從以上關于智能建筑的有關構成中可以看出,智能建筑線纜密布、系統(tǒng)設備繁多、微電子裝備復雜,且過電壓防護能力薄弱,為保證系統(tǒng)、設備安全正常運行,必須采取專門、特殊的措施加以保護,而防雷、接地則是重要必備和有效的保護措施之一。
直擊雷的防護系統(tǒng)主要是為了保護建筑物免受直接雷擊引起火災事故及人身安全事故,須從接閃裝置、引下線、接地裝置等三個方面綜合考慮。
接閃裝置就是我們常說的避雷針、避雷帶、避雷線或避雷網(wǎng),接閃就是讓在一定程度范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電放電不能任意地選擇放電通道,而只能按照人們事先設計的防雷系統(tǒng)的規(guī)定通道,將雷電能量泄放到大地中去。
接地裝置就是讓已經(jīng)引入防雷系統(tǒng)的閃電電流順利地流入大地,而不能讓雷電能量集中在防雷系統(tǒng)的某處對被保護物體產(chǎn)生破壞作用,良好的接地才能有效地泄放雷電能量,降低引下線上的電壓,避免發(fā)生反擊。引下線就是把接閃裝置和接地裝置連接起來。
對于直擊雷重要的一點就是做到均壓,接閃裝置在接閃雷電時,引下線立即產(chǎn)生高電位,會對防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡,并使其電位升高,進而對人員和設備構成危害。為了減少這種閃絡危險,最簡單的辦法是采用均壓環(huán),將處于地電位的導體等電位連接起來,一直到接地裝置。室內(nèi)的金屬設施、電氣裝置和電子設備,如果其與防雷系統(tǒng)的導體,特別是接閃裝置的距離達不到規(guī)定的安全要求時,則應該用較粗的導線把它們與防雷系統(tǒng)進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時,室內(nèi)的所有設施立即形成一個“等電位島”,保證導電部件之間不產(chǎn)生有害的電位差,不發(fā)生旁側(cè)閃絡放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產(chǎn)生的反擊。
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以弱電系統(tǒng)的防雷而言,除雷電直擊外,最具有破壞作用的是二次效應,也就是靜電感應雷和電磁感應雷,由于雷電具有高電位、大沖擊電流、瞬時性的特點,強大的閃電產(chǎn)生靜電場、交變電磁場和電磁輻射,以雷電波侵入、地電位反擊等形成雷電電磁脈沖LEMP,產(chǎn)生強大的變電磁場、使周圍的金屬產(chǎn)生感應電勢和感應電流。
隨著微電子設備的廣泛應用,雷電浪涌是引起人們極大重視的一種雷電危害,同時其防護方式也不斷完善。最常見的電子設備危害不是由于直接雷擊引起的,而是由于雷擊發(fā)生時在電源和通訊線路中感應的電流浪涌引起的。一方面由于電子設備內(nèi)部結構高度集成化,從而造成設備耐壓、耐過電流的水平下降,對雷電(包括感應雷及操作過電壓浪涌)的承受能力下降,另一方面由于信號來源路徑增多,系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波侵入。雷電浪涌對弱電設備的危害主要分為電源浪涌和信號系統(tǒng)浪涌兩方面。電源浪涌屬于強電的范疇,不在本文討論之中。
信號系統(tǒng)浪涌電壓的主要來源是感應雷擊、電磁干擾、無線電干擾和靜電干擾。金屬物體(如傳輸線)受到這些干擾信號的影響,會使傳輸中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤碼,影響傳輸?shù)臏蚀_性和傳輸速率。排除這些干擾將會改善網(wǎng)絡的傳輸狀況。
屏蔽防雷措施的目的是阻擋空間電磁波感應、過電壓以及磁場能量侵入被保護的通信設備,起到抑制、消除電磁場的干擾和危害。建筑通信機房時,房屋的六面應敷設金屬屏蔽網(wǎng);進出機房的電力線、信號線如無屏蔽層,從室外引入前必須穿管埋地;架空音頻電纜的牽引鋼絲兩端應進行接地,最大限度衰減從各種導線上引入雷電高電壓,以減少雷電電磁干擾。
隔離措施:由弱電自動化裝置構成的控制系統(tǒng)中必須解決好接口信號的隔離,抑制傳輸過程中產(chǎn)生的各種干擾,才能使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行。電源部分可以安裝交流電源隔離變壓器;對于數(shù)字輸入信號,大部分都利用光電隔離器或者串接各種信號防雷設備,也有一些使用脈沖變壓器隔離和運算放大器隔離;對于數(shù)字輸出信號也是主要采用光電隔離器或者串接各種信號防雷設備。對于模擬量輸入信號,可采用安裝音視頻隔離變壓器、光隔離器等進行隔離。對于計算機網(wǎng)絡接口,可以采用專用的網(wǎng)絡防雷器,距離較遠時可采用光纖進行傳輸。
二、結語
弱電設備的防雷問題是一個綜合性的工作,隨著對雷電認識的深入,越來越多的人利用科學知識來減少雷電對弱電設備的損壞,防患勝于救災,多一道防護就多一層安全。