建筑物智能化系统防雷击电涌保护讨论(一)1．引言信息技术的日益发展和普及促使建筑物不断地向智能化兴建和发展。建筑物智能化在我国自90年代以来，得到了蓬勃的发展。尤其是近5年，智能建筑技术在国内几乎所有的高层建筑上得到了极为广泛的应用。但由于我国建筑物智能化系统的研究和发展的时间较短，起点较低，所以我国的智能建筑普遍存在着绝缘强度低，过电压和过电流耐受能力差，对雷电引起的外部侵入造成的电磁干扰敏感等弱点，尤其是抗雷击电涌能力差。如不加以有效防范，无法保证智能化系统及设备的正常运行。国内许多资料均反映了由于未重视建筑物内部防雷击电涌保护，引发了许多重要建筑物内中央计算主机、微机、程控交换机及各终端接口故障，造成了许多重大损失。所以，目前关于智能建筑的雷击电涌保护可靠性及安全运行问
题
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，已成为人们关注的热点。据统计，到2002年底现有智能建筑中，有约80%以上是按国家标准1994年版《建筑防雷设计
规范
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》来作为设计规范的，该规范已不能较好的满足信息时代对建筑安全防雷设计技术的要求。所以，2000年国家对原1994年版标准作了较大的修订。但由于现有许多智能建筑仍是按1994年规范设计已建成的。所以，对这些建筑增强其防雷击电涌保护就成了很重要的课题。本文仅针对此点作一些研讨。2．雷击电涌保护基本概念2．1防雷区（LPZ）概念防雷区（LPZ）概念首先在1992年国际防雷会议上提出，LPZ根据由外及内雷电解量大小分为4个区。在LPZ区概念中，最需要注意的是LPZOB区，它指的是在避雷保护范围内，但裸露在建筑外任何屏蔽区域（如窗户），这个区的电气设备是最易遭受雷电波侵入的。2．2雷电电磁脉冲及电磁干扰概念雷电电磁脉中（LightningEiectromagneticmpuse，缩定LEMP）是雷电产生的暂态过电压、过电流物理量的总称，这些物理量产生的现象即为电涌（Surge）。这些概念属于基础概念，在本讨论中，需要重点指出的是，电涌来源除上述的来自外部的电涌外，还有来自于建筑内部的电涌，如空调机、电梯等电感负载在断路过程中产生的暂态电压等，这类来自内部因素的电涌不适用于防雷击电涌保护，应作另行处理。3．雷击电涌保护措施建筑物防雷击电涌保护措施有屏蔽、接地等电位连接、泄流、钳压等具体措施。这些措施中，我们应重点注意如下问题：3．1屏蔽措施屏蔽有电场屏蔽和磁屏蔽二类，应按不同的施行方法处理。依室内不同系统及设备要求采用相应的具体屏蔽方法，信息系统相关设备应必须且仅安装在经屏蔽处理后的安全空间内。3．2等电位连接措施雷电暂态过电流在流经路径上引起暂态电压升高，极易引起雷崩式击穿放电，危害极大。所以，我们在电磁干扰强度不同的二毗邻的防雷区（LPZ）交接面处应特别注意等电位连接，使之彼此之间电位尽量维持在地电位水平。这个问题在国内的智能化建筑物系统中比较突出，应引起特别注意。3．3综合保护措施的应用：现有国际上和国内是新的防雷击电涌保护理论，都提出了没有信息系统的建筑物应采用内部综合保护的设计思想，即屏蔽、接地等电位连接、泄流、钳压诸措施配合运用。综合保护措施采用共用接地系统，在不同防雷区界面和信息系统所需特定位置设置电涌保护器（SPD），则整个系统可实现暂态共地，再配合等电位连接措施，从而可以有效抑制雷电电磁脉冲侵扰，保护了建筑物内部弱电电气设备和人体安全。4．建筑物智能化系统防雷击电涌保护实例我公司（浙江省公路运务公司）大楼在1997年安装了256门的NEC公司的NEAX-7400-M100型程控交换机。该系统的防雷击电涌保护设置的使用和以后的改进，在对类似的建筑物智能化系统防雷击电涌保护措施的改进中，相信可以起到一定的借鉴作用。4．1原系统雷击电涌故障状况和后果（1）故障现象之一是端口故障，在雷雨季节经常发生。中继板和计算机端口一烧坏，则整个大厦的通信系统就处于故障状态。该问题虽经制造厂商多次维修，并未能解决或减少故障。（2）故障现象之二是雷击电涌造成的整个系统故障。该种故障在系统雷击电涌保护措施改进前也经常发生。最严重的一次发生在99年8月日，该次雷击电涌不光造成了端口故障，也造成了计算机主机计费板、多功能卡、中断板等损坏，整个大厦的通信系统就完全瘫痪，后果严重。该次故障发生后，我们感到必须对系统雷击电涌保护设施予以改进。4．2系统雷击电涌故障原因
分析
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及改进措施依据本文第二段所述内容，我们对系统在屏蔽、接地、等电位连接、泄流、钳压五个方面逐项进行了检查和分析，发现问题主要是等电位连接问题。本系统的程控交换主机和计算机主机根据制造厂家要求分别设定了接地系统。经检测，二个接地系统的接地电阻分别为1.9Ω和2.3Ω，均符合规范（接地电阻<5Ω）要求。虽然这是制造厂家的要求，实际检测结果也符合制造厂家的要求，但根据上述讨论可以看出这明显不符合等电位连接的理论。
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