摘要:隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展,智能建筑物內(nèi)雷電防護(hù)已提高了要求,信息系統(tǒng)的雷電保護(hù)成為考慮的重點(diǎn)。因此防雷工程成為一項(xiàng)多學(xué)科,跨部門的復(fù)雜系統(tǒng)工程,我們必須緊密結(jié)合信息工程技術(shù)和電磁兼容技術(shù),采取綜合治理、系統(tǒng)防護(hù)。
??? 關(guān)鍵詞:智能建筑 防雷設(shè)計(jì) 雷電防護(hù)
??? 1、引言
??? 近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的飛速發(fā)展,智能建筑方興未艾。智能建筑物普遍稱為3A建筑,即它集成了建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、通訊自動(dòng)化系統(tǒng),以及輔之于實(shí)施的結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)。它是高功能、高效率、高舒適性的現(xiàn)代化建筑。
??? 隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展,智能建筑物的建設(shè)向自動(dòng)化、信息化和節(jié)能化方向發(fā)展,微電子應(yīng)用技術(shù)為代表的新技術(shù)已滲透到智能建筑的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,并且不斷增大。建筑物內(nèi)微電子設(shè)備繁多而且復(fù)雜,這些微電子設(shè)備通常屬于耐過電壓等級(jí)低,防干擾要求高的弱電設(shè)備,最怕受到雷擊。遭受雷擊時(shí),一部分能量(約50%)通過建筑物外部防雷裝置泄入大地,另一部分能量則通過雷電流感應(yīng)或耦合在金屬管線上進(jìn)入建筑物內(nèi)破壞設(shè)備,因此,智能建筑的防雷保護(hù)成為一個(gè)越來(lái)越重要的課題擺在我們面前。
??? 2、智能建筑雷電防護(hù)
??? 探討智能建筑物的雷電保護(hù),必須對(duì)雷電進(jìn)行了解,分析雷電是通過哪些方式、途徑、渠道危害智能建筑物。
??? 2.1雷擊的危害
??? 1)直擊雷危害
??? 直擊雷造成的電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)的破壞作用很大:
??? 電效應(yīng):雷云對(duì)大地放電時(shí),雷電流通過具有電阻或電感的物體時(shí),因雷電流的變化率大(幾十微秒時(shí)間內(nèi)變化幾萬(wàn)或幾十萬(wàn)安培),能產(chǎn)生高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏甚至數(shù)十萬(wàn)伏的沖擊電壓,足以使電力系統(tǒng)的設(shè)施燒毀、導(dǎo)致可燃易爆物品的爆炸和火災(zāi),引起嚴(yán)重的觸電事故。
??? 熱效應(yīng):很高的雷電流通過導(dǎo)體時(shí),能使放電通道的溫度高達(dá)數(shù)萬(wàn)度,在極短時(shí)間內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成大量的熱能。雷擊點(diǎn)的發(fā)熱能量巨大,可使金屬熔化。
??? 機(jī)械效應(yīng):雷電流作用于非導(dǎo)體上時(shí),由于雷電的熱效應(yīng),使被擊物體內(nèi)部出現(xiàn)強(qiáng)大的機(jī)械壓力,致使被擊物體受到嚴(yán)重破壞造成爆炸,機(jī)械效應(yīng)對(duì)非金屬油罐存在極大威脅。
??? 直擊雷可直接作用在構(gòu)筑物上,也可通過架空線路、露天的金屬管路等途徑侵入。另外,避雷裝置接閃雷擊時(shí),在接閃器、引下線及接地體上都有可能產(chǎn)生很高的電壓,可能對(duì)設(shè)備產(chǎn)生“反擊”。2)雷電感應(yīng)及雷電電磁脈沖的危害
??? 雷電感應(yīng)及雷電電磁脈沖的危害是指雷電產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)對(duì)設(shè)備尤其是電子設(shè)備的危害:
??? 靜電感應(yīng):雷云的靜電感應(yīng)是指帶電的雷云接近地面時(shí),對(duì)導(dǎo)體感應(yīng)出與雷云符號(hào)相反的電荷,建筑物或設(shè)備頂部大量感應(yīng)電荷不能迅速流入大地,從而產(chǎn)生很高的對(duì)地電壓即靜電感應(yīng)電伏,能擊穿數(shù)十厘米的空氣間隙發(fā)生火花放電。
??? 電磁感應(yīng):雷電發(fā)生時(shí)產(chǎn)生很大的雷擊電流,又是在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生,在其周圍空間里產(chǎn)生交變電磁場(chǎng),不僅會(huì)使處在這一電磁場(chǎng)中的導(dǎo)體感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì),還會(huì)在附近的傳輸信號(hào)線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線等部位產(chǎn)生感應(yīng)電流并侵入設(shè)備,使連接在線路中間或終端的設(shè)備遭到損害。
??? 2.2智能建筑物的防雷措施
??? 雷電防護(hù)包括針對(duì)建筑物的直擊雷防護(hù),以及針對(duì)建筑物內(nèi)設(shè)備、人員的雷電波侵入防護(hù)和雷擊電磁脈沖防護(hù)兩大部分。
??? 1)直擊雷防護(hù)
??? 依據(jù)建筑物的高度、結(jié)構(gòu)等采取直擊雷防護(hù)措施,包括接閃裝置(避雷針、帶、網(wǎng))、引下線和接地裝置三大部分。若建筑物已采取有效防護(hù)措施,則這部分可不予考慮或只進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐晟啤?/p>
??? 2)弱電防護(hù)
??? 雷擊發(fā)生時(shí),大約50%的雷電流將沿接閃--引下通路直接泄放入地,頻率成分非常復(fù)雜的雷電流快速通過引下線時(shí)會(huì)感應(yīng)出極強(qiáng)的電磁場(chǎng),建筑物中的管線相對(duì)切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流(即雷擊電磁脈沖),間接導(dǎo)致設(shè)備損壞和人員傷亡;另一方面,至少有50%的雷電流將沿著進(jìn)出建筑物的管線泄放,對(duì)人員和設(shè)備構(gòu)成直接威脅。因此,雷電波侵入與雷擊電磁脈沖防護(hù)已成為現(xiàn)代防雷設(shè)計(jì)的重中之重。其主要防護(hù)措施是:電涌保護(hù)器安裝和等電位連接。
??? ①電源系統(tǒng)電涌保護(hù)器安裝
??? 在供電線路上安裝電涌保護(hù)器,目的是為了將線路上的電壓限制在一個(gè)安全的水平。通常,我們需要采取三級(jí)防護(hù)措施。
??? 電源一級(jí):將雷擊產(chǎn)生的過電流通過此級(jí)電涌保護(hù)器瞬間泄放入地,并將瞬間過電壓限制在2.5kV以下。
??? 電源二級(jí):對(duì)第一級(jí)電涌保護(hù)器泄放后的線路殘壓進(jìn)一步抑制,使瞬間過電壓限制在1.8kV以下,確保一般用電設(shè)備的安全。
??? 電源三級(jí):在重要設(shè)備(如服務(wù)器、交換機(jī)等)的前端安裝帶精細(xì)保護(hù)和噪聲抑制電路的電涌保護(hù)器,將殘壓進(jìn)一步限制在0.9kV以下,此外它還具有吸收非雷擊導(dǎo)致的操作過電壓的作用。