楊慶鴻

新疆博州公安消防支隊(duì)

淺析火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)

楊慶鴻

新疆博州公安消防支隊(duì)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是為了讓人們能夠在盡早發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火災(zāi)并及采取措施，控制和撲滅火災(zāi)。而專(zhuān)門(mén)設(shè)在住宅中或其他場(chǎng)所的自動(dòng)消防設(shè)施，由于微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用，使其具有集成度高、低電壓和低功耗等特性，這就使其系統(tǒng)對(duì)雷電過(guò)電壓、電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓、電磁輻射、靜電放電等電磁干擾非常敏感，為了確保建筑物和建筑物內(nèi)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不受雷電損害或使雷電損害降到最低程度，應(yīng)從整體及系統(tǒng)的角度進(jìn)行綜合防御。

火災(zāi)；系統(tǒng)；防雷；設(shè)計(jì)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是為了讓人們能夠在盡早發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火災(zāi)，并及采取措施，控制和撲滅火災(zāi)。而專(zhuān)門(mén)設(shè)在住宅中或其他場(chǎng)所的自動(dòng)消防設(shè)施，是人們和火災(zāi)斗爭(zhēng)的一種有力的工具, 主要由觸發(fā)器件、火災(zāi)警報(bào)裝置和火災(zāi)報(bào)警裝置、以及具有其他輔助功能的裝置組成。在國(guó)外，許多發(fā)達(dá)國(guó)家，如美、英、日、德、法、俄和瑞士等國(guó)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備的生產(chǎn)、應(yīng)用比較普遍，美、英、日等國(guó)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備幾乎已經(jīng)普及到一般家庭中。在我國(guó)，此類(lèi)報(bào)警設(shè)備的研究、應(yīng)用和生產(chǎn)相對(duì)起步比較晚，50～60年代幾乎是空白。70年代逐漸開(kāi)始創(chuàng)建發(fā)展。進(jìn)入80年代后，隨著國(guó)內(nèi)四化建設(shè)的發(fā)展和消防工作的加強(qiáng)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備的應(yīng)用和生產(chǎn)有了巨大發(fā)展，產(chǎn)品種類(lèi)和產(chǎn)量，生產(chǎn)廠家、以及應(yīng)用單位，都不斷的與日俱增

目前火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在建筑中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，就該系統(tǒng)的特點(diǎn)和功能要求，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的布線、布點(diǎn)延伸到建筑物中的各個(gè)區(qū)域，甚至跨越不同的建筑物，使得系統(tǒng)防雷顯得越來(lái)越重要。由于微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用，使其具有集成度高、低電壓和低功耗等特性，這就使其系統(tǒng)對(duì)雷電過(guò)電壓、電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓、電磁輻射、靜電放電等電磁干擾非常敏感，如果防護(hù)措施不利，有時(shí)可能遭受重大損失，它可以導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生錯(cuò)亂，也有可使芯片直接損壞，從而破壞系統(tǒng)設(shè)施；另一種可能，雷擊所產(chǎn)生高壓浪涌使系統(tǒng)中的一些部件逐漸劣化，使其縮短使用壽命，這種損傷會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)常出現(xiàn)難以捉摸的軟故障，電路逐漸失效或性能下降，最終使系統(tǒng)工作不正常，不能有效的早期探測(cè)火情和及時(shí)滅火，使火災(zāi)造成人身及財(cái)產(chǎn)損失。

由于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)防雷點(diǎn)多面廣，為了確保建筑物和建筑物內(nèi)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不受雷電損害或使雷電損害降到最低程度，應(yīng)從整體及系統(tǒng)的角度進(jìn)行綜合防御，即要提供高效的接閃體、安全引導(dǎo)雷電流入地、完善低電阻地網(wǎng)、電源浪涌沖擊防護(hù)、控制線與報(bào)警總線過(guò)壓防護(hù)。

1 電子設(shè)備的雷電危害主要原因分析

1.1 雷電入侵的主要途徑

雷電入侵的主要途徑：1）源于感應(yīng)雷的高電壓脈沖。由雷云之間快速放電或雷云對(duì)大地放電形成的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，可能會(huì)在電線中感生數(shù)千伏甚至更高的高壓電，最終以波的形式順著導(dǎo)線傳入室內(nèi)；2）直擊雷直接擊中金屬導(dǎo)線。高壓電向?qū)Ь€兩邊傳播然后進(jìn)入室內(nèi)，高電壓由瞬間的高電流產(chǎn)生后對(duì)人體和電子設(shè)備造成很大程度的地破壞；3）直擊雷通過(guò)接地網(wǎng)入地入侵。直擊雷通過(guò)接地網(wǎng)入地時(shí)在地網(wǎng)上可能產(chǎn)生數(shù)十甚至數(shù)百千伏的高電壓，這些高電壓通過(guò)系統(tǒng)的接地線、零線和電子設(shè)施的地線以波的形式傳入室內(nèi)，直接對(duì)電子設(shè)備造成危害。

1.2 雷電對(duì)電子設(shè)備影響

比如雷電產(chǎn)生的電磁波會(huì)影響通信信號(hào)，使通信質(zhì)量的變差，而這種影響是短暫的，并不會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成危害。另一種則是破壞性的，比如現(xiàn)代電子產(chǎn)品中大量運(yùn)用半導(dǎo)體器件，ⅠC芯片也得到廣泛運(yùn)用，它們對(duì)電壓都有比較嚴(yán)格的要求，如ⅠC芯片工作電壓一般在2～10V，超過(guò)一定電壓就會(huì)被擊穿或燒毀，造成不可恢復(fù)性破壞。

2 主要的防雷方法

2.1 分流：對(duì)直擊雷用接閃器引下線和接地裝置或通過(guò)導(dǎo)電且接地良好的金屬構(gòu)架將雷 電流分流并引入地下, 使其盡可能不流過(guò)被保護(hù)的器件或設(shè)備。為以降低電位,避免引起反擊，雷電流通道的阻抗要低, 散流要好。

2.2 均壓：為均衡電位，應(yīng)該把同一樓層同一部位的設(shè)備外殼、電纜外皮、金屬構(gòu)件（架）、管道等進(jìn)行 良好的電氣連接。

2.3 屏蔽：采用屏蔽電纜, 法拉第籠、各種屏蔽箱(盒) 和各種屏蔽體來(lái)阻擋侵入電子設(shè)備)的過(guò)電壓能量和電磁干擾。

3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)

鑒于以上闡述的雷電對(duì)電子設(shè)備的危害及主要的防雷方法，為了減少雷電對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的影響，應(yīng)采取各種相關(guān)措施來(lái)防止雷擊事故的發(fā)生。

3.1 高層建筑應(yīng)有一套完善的防雷措施，將雷電流直接導(dǎo)入地下泄散，對(duì)建筑物內(nèi)部人員等有很好的保護(hù)作用。

3.2 對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的電源線進(jìn)行防雷保護(hù)，將雷電電荷吸收。

需在電源線上采用防雷措施。 因?yàn)樵诶纂姲l(fā)生時(shí)，建筑內(nèi)的防設(shè)施雖然會(huì)把雷電荷大量引入地下，但也會(huì)有較多的雷電流通過(guò)電源線進(jìn)入設(shè)備而引起設(shè)備損壞。如圖1所示，Q1,Q2,Q3,為防雷管，吸收雷擊大量的能量，其他一部分經(jīng)過(guò)電容C1，,C2進(jìn)一步吸收，這樣就能將雷擊的影響大幅度降低，而防雷管和電容應(yīng)有良好的接地措施，這種防雷措施一般應(yīng)接到設(shè)備的電源輸入端。

圖1

3.3 信號(hào)線的防雷措施。如圖2，Q1,Q2,Q3,為防雷管，R1,R2的選取可根據(jù)信號(hào)線的輸入阻抗來(lái)選擇，不能太大，對(duì)于有比較大阻抗的導(dǎo)線來(lái)說(shuō)，也可不用。

3.4 設(shè)備內(nèi)的防雷措施

以上兩種措施均可以實(shí)施于設(shè)備內(nèi)部，亦可以使用防浪涌電容，TVS二極管，壓敏電阻，放電管等措施，這些電阻應(yīng)盡可能地安置在外地路的輸入點(diǎn)，保證良好的接地，如圖2所示。

圖2

結(jié)語(yǔ)

雷電是自然現(xiàn)象，會(huì)對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生影響，影響嚴(yán)重的話會(huì)直接永久性破壞電子設(shè)備。本文通過(guò)介紹雷電對(duì)電子設(shè)備危害來(lái)分析火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)，但各種防護(hù)措施并不能夠完全消除雷電對(duì)電子設(shè)備的危害。

[1]GB 50116-98，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

[2]GB50343-2004，建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.101