摘要：簡要分析雷電危害智能建筑的形式和途徑，從防雷系統(tǒng)工程角度，論述了智能建筑防雷技術(shù)的基本原則。詳細(xì)闡述了外部、內(nèi)部防雷措施和過電壓保護(hù)的實(shí)現(xiàn)及實(shí)施注意事項。
接地隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，智能化建筑系統(tǒng)采用的微電子設(shè)備也越來越多，但這些微電子耐壓等級卻較低，抗電涌過電壓沖擊能力差，系統(tǒng)很容易受到各種過電壓干擾，尤以雷電和過電壓對系統(tǒng)的影響zui為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計，雷電對電子設(shè)備的損壞占設(shè)備損壞因素的比例高達(dá)3O%。因此，在智能建筑的建設(shè)中不僅要注重建筑性能指標(biāo)和設(shè)備的*性，雷電防護(hù)也是不可忽略的因素。
1 智能建筑遭受雷害分析
雷電危害建筑物有兩種形式：直擊雷擊和感應(yīng)雷擊。直接雷擊就是雷電直接擊在建筑物、其它物體、大地或防雷裝置上，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng) 一般來說，直擊雷擊中智能樓宇內(nèi)的電子設(shè)備的可能性很小。
感應(yīng)雷擊是靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)、雷電波侵入的總稱。靜電感應(yīng)—— 由于雷電的作用，使附近導(dǎo)體上感應(yīng)出與雷云符號相反的電荷，雷云放電后，云內(nèi)通道中的電荷被迅速中和，導(dǎo)體上感應(yīng)的電荷如不就近泄放，就會產(chǎn)生很高的電動勢，產(chǎn)生靜電放電。
電磁感應(yīng)—— 因雷電流迅速變化在其周圍空間產(chǎn)生瞬變的強(qiáng)電磁場，使附近導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動勢。雷電波侵入——雷電波沿著進(jìn)、出建筑物的管道、線纜進(jìn)入大廈，危急設(shè)備和人身安全。據(jù)統(tǒng)計表明，因感應(yīng)雷擊而產(chǎn)生的雷擊事故占總雷擊事故的90%，可見雷電對智能建筑物的危害主要是感應(yīng)雷擊的危害。所以，建筑物內(nèi)部設(shè)備的防雷保護(hù)重點(diǎn)是預(yù)防感應(yīng)雷擊—— 即雷電電磁脈沖防護(hù)。
2 雷電電磁脈沖危害智能建筑途徑
建筑物遭受雷電電磁脈沖產(chǎn)生的雷電過電壓過電流入侵主要有以下三個途徑：
（1）由供電電源線路入侵高壓電力線路遭直擊雷襲擊后，經(jīng)過變壓器耦合到各低壓38oV／220V線路傳送到建筑物內(nèi)各低壓電氣設(shè)備；另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應(yīng)雷電過電壓。
（2）由建筑物內(nèi)計算機(jī)通信等信息線路入侵可分為三種情況：
①當(dāng)?shù)孛嫱怀鑫镌庵睋衾状驌魰r，強(qiáng)雷電壓將鄰近土壤擊穿，雷電流直接入侵到電纜外皮，進(jìn)而擊穿外皮，使高壓入侵線路。②雷云對地面放電時，在線路上感應(yīng)出上千伏的過電壓，擊壞與線路相連的電器設(shè)備，通過設(shè)備連線侵入通信線路。這種入侵沿通信線路傳播，涉及面廣，危害范圍大。③若通過一條多芯電纜連接不同來源的導(dǎo)線或者多條電纜平行鋪設(shè)時，當(dāng)某一導(dǎo)線被雷電擊中時，會在相鄰的導(dǎo)線感應(yīng)出過電壓，擊壞低壓電子設(shè)備。
（3）地電位反擊電壓
雷擊時強(qiáng)大的雷電流經(jīng)過引下線和接地體泄人大地，在接地體附近放射型的電位分布，若有連接電子設(shè)備的其他接地體靠近時，即產(chǎn)生高壓地電位反擊，反擊電壓可高達(dá)數(shù)萬伏。
3 綜合防雷措施
無論雷電通過哪種形式、哪種途徑入侵，都會使建筑物內(nèi)部設(shè)備，尤其是電子設(shè)備及計算機(jī)系統(tǒng)受到不同程度的損壞，甚至造成信息系統(tǒng)癱瘓 因此，任何單一的防護(hù)措施，其防護(hù)效果都是有限的建筑物必須對雷電電磁脈沖采取綜合防護(hù)措施，這些防護(hù)措施和技術(shù)可概括為兩個部分（外部防護(hù)、內(nèi)部防護(hù)）或稱綜合防雷六要素：接閃、分流、屏蔽、均壓（等電位連接）、線路布置、接地。不同部分和各項技術(shù)都有其重要作用，相互之間緊密，不能將它們割裂開來，也不存在替代性。
3．1 外部防雷裝置
外部防雷裝置（即傳統(tǒng)的常規(guī)避雷裝置）由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器有三種形式：避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)，它位于建筑物的頂部，其作用是引霄或截獲閃電，避免或預(yù)防雷電直接擊在建筑物或屋面其它物體上；引下線，與接閃器連接，下與接地裝置相聯(lián)，其作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置；接地裝置位于地下一 定深度之處，它的作用是將雷電流順利流散到大地中。
3．2 內(nèi)部防雷裝置
內(nèi)部防雷裝置的作用是減少建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。除外部防雷裝置外，所有為達(dá)到此目的所采用的設(shè)施、手段和措施均為內(nèi)部防雷裝置，它包括等電位連接設(shè)施（物）、屏蔽設(shè)施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。
3．3 現(xiàn)代綜合防雷的主要技術(shù)措施
（1）*道防線是攔截直擊雷 、有效的方法仍然是避雷針（避雷帶、避雷網(wǎng)）法。盡管避雷針對于電子信息設(shè)備有很多負(fù)作用，對其應(yīng)抱趨利避害的積極穩(wěn)妥的態(tài)度，采取有效的技術(shù)措施予以抑制。
（2）屏蔽是防止任何形式電磁干擾的基本手段之一。屏蔽技術(shù)的實(shí)施是用金屬網(wǎng)、箔、殼、管等導(dǎo)體把需要保護(hù)的對象包圍起來，阻隔雷電的脈沖電磁場從空間入侵的通道，阻擋和衰減施加在電子設(shè)備上的電磁干擾和過電壓能量。屏蔽措施有建筑物屏蔽、設(shè)備屏蔽和各種線纜及管道的屏蔽。應(yīng)根據(jù)防雷分區(qū)和設(shè)備的要求將建筑物做成全屏蔽（外部屏蔽）、部分屏蔽、局部屏蔽或管線屏蔽，使雷擊時的電磁場層層衰減。其中將建筑物外部（外墻）進(jìn)行全屏蔽構(gòu)成籠式防雷是zui安全可靠的設(shè)計方案，而重要的微電子設(shè)備、機(jī)房等位置宜設(shè)置在整幢建筑的中心部位、深部或下部。屏蔽的效果首先取決于初級屏蔽的衰減程度，其次取決于屏蔽層對于入射電磁波的反射損耗和吸收損耗程度。
（3）均壓也稱電位均衡連接（簡稱等電位連接）。就是把所有導(dǎo)體相互作良好的導(dǎo)電性連接，并與接地系統(tǒng)連通。其中非帶電導(dǎo)體直接用導(dǎo)線連接，帶電導(dǎo)體通過避雷器連接。其本質(zhì)是由可靠的接地系統(tǒng)、等電位連接用的金屬導(dǎo)線、等電位連接器（即避雷器、）和所有導(dǎo)體組成一個電位補(bǔ)償系統(tǒng)。該電位補(bǔ)償系統(tǒng)的作用，一是為雷電流提供低阻抗的連續(xù)通道，使其迅速導(dǎo)人大地泄放。二是使系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差。即在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時間里，通過這個電位補(bǔ)償系統(tǒng)可以迅速地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)的所有導(dǎo)電部件之間建立起五個等電位區(qū)域。這個區(qū)域相對于外界可能存在著數(shù)十千伏的電位差。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部，所有導(dǎo)電部件之間不能存在顯著的電位差，從而達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身安全的目的。
（4）分流指引下線對分流效果的影響。引下線的粗細(xì)和數(shù)量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，其感應(yīng)范圍就小。引下線相互之間的距離不應(yīng)小于規(guī)范中的規(guī)定。當(dāng)建筑物很高，引下線很長時，應(yīng)在建筑物的中間部位增加均壓環(huán)，以減小引下線的電感電壓降。這不僅可以分流，而且還可以降低反擊電壓。
（5）接地是分流和泄放直擊雷和雷電電磁*量的zui有效的手段之一，也是電位均衡的基礎(chǔ)目的是使雷電流通過低阻抗接地系統(tǒng)向大地泄放。從而保護(hù)建筑物、人員和設(shè)備的安全。沒有良好的接地系統(tǒng)或者接地不良的避雷設(shè)施會成為引雷入室的禍患。如果避雷裝置接地不好，還會提供雷電電磁脈沖對電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生電感性、電容性耦合干擾的機(jī)會。
4 結(jié)束語
現(xiàn)代防雷技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是防護(hù)，綜合治理、層層設(shè)防，把智能建筑的防雷看作一個系統(tǒng)工程，防雷設(shè)計者對建筑物的防雷要求要有全面的了解，對雷電的干擾途徑及其解耦辦法須遵守多級分級（類）保護(hù)原則，采取多層與多類防護(hù)措施相結(jié)合的綜合防護(hù)措施。隨著智能化建筑的不斷發(fā)展，綜合防雷技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用也將更加廣泛。
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