电子设备等电位保护关键技术解析

 防雷知识    |      2025-05-17 10:05:15

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电子设备等电位保护是防雷工程中的核心环节,直接关系到设备在雷击情况下的生存能力。等电位连接不是简单地把设备外壳接地就完事,需要建立完整的低阻抗泄流通道网络。实际操作中首先要确定设备所在区域的等电位连接基准点,通常选择建筑主钢筋或环形接地体作为基准,用16mm²以上的铜缆将设备接地端子与之直接连接,连接长度不超过5米,弯曲半径大于30厘米。

多设备互联时必须建立共地系统。先测量各设备接地桩之间的电位差,超过0.5V就需要整改。使用35mm×3mm铜排制作等电位连接母排,所有设备接地线以星型拓扑接入母排,母排再以最短路径接至建筑接地体。特别注意网络设备机柜的等电位处理,机柜前后门必须用6mm²多股铜线与骨架导通,每台服务器的接地端子要单独引线到机柜接地排。

信号线等电位保护常被忽视。同轴电缆应在入户端将屏蔽层做360度环接后接地,双绞线需在配线架处将多余线对绕成直径5cm的线圈作为退耦电感。关键设备信号端口要安装响应时间小于1ns的防雷器,防雷器接地线长度严格控制在30cm以内,更好采用直接压接在机壳上的安装方式。

精密仪器等电位需要特殊处理。在实验室环境中建立独立的等电位网格,用2mm厚紫铜板铺设600mm×600mm网格,网格节点采用放热焊接。仪器接地线采用多股镀锡铜线,每台设备单独接至最近网格节点,避免串联接地。对于测量精度要求高的设备,建议采用悬浮接地方式,通过100kΩ电阻与大地连接。

电源系统的等电位必须分级实施。总配电箱处安装级防雷器,接地线截面积不小于25mm²;楼层配电箱安装第二级防雷器,接地线16mm²;设备前端安装第三级防雷器,接地线6mm²。特别注意不同级别防雷器之间的线路距离要保持5米以上,利用线路阻抗实现能量配合。配电箱门必须用4mm²黄绿双色线与箱体可靠连接,实测接触电阻应小于0.1Ω。

等电位系统施工后必须进行验证测试。使用毫欧表测量任意两设备外壳间的电阻,阻值大于0.05Ω就需要检查连接点。用突波发生器模拟雷击时,设备间瞬态电位差不得超过50V。每年雷雨季节前要复测接地电阻值,土壤电阻率高的地区可考虑使用降阻剂,但要注意避免对地下管道的腐蚀。

特殊环境需要调整等电位方案。化工区域要采用304不锈钢接地材料,医院ICU病房需设置绝缘监测装置,移动基站要在塔基四周敷设环形均压带。数据中心等电位要特别注意高频特性,接地母排宽度与长度比不超过1:5,必要时采用铜箔代替圆线。

等电位系统的维护同样关键。每季度检查连接点是否氧化松动,特别是铜铝过渡接头处易产生电化学腐蚀。雨后要及时排查接地体周围的土壤沉降情况,发现接地电阻增大10%以上就要开挖检查。防雷器计数器动作后要立即检查等电位连接状态,更换损坏的防雷模块时务必先断开上游电源。

施工现场的临时等电位不容忽视。使用移动发电机时要将发电机外壳与施工设备框架连接,塔吊等高大机械每升高20米就要增设一道等电位环。电焊作业点附近要埋设临时接地极,采用直径12mm的镀锌圆钢垂直打入地下2米深,所有焊接设备集中接至该接地极。

等电位系统要与屏蔽措施配合使用。敏感设备机房建议采用网格尺寸不大于0.6m×0.6m的法拉第笼,门窗要用铜箔胶带与框架导通。进出机房的管线必须沿墙体四周等电位带敷设,在进入机房前做接地转接。实测表明,良好的等电位配合屏蔽能使设备耐雷击能力提升3个数量级。