潘宇聰

（廣東省計算中心,廣東 廣州 510033）

1.引言

智能建筑是計算機技術、通信技術及信息技術等系統(tǒng)集成的現(xiàn)代化建筑，建筑物內(nèi)微電子設備采用最新的網(wǎng)絡技術為用戶提供信息服務。這些微電子設備普遍存在著絕緣程度低，對過壓耐受能力差的致命弱點，一旦遭雷電干擾，輕則造成系統(tǒng)運行失靈，重則造成永久性損壞。

雷電電磁脈沖已進入新的防雷理論，國際電工委員會（IEC）將雷電電磁脈沖的防護作為標準推薦各國使用。我國于94年制定的建筑物防雷設計規(guī)范也首次把防雷電波侵入的措施作為強制性國家標準執(zhí)行。

雷電是一種自然現(xiàn)象，它的巨大能量眾所周知。幾個世紀來，人類對雷擊的破壞性的研究、探索和采取預防的措施，已經(jīng)有了一套比較成熟的理論。雷電具有兩大特點，一是幅值大，二是持續(xù)時間短。由雷電流產(chǎn)生的磁場是一瞬變的電磁場，這一瞬變磁場的輻射對在一定范圍內(nèi)的微電子設備造成干擾，又因瞬變磁場產(chǎn)生的電磁感應對電壓與雷電流的大小及變化速率成正比，并與雷擊處的距離成反比，同時雷電流極大的幅值和陡度，其感應電壓可達相當高的幅值，是對微電子設備安全運行的最大威脅，其也可沿著傳輸線、供電線侵入、干擾甚至損壞設備。

一般說來，保護建筑物及建筑物內(nèi)部設備不受雷電損害的根本辦法，就是使建筑物具有一套完善的防雷設施，包括對直擊雷、側(cè)擊雷和感應雷的防護三大部分。直擊雷、側(cè)擊雷防護設施主要是保護建筑物本身不受雷電損害，將絕大部分雷電流直接接閃引入地下泄散，以及減弱雷擊時巨大的雷電流沿著建筑物泄入大地時對建筑物內(nèi)部空間產(chǎn)生的各種影響；感應雷防護措施是限制、阻塞雷電脈沖沿電源線或數(shù)據(jù)、信號線進入設備，從而保護建筑物內(nèi)各類電器設備的安全。目前，我國各種建筑、設施大多數(shù)仍在使用傳統(tǒng)的避雷針防雷。用避雷針防止直接雷擊實踐證明是經(jīng)濟和有效的。但是，隨著現(xiàn)代電子技術的不斷發(fā)展，大量精密電子設備的使用和聯(lián)網(wǎng)，避雷針對這些電子設備的保護卻顯得無能為力。避雷針不能阻止感應雷擊過電壓、操作過電壓以及雷電波入侵過電壓，而這類過電壓卻是破壞大量電子設備的罪魁禍首。基于這種情況，現(xiàn)對感應雷的防護措施進行描述：

2.電源防雷

弱電設備的電源雷電侵害主要是通過低壓線路侵入。我國《建筑物防雷設計規(guī)范》提出：在電氣接地裝置與防雷的接地裝置共用或相連的情況下，當?shù)蛪弘娫淳€路用全長電纜或架空線換電纜引入時，宜在電源引入的總配電柜處裝設過電壓保護器。但隨著科技的不斷發(fā)展及人們對雷電危害認識的不斷提高，建筑物的電源總進線處都相應設置了浪涌保護，浪涌保護可采用三極保護的概念，三級相互配合，充分發(fā)揮各級器件的優(yōu)點，以實現(xiàn)整體性能。第一級保護對于直接雷擊電流進行泄放，或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放，對于有可能發(fā)生直接雷擊的地方，必須進行CLASS-I的防雷。第二級保護是針對前級防雷器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應雷擊的防護，對于前級發(fā)生較大雷擊能量吸收時，仍有一部分對設備或第三級防雷器而言是相當巨大的能量會傳導過來，需要第二級防雷器進一步吸收。同時，經(jīng)過第一級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射LEMP，當線路足夠長感應雷的能量就變得足夠大，需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級防雷器是對LEMP和通過第二級防雷器的殘余雷擊能量進行保護。

3.數(shù)據(jù)信號防雷

感應雷由通信及網(wǎng)絡線路入侵分為兩種情況：a、當?shù)孛嫱怀鑫镌饫状驌魰r，電壓將鄰近土堆擊穿，進而擊穿通信及網(wǎng)絡線路電纜外皮，使高壓侵入網(wǎng)絡系統(tǒng)；b、雷云對地面放電時，在通信及網(wǎng)絡線路上感應出上千伏的過電壓，擊壞與線路相連的網(wǎng)絡系統(tǒng)設備。因此僅做好電源部分防護是不夠的，還應做好信號部分的防護措施。信號保護器可采用通流容量大的粗保護與具有快速反應的細保護相結(jié)合的多級保護電路，將來自信號線路上的感應電流通過臂電支路泄放到大地。對子信息系統(tǒng)，分為粗保護和精細保護。粗保護量級根據(jù)所屬保護區(qū)的級別確定，細保護要根據(jù)電子設備的敏感度來進行選擇。

4.聯(lián)合接地

智能化系統(tǒng)的接地裝置利用建筑物的聯(lián)合接地裝置，應在各中心機房、弱電間、弱電豎井處設弱電專用接地端子，弱電系統(tǒng)的設備、安裝金屬配件、機柜和線管等均應與弱電專用接地端子可靠聯(lián)結(jié)。設計時應采取以下幾方面措施：

（1）智能化系統(tǒng)接地采用聯(lián)合接地，接地電阻要求小于1歐姆。

（2）智能化系統(tǒng)應設置專用的接地干線，干線采用50×4紫銅排。接地干線沿橋架/線槽外側(cè)敷設。

（3）接地干線應與建筑總等電位聯(lián)接端子板、弱電機房及弱電間內(nèi)的接地引出線、接地端子板/箱焊接連通。

（4）各弱電機房、弱電間應設置弱電接地端子板/箱。所有弱電設備的工作接地均接至接地端子排，再與接地干線排連接。端子板應與接地干線、接地引出線焊接連通。

（5）各弱電機房、弱電間內(nèi)的弱電系統(tǒng)設備、安裝金屬配件、機柜（殼）、靜電地板、金屬墻身、龍骨、線管/槽等均應與弱電專用接地端子可靠聯(lián)結(jié)。綜合布線系統(tǒng)機柜接地連接線不應小于16mm2，其余設備接地連接線不少于4mm2。

（6）室外設備的防雷保護：室外設備設電源、信號避雷器，并可靠接地。

（7）弱電主機房內(nèi)應按要求設置匯集銅母排。

所有防雷必須在直擊雷完善的前提下進行感應雷的防護，以確保智能化系統(tǒng)安全、有效的進行運作。

[1]GB50057-94，建筑物防雷設計規(guī)范[s].

[2]GB50174-94，電子計算機房設計規(guī)范[s].

[3]GB7450-87，電子設備雷擊保護導則[s].

[4]GB 50343－2004，建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范[s].