智能建筑雷电防护探讨

智能建筑雷电防护是怎样的？有哪些特点？请看鲁班乐标编辑的文章。

本文针对智能型建筑阐述了将共用接地方式融入“法拉第笼”结构的设计思路，着重运用综合布线、屏蔽、等电位连接和接地等方法，对弱电系统及设备进行综合防护。

智能建筑以建筑物为平台，以综合布线为基础，以计算机网络为桥梁，综合配置建筑内的各功能子系统，全面实现综合运用现代防雷技术对其进行综合防雷。

1外部防雷系统

外部防雷以建筑物为结构平台，将“法拉第笼”结构和共用接地系统包容在内。“法拉第笼”结构是充分利用柱主筋和楼层外圈梁主筋及顶层梁主筋，将它们连接成电气连通的“笼式”结构，这对于改善建筑空间内的电磁环境大有裨益。利用建筑物的基础钢筋作为共用接地系统的联合接地体，是解决反击及雷击暂态过电压比较有效的措施。将两者完美结合，是目前解决建筑物防雷设计的最有效途径之一。

2内部综合防护系统

智能建筑的核心技术是以计算机通信及自动控制为代表的现代信息技术，而这些弱电系统及设备极易受到雷电电磁脉冲的影响。国内外研究人员都曾就LEMP对微电子设备的影响做过测试。美国AD报告（AD-722605，1971）曾公布过这样的结果：无屏蔽的计算机，当空间磁感应强度达0.007mT时发生误动作；当空间磁感应强度超过0.24mT时，出现永久性损坏现象。近年国内研究表明：当空间磁感应强度达0.13～0.18mT时，PC-286微机出错直至死机；当空间磁感应强度达0.5～0.8mT时，主板CMOS管烧坏，造成永久性损坏。虽然两者数据存在差异，然而都说明了LEMP对微电子设备有明显的影响。

2.1综合布线

智能建筑集电源线、通信电缆、计算机网络、消防控制线缆、安全监控线缆及其它自动控制线缆于一体。若布设不合理，将会留下雷灾隐患，并有可能引来内部干扰。为了彻底解决上述问题，综合布线的概念应运而生。所谓综合布线，是指用普通电话线、双绞线、光纤等相结合，将电话系统、数据通信系统、监控系统、报警系统等进行联合布线的一种方式。一般，综合布线系统由六个子系统组成：建筑群子系统；设备间子系统；干线子系统；水平子系统；工作区子系统；管理子系统。2.2.1充分利用建筑物自身的屏蔽效能“法拉弟笼”的网格尺寸和引下线间距越小，对雷电感应的屏蔽越好，局部区域电位分布越均匀。有关试验表明，当利用建筑物结构钢筋构成5m×5m的网格时，建筑物内空间电磁环境将得到明显改善。为最大限度发挥建筑物自身的屏蔽效能，应充分利用建筑物的结构钢筋，构成网格尽可能小的“法拉弟笼”，以达到良好的屏蔽效果。

2.2网络线路屏蔽

（1）综合布线时应采用屏蔽布线方式，各个布线链路的屏蔽层在整个布线链路上必须是连续的。（2）屏蔽布线时所选用的信息插座、对绞电缆、连接硬件、接插软线或跳线等布线器件，应具有良好的屏蔽特性，无明显电磁泄漏。（3）工作区布线中，连接用户终端设备的电缆，以及用户终端设备上接口接插器件，也应具备良好的屏蔽特性。（4）将设备金属外壳与信号线屏蔽层良好连接，使之构成完整的屏蔽体系，但须注意防止暂态过电压（流）。（5）当无法采取屏蔽措施时，可以采用无加强芯的光缆收发信号，但须注意光端机的接地和过压（流）保护。

2.3等电位连接及接地

等电位连接及接地是减少暂态过电压（流）损害中比较重要的措施，其任务是为传导性雷电流及感应电流提供多条并联的通路，从而组成一个宽频谱的低阻抗系统，实现减小需防雷空间内电位差的目的。2.3.1等电位连接网络的结构从拓扑学原理看，信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件与建筑物的共用接地系统的等电位连接，有两种基本形式的连接网络：S型（星形）结构和M型（网形）结构（详见IEC61312-1）。2.3.2等电位连接网络的实现为达到等电位连接的要求，可以采用ITU-TK.40建议中的最小等电位连接网络（MCBN）。MCBN定义如下：--每层沿建筑物内边缘敷设环形导体；--楼层间环形导体以垂直连接导体进行连接，形成类似于“法拉第笼”的结构，楼层间垂直导体的长度不要超过5m（典型值）；--在首层的环形导体应每隔5m（典型值）连接到环形接地体（环形地梁来实现）上。

采用MCBN需说明的问题：其一，由网格宽度为5m（典型值）的等电位连接网络建立起来的各个衰减环路，可在一个很宽的频谱范围内减弱建筑物内部的磁场强度。其二，为了将电气和电子设备的机柜、外壳和机架并入等电位连接网络，同时满足电力线、信号线、燃气管道等公共设施在LPZ界面处等电位连接的需要，应安装一些等电位连接排。其三，信息系统应以网格型或星型方式作等电位连接。其四，电气装置的保护地PE应以网格型或星型方式并入等电位连接网络。其五，在信息系统及弱电系统采用多级浪涌保护器防护。

2.4接地

将等电位连接网络每隔5m（典型值）与接地装置相连接，构成完整的接地系统，目前大部分规范均要求：当采用共用接地方式时，接地电阻不应大于1Ω。

3结论与建议

（1）将共用接地方式融于“法拉第笼”结构中，充分利用建筑结构钢筋构成外部防雷装置，不仅可以取得良好的防雷效果，并且可节省开支。（2）室内电子信息系统的防雷保护具有系统性、综合性特点，应注意各项防雷措施的相互配合。（3）为保证防雷工程设计与施工质量，建议加强弱电系统的防雷监审工作。

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