從以上關(guān)于智能建筑的有關(guān)構(gòu)成中可以看出,智能建筑線纜密布、系統(tǒng)設(shè)備繁多、微電子裝備復(fù)雜,且過電壓防護(hù)能力薄弱,為保證系統(tǒng)、設(shè)備安全正常運(yùn)行,必須采取專門、特殊的措施加以保護(hù),而防雷、接地則是重要必備和有效的保護(hù)措施之一。
直擊雷的防護(hù)系統(tǒng)主要是為了保護(hù)建筑物免受直接雷擊引起火災(zāi)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(gè)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(shè)計(jì)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(duì)被保護(hù)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(duì)于直擊雷重要的一點(diǎn)就是做到均壓,接閃裝置在接閃雷電時(shí),引下線立即產(chǎn)生高電位,會(huì)對(duì)防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導(dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò),并使其電位升高,進(jìn)而對(duì)人員和設(shè)備構(gòu)成危害。為了減少這種閃絡(luò)危險(xiǎn),最簡單的辦法是采用均壓環(huán),將處于地電位的導(dǎo)體等電位連接起來,一直到接地裝置。室內(nèi)的金屬設(shè)施、電氣裝置和電子設(shè)備,如果其與防雷系統(tǒng)的導(dǎo)體,特別是接閃裝置的距離達(dá)不到規(guī)定的安全要求時(shí),則應(yīng)該用較粗的導(dǎo)線把它們與防雷系統(tǒng)進(jìn)行等電位連接。這樣在閃電電流通過時(shí),室內(nèi)的所有設(shè)施立即形成一個(gè)“等電位島”,保證導(dǎo)電部件之間不產(chǎn)生有害的電位差,不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)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(yīng),也就是靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷,由于雷電具有高電位、大沖擊電流、瞬時(shí)性的特點(diǎn),強(qiáng)大的閃電產(chǎn)生靜電場(chǎng)、交變電磁場(chǎng)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(qiáng)大的變電磁場(chǎng)、使周圍的金屬產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流。
隨著微電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用,雷電浪涌是引起人們極大重視的一種雷電危害,同時(shí)其防護(hù)方式也不斷完善。最常見的電子設(shè)備危害不是由于直接雷擊引起的,而是由于雷擊發(fā)生時(shí)在電源和通訊線路中感應(yīng)的電流浪涌引起的。一方面由于電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化,從而造成設(shè)備耐壓、耐過電流的水平下降,對(duì)雷電(包括感應(yīng)雷及操作過電壓浪涌)的承受能力下降,另一方面由于信號(hào)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(duì)弱電設(shè)備的危害主要分為電源浪涌和信號(hào)系統(tǒng)浪涌兩方面。電源浪涌屬于強(qiáng)電的范疇,不在本文討論之中。
信號(hào)系統(tǒng)浪涌電壓的主要來源是感應(yīng)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(hào)的影響,會(huì)使傳輸中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤碼,影響傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和傳輸速率。排除這些干擾將會(huì)改善網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀況。
屏蔽防雷措施的目的是阻擋空間電磁波感應(yīng)、過電壓以及磁場(chǎng)能量侵入被保護(hù)的通信設(shè)備,起到抑制、消除電磁場(chǎng)的干擾和危害。建筑通信機(jī)房時(shí),房屋的六面應(yīng)敷設(shè)金屬屏蔽網(wǎng);進(jìn)出機(jī)房的電力線、信號(hào)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(yīng)進(jìn)行接地,最大限度衰減從各種導(dǎo)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(dòng)化裝置構(gòu)成的控制系統(tǒng)中必須解決好接口信號(hào)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(yùn)行。電源部分可以安裝交流電源隔離變壓器;對(duì)于數(shù)字輸入信號(hào),大部分都利用光電隔離器或者串接各種信號(hào)防雷設(shè)備,也有一些使用脈沖變壓器隔離和運(yùn)算放大器隔離;對(duì)于數(shù)字輸出信號(hào)也是主要采用光電隔離器或者串接各種信號(hào)防雷設(shè)備。對(duì)于模擬量輸入信號(hào),可采用安裝音視頻隔離變壓器、光隔離器等進(jìn)行隔離。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口,可以采用專用的網(wǎng)絡(luò)防雷器,距離較遠(yuǎn)時(shí)可采用光纖進(jìn)行傳輸。
二、結(jié)語
弱電設(shè)備的防雷問題是一個(gè)綜合性的工作,隨著對(duì)雷電認(rèn)識(shí)的深入,越來越多的人利用科學(xué)知識(shí)來減少雷電對(duì)弱電設(shè)備的損壞,防患勝于救災(zāi),多一道防護(hù)就多一層安全。