呼和浩特地區(qū)銀行系統(tǒng)的雷電防護(hù)及防雷檢測(cè)分析

引言

呼和浩特市是華北地區(qū)的重要城市之一。作為內(nèi)蒙古自治區(qū)首府,呼和浩特市承擔(dān)著自治區(qū)經(jīng)濟(jì)中心的重任。近幾年來,內(nèi)蒙古自治區(qū)以呼和浩特市為首,經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐逐步加快,銀行業(yè)也展現(xiàn)出了迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì),體系逐步完善,這也對(duì)該行業(yè)安全生產(chǎn)保障措施提出了更高的要求。銀行系統(tǒng)包含大規(guī)模的精密電子元器件、配電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等,對(duì)防雷防靜電方面的要求極高,一旦系統(tǒng)受到雷電直接打擊或者雷擊電磁脈沖的侵?jǐn)_,無論對(duì)銀行本身,還是對(duì)銀行客戶都將造成極大的損失。呼和浩特地區(qū)為閃電密度較大的地區(qū)之一。以2018年為例,呼和浩特地區(qū)共監(jiān)測(cè)到地閃6168次,平均地閃強(qiáng)度為10.59kA/km2。最大正地閃電流強(qiáng)度為314kA,陡度為25.9kA/μS:最大負(fù)地閃電流強(qiáng)度為-722.9kA,陡度為-140.2kA/μS。強(qiáng)度大于50kA的地閃有646次,大于100kA的地閃有95次,強(qiáng)地閃次數(shù)較多。這樣的閃電若擊中銀行系統(tǒng)所在建筑物或其附近都將對(duì)銀行系統(tǒng)弱電設(shè)備甚至配電系統(tǒng)、人員安全等方面造成極大威脅。由此可見,銀行系統(tǒng)的雷電防護(hù)措施必不可少,在我區(qū)各銀行系統(tǒng)設(shè)備和管理逐步完善的同時(shí),對(duì)銀行系統(tǒng)的防雷措施還需不斷升級(jí)。

1銀行系統(tǒng)防雷裝置發(fā)展

近年來,多家新興銀行入駐呼和浩特地區(qū)。對(duì)比存在年數(shù)已久的各大銀行,這些新入駐銀行所采購的設(shè)備更先進(jìn),符合更高的標(biāo)準(zhǔn),而設(shè)備陳舊的銀行系統(tǒng)則因?yàn)橘Y金和管理等多方面原因,未能對(duì)陳舊設(shè)備進(jìn)行符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的全面升級(jí),因此有不少防雷裝置因年久失修而失去了對(duì)建筑物和電子電氣設(shè)備應(yīng)有的保護(hù)作用。

銀行系統(tǒng)從最開始的單純直擊雷防護(hù)到逐步重視感應(yīng)雷防護(hù),并在主要設(shè)備所在機(jī)房設(shè)置電磁屏蔽設(shè)施,達(dá)到隔離外界電磁干擾的目的。這樣的設(shè)置可以有效阻止感應(yīng)雷對(duì)機(jī)房設(shè)備的直接干擾,但不能徹底阻斷電磁脈沖對(duì)配電和通信線路產(chǎn)生干擾后對(duì)機(jī)房設(shè)備產(chǎn)生串?dāng)_。這樣的串?dāng)_同樣會(huì)使設(shè)備丟失信號(hào),暫時(shí)甚至永久性損壞。機(jī)房建設(shè)規(guī)范化后,設(shè)備的接地系統(tǒng)有了較完整的體系,有別于配電系統(tǒng)的PE線,設(shè)備外殼、機(jī)柜外殼等都要與均壓環(huán)進(jìn)行電氣連接,而均壓環(huán)與墻體等電位連接端子相連,末端要連接到接地裝置。如此一來,一旦設(shè)備遭受了不同方式的電磁干擾,電磁脈沖都將在侵?jǐn)_設(shè)備之前由這一通路通過接地裝置泄放到大地中去,有效避免了經(jīng)濟(jì)損失?，F(xiàn)如今,電涌保護(hù)器)SPD）得到了廣泛應(yīng)用,以氧化鋅壓敏電阻元件、二極管和放電間隙為主要部分組成的防雷模塊成為了雷擊電磁脈沖的有效防護(hù)措施之一。在雷電流以電源系統(tǒng)為入口侵入設(shè)備機(jī)房之前,安裝在設(shè)備前級(jí)的電涌保護(hù)器會(huì)最快以毫秒級(jí)的響應(yīng)速度將雷擊電磁脈沖迅速泄放到電源系統(tǒng)PE線中,并在遠(yuǎn)端泄放到大地。電涌保護(hù)器在呼和浩特地區(qū)銀行系統(tǒng)得到廣泛使用,與上述各種防護(hù)措施共同組成較為完整的雷電防護(hù)系統(tǒng),對(duì)銀行系統(tǒng)易受侵?jǐn)_的設(shè)備和重要電氣設(shè)施進(jìn)行全方位的保護(hù)。

2檢測(cè)項(xiàng)目

根據(jù)《建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》)GB/T21431一2015）[2]中4.2條規(guī)定:檢測(cè)項(xiàng)目分為建筑物的防雷分類、接閃器、引下線、接地裝置、防雷區(qū)的劃分、雷擊電磁脈沖屏蔽、等電位連接、電涌保護(hù)器)SPD）共8個(gè)大項(xiàng)。對(duì)于銀行系統(tǒng),以上項(xiàng)目均有涉及,其中重點(diǎn)是防雷區(qū)的劃分、雷擊電磁脈沖屏蔽、等電位連接、電涌保護(hù)器)SPD）4項(xiàng)內(nèi)容。

2.1防雷區(qū)的劃分

防雷區(qū)的劃分方法在《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》)GB50057一2010）[3]中被提出。根據(jù)上述規(guī)范6.2.1條規(guī)定:銀行大樓外部且可能遭到直接雷擊的區(qū)域?yàn)長PZ0A區(qū),銀行大樓外部但在滾球半徑保護(hù)范圍內(nèi)的區(qū)域?yàn)長PZ0B區(qū)。一般來說,銀行大樓樓體為框架結(jié)構(gòu),樓體內(nèi)鋼筋組成的屏蔽網(wǎng)格將使雷擊電磁場(chǎng)強(qiáng)度得到大幅衰減,那么樓內(nèi)數(shù)據(jù)機(jī)房和配電系統(tǒng)所處區(qū)域?yàn)長PZ1區(qū)。如果銀行數(shù)據(jù)機(jī)房設(shè)置了電磁屏蔽設(shè)施,內(nèi)部的機(jī)房區(qū)域即為LPZ2區(qū)。而具體的設(shè)備所處區(qū)域至少還應(yīng)有金屬機(jī)柜外殼或金屬設(shè)備外殼的再次保護(hù),可視為LPZ3區(qū)。

2.2雷擊電磁脈沖屏蔽

防雷區(qū)的劃分在一定程度上對(duì)應(yīng)了雷擊電磁脈沖屏蔽措施的層次。第一層電磁屏蔽來自于樓體鋼筋經(jīng)過焊接和綁扎形成的籠型金屬網(wǎng)格,經(jīng)過檢測(cè)的大樓整體地網(wǎng)接地電阻應(yīng)符合規(guī)范要求,如果出現(xiàn)較強(qiáng)的電磁脈沖侵?jǐn)_大樓,主要能量將會(huì)通過鋼筋分流,最終通過良好的接地裝置泄放到大地。第二層屏蔽由主動(dòng)設(shè)置的電磁屏蔽墻體和層板組成,同樣的,該層屏蔽設(shè)施也需要進(jìn)行良好的接地。機(jī)房內(nèi)部機(jī)柜設(shè)備的金屬外殼作為一層屏蔽,也需要進(jìn)行防雷接地處理。

2.3等電位連接

為防止機(jī)房內(nèi)部由于雷擊或操作過電壓形成閃絡(luò),機(jī)房內(nèi)電子設(shè)備均應(yīng)與建筑物的共用接地系統(tǒng)相連接?！督ㄖ镫娮有畔⑾到y(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》)GB50343一2012）的5.2條規(guī)定了機(jī)房內(nèi)電子設(shè)備的接地方法。對(duì)于銀行數(shù)據(jù)機(jī)房,設(shè)備機(jī)柜數(shù)量較多、規(guī)模較大的,需要以M型的網(wǎng)格型結(jié)構(gòu)構(gòu)建等電位連接網(wǎng)絡(luò),即機(jī)柜分別就近與靜電地板下設(shè)置的均壓環(huán)相連接。均壓環(huán)作為等電位屋內(nèi)連接端子應(yīng)與大樓共用接地系統(tǒng)進(jìn)行等電位連接。同時(shí)以上連接材料均需要符合規(guī)范要求。

2.4電涌保護(hù)器（SPD）

電涌保護(hù)器(SPD）是電源系統(tǒng)及弱電設(shè)備防止雷擊過電壓侵?jǐn)_的重要組成部分。在銀行系統(tǒng)中,SPD一般設(shè)置于電源系統(tǒng)中1okV/400V進(jìn)線處(符合I級(jí)試驗(yàn)要求）的為第一級(jí),設(shè)置在樓層等分配電處(符合Ⅱ級(jí)試驗(yàn)要求）的為第二級(jí)。在銀行設(shè)備對(duì)電源系統(tǒng)有較高要求時(shí),一般需加裝電源UPS系統(tǒng)來調(diào)整電源質(zhì)量。在UPS系統(tǒng)前后級(jí)均可加裝符合Ⅱ級(jí)試驗(yàn)要求的SPD以防止雷電流通過電源系統(tǒng)侵入機(jī)房電子設(shè)備。機(jī)房內(nèi)SPD一般設(shè)置在為設(shè)備供電的各個(gè)列頭柜中。需要注意的是,為了防止SPD工作異常對(duì)電源系統(tǒng)產(chǎn)生影響,其前端應(yīng)有如熔斷器或空氣開關(guān)等后備保護(hù)裝置。SPD多由壓敏電阻和放電管組成,會(huì)因長時(shí)間工作而劣化失效,因此需定期對(duì)其參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。SPD分為限壓型和開關(guān)型以及組合型,其中限壓型需測(cè)試其壓敏電壓和漏電流?！督ㄖ锓览籽b置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》(GB/T21431一2o15）5.8.5.1條規(guī)定了壓敏電壓的允許范圍,漏電流一般不大于2oμA。

3近年各大銀行防雷檢測(cè)情況分析

呼和浩特地區(qū)銀行系統(tǒng)的防雷檢測(cè)工作質(zhì)量較高,從近幾年的檢測(cè)報(bào)告統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看,檢測(cè)項(xiàng)目較為全面,數(shù)據(jù)詳細(xì),可參考性較高。表1是呼和浩特地區(qū)各家銀行分行最近一次的防雷檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)。

從表1可以看出,大多數(shù)銀行經(jīng)過多年的檢測(cè)和整改,已針對(duì)現(xiàn)行防雷檢測(cè)相關(guān)規(guī)范中的新要求進(jìn)行了跟進(jìn),對(duì)各項(xiàng)防雷裝置的設(shè)置和維護(hù)均達(dá)到了很好的效果,具備了較完善的雷電防護(hù)體系。而部分銀行由于對(duì)雷電防護(hù)的重視程度不夠而疏忽了一些部位的防護(hù)。

各銀行之間橫向?qū)Ρ瓤梢钥闯?在取樣的14家銀行中有9家銀行的檢測(cè)結(jié)果良好,防雷設(shè)施并未出現(xiàn)明顯疏漏:而其他5家銀行中,最少的G銀行、N銀行有1項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容不滿足規(guī)范要求,最多的K銀行有4項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容不滿足規(guī)范要求。根據(jù)不同檢測(cè)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)顯示,呼和浩特地區(qū)銀行系統(tǒng)防雷裝置主要出現(xiàn)的問題是等電位連接,統(tǒng)計(jì)結(jié)果中共有6處檢測(cè)內(nèi)容出現(xiàn)了不符合規(guī)范的情況,其中有較嚴(yán)重的未設(shè)置均壓環(huán)情況,該情況會(huì)導(dǎo)致機(jī)房整體未形成有效的等電位連接體系,當(dāng)雷擊電磁脈沖來臨時(shí),此類機(jī)房將很難抵御電磁脈沖對(duì)弱電設(shè)備和電源系統(tǒng)的侵?jǐn)_,從而導(dǎo)致銀行受到嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。其次出現(xiàn)頻次較高的問題是SPD的設(shè)置和參數(shù)測(cè)試。在實(shí)際檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn),變壓器后級(jí)和分配電處未設(shè)置SPD的情況較多,這種情況會(huì)使雷擊電磁脈沖通過電源系統(tǒng)侵入機(jī)房內(nèi)部,造成屏蔽失效。在SPD的實(shí)際測(cè)試中發(fā)現(xiàn),SPD參數(shù)不合格現(xiàn)象較多,多數(shù)原因?yàn)镾PD已達(dá)年限而劣化或已遭受過電壓侵?jǐn)_使得SPD脫離器脫扣而永久失效。直擊雷防護(hù)方面,發(fā)現(xiàn)有接閃帶斷開的情況,同時(shí)按照規(guī)范要求,天線等大尺寸金屬物已突出天面,為防止發(fā)生樓頂閃絡(luò),需進(jìn)行防雷接地處理。

4結(jié)語

隨著呼和浩特地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,給各行業(yè)的生產(chǎn)和人民的工作生活安全保障提出了更大的挑戰(zhàn)。每年一次的防雷安全檢測(cè),使呼和浩特地區(qū)銀行系統(tǒng)的防雷水平穩(wěn)步上升。結(jié)合防雷檢測(cè)情況,可以使相關(guān)單位加強(qiáng)防雷安全意識(shí),并有針對(duì)性地對(duì)各大銀行防雷裝置進(jìn)行問題排查,從而更有效地保護(hù)銀行和客戶的財(cái)產(chǎn),助力我區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展邁向更高水平。