厂、民航、金融、证券等系统的直流电源防护。
防雷保护及浪涌保护
规范标准
• GB50343-2012 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 • GB50057-2010 《建筑物防雷设计规范》
雷云的形成
雷击
雷击强度
防雷理论基础
防雷体系
雷电流波形描述
波头时间和半幅值时间示意图 T1：当雷电流由10%上升到90%时所用的时间 T2：当雷电流由波头先升后降到50%时所用的时间
主要是放电间隙。
雷电流波形描述
• 8/20μs雷击电流波考核用在PLZ0区以后各区的SPD防雷性能，称为感应雷波形（二、三级防护）。主 要是压敏电阻。
• 在同等雷击电流幅值时两种电流波形所释放的电荷量及能量比:， Q(10/350)≈20Q(8/20) E(10/350)≈200E(8/20)
防雷浪涌保护器（SPD）
防雷分区
配电系统分区
SPD的分级选用
• 一级防护 在LPZ0区与LPZ1区交界处应安装电压开关型（放电间隙）SPD。 第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放。将数万至数十万伏的雷电浪涌电压限制到2500—
3000V。 电力变压器低压侧防雷器时应为3P+N或4P型电压开关型电源防雷器。 冲击放电电流(10/350μs)Iimp≥20kA或额定放电电流（8/20μs）In≥80kA 最大持续运行电压：Uc=440V 电压保护水平：Up≤2.5kV （ Up＜Uw设备耐受电压） 响应时间：ta≤100ns
SPD的分级选用
• 二级防护 在LPZ1区与LPZ2区交界处应安装限压型（压敏电阻）SPD。 第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压（2500—3000V）、感应雷电压或操作过电压限制到
1500—2000V。 楼层配电柜防雷器应为3P+N或4P限压型电源防雷器。 额定放电电流（8/20μs）In≥40kA 最大持续运行电压：Uc=260～320V 电压保护水平：Up≤1.5kV （ Up＜Uw设备耐受电压） 响应时间：ta≤25ns
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300KA计算机控制系统防雷探讨
摘要：通过对300KA计算机控制系统的分析，找出雷击时的损坏点，进行相应
的改造，提高系统的防雷效果。
关键词：槽控机；雷击；改造
随着铝电解技术的迅速发展，电解槽产能成倍的增加，电解槽的
槽型也越来越大，铝电解生产的自动化程度也越来越高，先进的计算
机技术和现代铝工业的结合，不仅大大减轻了电解操作人员的劳动强
度，而且计算机更能即时、准确、科学、连续一致地对电解槽进行控
制。计算机的运用，为电解生产的高效、平稳提供了重要保证。在运
用计算机控制的电解生产中，计算机承担着电解槽生产数据的采集和
解析、下料、阳极调整、电解槽常规作业（如换极、出铝、抬母线、
边部加工）的监控、异常槽况（如阳极效应、电压异常、电压波动）
的控制和报警等各种重要的工作。随着铝电解生产计算机控制技术的
发展，计算机在铝电解生产中的作用越来越显得重要，铝电解生产对
计算机的依赖也越来越强，因而计算机控制的安全问题也显得尤为重
要，特别是雷击事故，一旦解决不好，就容易发生严重后果，影响电
解生产。下面以我公司300KA电解系列计算机控制系统为例，对大型
预焙电解槽计算机控制的系统防雷作一些探讨。
1 生产现状
我公司300KA大型预焙槽计算机控制系统采用集散控制方式。
细分为二级，一级为管理机，每个厂房配备一台，设在计算站，称为
上位机。一级为电解槽控制计算机，每台电解槽配备一台，称为下位
机。上、下位机之间通过CAN—BUS通信方式进行联系和信息交换。
CAN智能通讯板是根据铝电解集散式控制系统的特点开发的。与槽控
机构成主从式控制系统，可实现点对点、广播或多点通信。由于计算
机控制系统属于电解系列的配套工程，计算站离电解车间距离很短，
而槽控机就在电解槽旁边，电解生产环境是一个高温、强磁场、带腐
蚀气体、粉尘的过程，因而整个计算机控制系统的运行环境就比较恶
劣，使得计算机控制系统自身的安全问题就显得比较突出，300KA大
型预焙槽计算机控制系统是从以下几个方面来对以上的问题加以注
意和解决的。
1.1计算机的性能
上位管理计算机选用性能可靠的研华工控机，该机性能稳定可
靠、抗干扰能力强，很适合现场恶劣的工业环境，并配备大容量的硬
盘和内存、高速CPU。
下位槽控机选用的是AEC-III型铝电解槽控制专用计算机，该机
的系统结构在满足生产要求的情况下，注重简洁，电子元器件具有很
强的抗高温、抗强磁场、抗腐蚀的性能，CPU板上设有看门狗，防止
程序跑飞，还设有一个给RAM供电的后备电池用的跳线器，防止槽控
机停电后，数据丢失。
1.2接地
由于计算机控制系统运行的环境比较恶劣，又加上现场各种电
气设备的干扰，为了提高系统抗干扰的能力，保证系统的安全运行，
必须做好系统接地工作。300KA大型预焙槽计算机控制系统接地和其
它的电气设备的接地分开，系统的接地绝对独立，成网状接地，各点
接地的接地值小于4欧姆。
1.3防雷
由于电解生产会产生强大的磁场，大量的电离子，又加上电解
产房紧靠动力整流设备，容易引发雷击，一旦发生雷击将产生巨大的
经济损失，因此计算机控制系统的防雷问题至关重要。300KA大型预
焙槽计算机控制系统除了做好接地、防雷工作外，还在系统设计上给
予考虑：（1）通信线的防雷，在CPU板上连接通信线CAN-H和CAN-L
处加了两个TVS管。（2）槽压脉冲信号的防雷，在VFC板上连接差分
信号P＋ 、P- 处加了两个TVS管。
2 雷击的影响
我公司地处雷区，生产中的强电流产生强磁场，槽控机及通信设
备经常遭受雷击，造成大面积受损，严重影响电解生产。雷击还会造
成“拉槽”或“压槽”，产生严重后果，造成系列停产，因此我们必
须进行多方面的防雷保护。
2.1雷击的原因
雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份组成。其主要通
过两种形式，一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备；一
种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金
属管线或地线产生浪涌致损设备。绝大部分雷损由这种感应而引起。
对于控制系统而言，危害主要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦
合能量，通过瞬态浪涌释放。
2.2雷击的面积及分析
系列投产四年以来，槽控机遭受四次雷击事故，直接经济损失
25万多元，最长停机5个多小时，雷击损失见下图：
0
5
10
15
20
25
30
第一段第二段第三段
2004.7
2004.8
2006.8
2007.7
历次雷击损坏的电路板：
0
5
10
15
20
25
30
逻辑大板CPU板VFC板通信板
2004.7
2004.8
2006.8
2007.7
通过以上图表，我们可以看出，雷击主要集中在第一段，因为第一段
是母线的进电端和出电端，磁场相对而言更强，电离子更加集中，因
此雷击损害严重。损坏电路板主要为稳压电源供电的电路板。在对电
路板修复过程中，我们发现损坏的元器件大多数为感应电通过稳压电
源释放能量所致。其中VFC板的采样点为母线，雷击产生的电荷释放
的唯一通道，因此，损坏更加严重。
3 改进方法
通过以上分析，我们可以看出，系统防雷重点在通信、母线采样、
稳压电源这三个方面。
3.1通信改造
计算站通信线路设计的接地是一个内外共用的接地，这样一来，
雷击时外部的强电压就会造成系统抗干扰性差，并将高压释放到CPU，
造成通信板损坏的情况，我们将内部的稳压接地与通信分开,通过在
信号分配箱内重新加入一个接地方案，将八个区的屏蔽线接入整体的
接地网, 杜绝内外相互影响,同时因接地电阻小,释放雷电效果显著.
3.2采样改造
设计时VFC板的供电由CPU板提供，VFC板是槽压线的直接通道，
当雷击时，电流由槽压线传到VFC板，而后到CPU板，这样雷击时造
成的损失将会增大，改造后，我们在VFC板加装一个供电转换装臵，
断开与CPU板的连接，尽可能地减小雷击时对CPU板的损坏。
3.3稳压电源改造
对稳压电源的改造基于雷击时过电压瞬间在电路板释放，5V供
电的元器件耐压较低，损坏严重，通过在稳压电源与电路板之间加入
一个串联型直流过电压避雷器，最大放电电流20KA，反应时间小于
10ns，同时将接地端接入系统接地，这样一来雷击时的过电压能够泄
放在系统地，避免损坏电路板。
4 效果评价
我们通过对通信改造，VFC板的改造，同时在第一段加装31个
防雷器进行实验，效果显著，今年以来，仅9月9号雷击中损坏一块
VFC板，一个避雷器，同时也证明我们的防雷改造是成功的。
5 结语
综上所述，通过雷击事故分析，找出对策，进行实验改造，就能
够有效的降低雷击的危害，保证电解平稳高效生产。