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鄭州萬佳防雷有限公司
閱讀:609發布時間:2010-12-10
摘要:簡要分析雷電危害智能建筑的形式和途徑,從防雷系統工程角度,論述了智能建筑防雷技術的基本原則。詳細闡述了外部、內部防雷措施和過電壓保護的實現及實施注意事項。
接地隨著計算機網絡技術、信息技術、微電子技術的迅速發展,智能化建筑系統采用的微電子設備也越來越多,但這些微電子耐壓等級卻較低,抗電涌過電壓沖擊能力差,系統很容易受到各種過電壓干擾,尤以雷電和過電壓對系統的影響zui為嚴重。據統計,雷電對電子設備的損壞占設備損壞因素的比例高達3O%。因此,在智能建筑的建設中不僅要注重建筑性能指標和設備的*性,雷電防護也是不可忽略的因素。
1 智能建筑遭受雷害分析
雷電危害建筑物有兩種形式:直擊雷擊和感應雷擊。直接雷擊就是雷電直接擊在建筑物、其它物體、大地或防雷裝置上,產生電效應、熱效應和機械效應 一般來說,直擊雷擊中智能樓宇內的電子設備的可能性很小。
感應雷擊是靜電感應、電磁感應、雷電波侵入的總稱。靜電感應—— 由于雷電的作用,使附近導體上感應出與雷云符號相反的電荷,雷云放電后,云內通道中的電荷被迅速中和,導體上感應的電荷如不就近泄放,就會產生很高的電動勢,產生靜電放電。
電磁感應—— 因雷電流迅速變化在其周圍空間產生瞬變的強電磁場,使附近導體上感應出很高的電動勢。雷電波侵入——雷電波沿著進、出建筑物的管道、線纜進入大廈,危急設備和人身安全。據統計表明,因感應雷擊而產生的雷擊事故占總雷擊事故的90%,可見雷電對智能建筑物的危害主要是感應雷擊的危害。所以,建筑物內部設備的防雷保護重點是預防感應雷擊—— 即雷電電磁脈沖防護。
2 雷電電磁脈沖危害智能建筑途徑
建筑物遭受雷電電磁脈沖產生的雷電過電壓過電流入侵主要有以下三個途徑:
(1)由供電電源線路入侵高壓電力線路遭直擊雷襲擊后,經過變壓器耦合到各低壓38oV/220V線路傳送到建筑物內各低壓電氣設備;另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應雷電過電壓。
(2)由建筑物內計算機通信等信息線路入侵可分為三種情況:
①當地面突出物遭直擊雷打擊時,強雷電壓將鄰近土壤擊穿,雷電流直接入侵到電纜外皮,進而擊穿外皮,使高壓入侵線路。②雷云對地面放電時,在線路上感應出上千伏的過電壓,擊壞與線路相連的電器設備,通過設備連線侵入通信線路。這種入侵沿通信線路傳播,涉及面廣,危害范圍大。③若通過一條多芯電纜連接不同來源的導線或者多條電纜平行鋪設時,當某一導線被雷電擊中時,會在相鄰的導線感應出過電壓,擊壞低壓電子設備。
(3)地電位反擊電壓
雷擊時強大的雷電流經過引下線和接地體泄人大地,在接地體附近放射型的電位分布,若有連接電子設備的其他接地體靠近時,即產生高壓地電位反擊,反擊電壓可高達數萬伏。
3 綜合防雷措施
無論雷電通過哪種形式、哪種途徑入侵,都會使建筑物內部設備,尤其是電子設備及計算機系統受到不同程度的損壞,甚至造成信息系統癱瘓 因此,任何單一的防護措施,其防護效果都是有限的建筑物必須對雷電電磁脈沖采取綜合防護措施,這些防護措施和技術可概括為兩個部分(外部防護、內部防護)或稱綜合防雷六要素:接閃、分流、屏蔽、均壓(等電位連接)、線路布置、接地。不同部分和各項技術都有其重要作用,相互之間緊密,不能將它們割裂開來,也不存在替代性。
3.1 外部防雷裝置
外部防雷裝置(即傳統的常規避雷裝置)由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器有三種形式:避雷針、避雷帶和避雷網,它位于建筑物的頂部,其作用是引霄或截獲閃電,避免或預防雷電直接擊在建筑物或屋面其它物體上;引下線,與接閃器連接,下與接地裝置相聯,其作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置;接地裝置位于地下一 定深度之處,它的作用是將雷電流順利流散到大地中。
3.2 內部防雷裝置
內部防雷裝置的作用是減少建筑物內的雷電流和所產生的電磁效應以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。除外部防雷裝置外,所有為達到此目的所采用的設施、手段和措施均為內部防雷裝置,它包括等電位連接設施(物)、屏蔽設施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。
3.3 現代綜合防雷的主要技術措施
(1)*道防線是攔截直擊雷 、有效的方法仍然是避雷針(避雷帶、避雷網)法。盡管避雷針對于電子信息設備有很多負作用,對其應抱趨利避害的積極穩妥的態度,采取有效的技術措施予以抑制。
(2)屏蔽是防止任何形式電磁干擾的基本手段之一。屏蔽技術的實施是用金屬網、箔、殼、管等導體把需要保護的對象包圍起來,阻隔雷電的脈沖電磁場從空間入侵的通道,阻擋和衰減施加在電子設備上的電磁干擾和過電壓能量。屏蔽措施有建筑物屏蔽、設備屏蔽和各種線纜及管道的屏蔽。應根據防雷分區和設備的要求將建筑物做成全屏蔽(外部屏蔽)、部分屏蔽、局部屏蔽或管線屏蔽,使雷擊時的電磁場層層衰減。其中將建筑物外部(外墻)進行全屏蔽構成籠式防雷是zui安全可靠的設計方案,而重要的微電子設備、機房等位置宜設置在整幢建筑的中心部位、深部或下部。屏蔽的效果首先取決于初級屏蔽的衰減程度,其次取決于屏蔽層對于入射電磁波的反射損耗和吸收損耗程度。
(3)均壓也稱電位均衡連接(簡稱等電位連接)。就是把所有導體相互作良好的導電性連接,并與接地系統連通。其中非帶電導體直接用導線連接,帶電導體通過避雷器連接。其本質是由可靠的接地系統、等電位連接用的金屬導線、等電位連接器(即避雷器、)和所有導體組成一個電位補償系統。該電位補償系統的作用,一是為雷電流提供低阻抗的連續通道,使其迅速導人大地泄放。二是使系統各部分不產生足以致損的電位差。即在瞬態現象存在的極短時間里,通過這個電位補償系統可以迅速地在被保護系統所處區域內的所有導電部件之間建立起五個等電位區域。這個區域相對于外界可能存在著數十千伏的電位差。重要的是在需要保護的系統所處區域內部,所有導電部件之間不能存在顯著的電位差,從而達到保護設備和人身安全的目的。
(4)分流指引下線對分流效果的影響。引下線的粗細和數量直接影響分流效果,引下線多,每根引下線通過的雷電流就小,其感應范圍就小。引下線相互之間的距離不應小于規范中的規定。當建筑物很高,引下線很長時,應在建筑物的中間部位增加均壓環,以減小引下線的電感電壓降。這不僅可以分流,而且還可以降低反擊電壓。
(5)接地是分流和泄放直擊雷和雷電電磁*量的zui有效的手段之一,也是電位均衡的基礎目的是使雷電流通過低阻抗接地系統向大地泄放。從而保護建筑物、人員和設備的安全。沒有良好的接地系統或者接地不良的避雷設施會成為引雷入室的禍患。如果避雷裝置接地不好,還會提供雷電電磁脈沖對電氣和電子設備產生電感性、電容性耦合干擾的機會。
4 結束語
現代防雷技術強調的是防護,綜合治理、層層設防,把智能建筑的防雷看作一個系統工程,防雷設計者對建筑物的防雷要求要有全面的了解,對雷電的干擾途徑及其解耦辦法須遵守多級分級(類)保護原則,采取多層與多類防護措施相結合的綜合防護措施。隨著智能化建筑的不斷發展,綜合防雷技術在智能建筑中的應用也將更加廣泛。
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