1． 引言

信息技術的日益發(fā)展和普及促使建筑物不斷地向智能化興建和發(fā)展。建筑物智能化在我國自90年代以來，得到了蓬勃的發(fā)展。尤其是近5年，智能建筑技術在國內幾乎所有的高層建筑上得到了極為廣泛的應用。但由于我國建筑物智能化系統(tǒng)的研究和發(fā)展的時間較短，起點較低，所以我國的智能建筑普遍存在著絕緣強度低，過電壓和過電流耐受能力差，對雷電引起的外部侵入造成的電磁干擾敏感等弱點，尤其是抗雷擊電涌能力差。如不加以有效防范，無法保證智能化系統(tǒng)及設備的正常運行。國內許多資料均反映了由于未重視建筑物內部防雷擊電涌保護，引發(fā)了許多重要建筑物內中央計算主機、微機、程控交換機及各終端接口故障，造成了許多重大損失。所以，目前關于智能建筑的雷擊電涌保護可靠性及安全運行問題，已成為人們關注的熱點。

據(jù)統(tǒng)計，到2002年底現(xiàn)有智能建筑中，有約80%以上是按國家標準1994年版《建筑防雷設計規(guī)范》來作為設計規(guī)范的，該規(guī)范已不能較好的滿足信息時代對建筑安全防雷設計技術的要求。所以，2000年國家對原1994年版標準作了較大的修訂。但由于現(xiàn)有許多智能建筑仍是按1994年規(guī)范設計已建成的。所以，對這些建筑增強其防雷擊電涌保護就成了很重要的課題。本文僅針對此點作一些研討。

2． 雷擊電涌保護基本概念

2． 1防雷區(qū)（LPZ）概念

防雷區(qū)（LPZ）概念首先在1992年國際防雷會議上提出，LPZ根據(jù)由外及內雷電解量大小分為4個區(qū)。在LPZ區(qū)概念中，最需要注意的是LPZOB區(qū)，它指的是在避雷保護范圍內，但裸露在建筑外任何屏蔽區(qū)域（如窗戶），這個區(qū)的電氣設備是最易遭受雷電波侵入的。

2．2雷電電磁脈沖及電磁干擾概念

雷電電磁脈中（Lightning Eiectromagneticmp use，縮定LEMP）是雷電產生的暫態(tài)過電壓、過電流物理量的總稱，這些物理量產生的現(xiàn)象即為電涌（Surge）。這些概念屬于基礎概念，在本討論中，需要重點指出的是，電涌來源除上述的來自外部的電涌外，還有來自于建筑內部的電涌，如空調機、電梯等電感負載在斷路過程中產生的暫態(tài)電壓等，這類來自內部因素的電涌不適用于防雷擊電涌保護，應作另行處理。

3． 雷擊電涌保護措施

建筑物防雷擊電涌保護措施有屏蔽、接地等電位連接、泄流、鉗壓等具體措施。這些措施中，我們應重點注意如下問題：

3．1屏蔽措施

屏蔽有電場屏蔽和磁屏蔽二類，應按不同的施行方法處理。依室內不同系統(tǒng)及設備要求采用相應的具體屏蔽方法，信息系統(tǒng)相關設備應必須且僅安裝在經屏蔽處理后的安全空間內。

3．2等電位連接措施

雷電暫態(tài)過電流在流經路徑上引起暫態(tài)電壓升高，極易引起雷崩式擊穿放電，危害極大。所以，我們在電磁干擾強度不同的二毗鄰的防雷區(qū)（LPZ）交接面處應特別注意等電位連接，使之彼此之間電位盡量維持在地電位水平。這個問題在國內的智能化建筑物系統(tǒng)中比較突出，應引起特別注意。

3．3綜合保護措施的應用：

現(xiàn)有國際上和國內是新的防雷擊電涌保護理論，都提出了沒有信息系統(tǒng)的建筑物應采用內部綜合保護的設計思想，即屏蔽、接地等電位連接、泄流、鉗壓諸措施配合運用。綜合保護措施采用共用接地系統(tǒng)，在不同防雷區(qū)界面和信息系統(tǒng)所需特定位置設置電涌保護器（SPD），則整個系統(tǒng)可實現(xiàn)暫態(tài)共地，再配合等電位連接措施，從而可以有效抑制雷電電磁脈沖侵擾，保護了建筑物內部弱電電氣設備和人體安全。

4． 建筑物智能化系統(tǒng)防雷擊電涌保護實例

我公司（浙江省公路運務公司）大樓在1997年安裝了256門的NEC公司的NEAX-7400-M100型程控交換機。該系統(tǒng)的防雷擊電涌保護設置的使用和以后的改進，在對類似的建筑物智能化系統(tǒng)防雷擊電涌保護措施的改進中，相信可以起到一定的借鑒作用。

　4．1原系統(tǒng)雷擊電涌故障狀況和后果

　?。?） 故障現(xiàn)象之一是端口故障，在雷雨季節(jié)經常發(fā)生。中繼板和計算機端口一燒壞，則整個大廈的通信系統(tǒng)就處于故障狀態(tài)。該問題雖經制造廠商多次維修，并未能解決或減少故障。

　?。?） 故障現(xiàn)象之二是雷擊電涌造成的整個系統(tǒng)故障。該種故障在系統(tǒng)雷擊電涌保護措施改進前也經常發(fā)生。最嚴重的一次發(fā)生在99年8月16日，該次雷擊電涌不光造成了端口故障，也造成了計算機主機計費板、多功能卡、中斷板等損壞，整個大廈的通信系統(tǒng)就完全癱瘓，后果嚴重。該次故障發(fā)生后，我們感到必須對系統(tǒng)雷擊電涌保護設施予以改進。

4．2系統(tǒng)雷擊電涌故障原因分析及改進措施

依據(jù)本文第二段所述內容，我們對系統(tǒng)在屏蔽、接地、等電位連接、泄流、鉗壓五個方面逐項進行了檢查和分析，發(fā)現(xiàn)問題主要是等電位連接問題。本系統(tǒng)的程控交換主機和計算機主機根據(jù)制造廠家要求分別設定了接地系統(tǒng)。經檢測，二個接地系統(tǒng)的接地電阻分別為1.9Ω和2.3Ω，均符合規(guī)范（接地電阻<5Ω）要求。雖然這是制造廠家的要求，實際檢測結果也符合制造廠家的要求，但根據(jù)上述討論可以看出這明顯不符合等電位連接的理論。

在分析之后，我們采取了三個措施。措施之一是將二個接地系統(tǒng)互相連接，使計算機主機和程控交換機形成等電位連接。措施之二是在電源則加裝雷電保護器（型號為16DT）。措施之三是加裝光電隔離器（型號為RS232/TTL），該隔離器采用了高速光電隔離技術，內置15KV靜電保護器，可有效地預防地不平衡引起的串口損壞和高壓雷電電涌產生的靜電擊穿。圖示如下：

　　

　　

4．3改進的結果和啟示

上述系統(tǒng)在改進后，近四年來，經過許多次的雷電沖擊考驗，原有的故障一次也沒有發(fā)生。這說明，該系統(tǒng)故障原因的分析和采取的措施是正確的，建筑物智能化系統(tǒng)在防雷擊電涌方面的能力有了可靠的保證。

　　經過該實例，我們可以看到，現(xiàn)有的建筑物智能化系統(tǒng)在防雷擊電涌方面，對比最新的理論和規(guī)范存在著一些問題，在實際中也確實存在著各種各樣故障的發(fā)生，但只要針對“屏蔽、接地、等電位連接、泄流、鉗壓”這五個方面因素進行仔細的檢查，并考慮到建筑物智能化系統(tǒng)防雷擊電涌的綜合配置，那么不用花多大的力氣和很大的花費，就可以保證現(xiàn)有建筑智能化系統(tǒng)正常的工作，避免雷擊電涌產生的故障損失的發(fā)生。

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