現(xiàn)代智能大廈綜合防雷措施淺析

邱 洋，于偉娟，劉 林

1.許昌市氣象局，河南 許昌 461000

2.信陽市氣象局，河南 信陽 464000

0 引言

許昌市位于河南省中部，北距鄭州80km，改革開放以來，許昌市始終堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心，以加快發(fā)展為主題，綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)，社會事業(yè)全面發(fā)展。一個欣欣向榮、充滿活力的許昌正在崛起。近年來，智能大廈建筑如雨后春筍般迅速發(fā)展，在其內(nèi)部密布著眾多的電子設(shè)備和各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，雷電是其主要干擾源之一，由雷災(zāi)引發(fā)的各種災(zāi)害和事故呈現(xiàn)上升的趨勢，如何對建筑物進(jìn)行安全有效的防護(hù)，降低雷電的危害程度和雷災(zāi)損失，一直是國內(nèi)外研究學(xué)者和工程技術(shù)人員共同關(guān)注的重大問題。

1 智能大廈的集成系統(tǒng)及防雷設(shè)計(jì)理念

1.1 智能大廈的體系

當(dāng)前國際標(biāo)準(zhǔn)（IEC）對防雷分區(qū)劃分（內(nèi)部防護(hù)和外部防護(hù)）的方法和國家標(biāo)準(zhǔn)對防雷分類（直擊雷、感應(yīng)雷和防止雷電波侵入）的方法對智能建筑系統(tǒng)防雷進(jìn)行科學(xué)劃分。根據(jù)防雷的設(shè)計(jì)，我們將智能大廈分為以下幾個體系：建筑物外部防雷；電源系統(tǒng)防雷；電視監(jiān)控系統(tǒng)防雷；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷；電話通信系統(tǒng)防雷；火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)防雷；安全門禁一卡通防雷；有線電視防雷；天饋系統(tǒng)防雷；光纖系統(tǒng)防雷。

1.2 智能大廈防雷設(shè)計(jì)理念

現(xiàn)代防雷技術(shù)主要通過接閃、分流、接地、等電位連接、屏蔽、安裝SPD等方式對建筑物進(jìn)行防護(hù)，智能大廈作為科技含量較高的建筑物，包含各種集成系統(tǒng)，它的雷電防護(hù)措施應(yīng)是一個全方位、立體型的綜合設(shè)計(jì)方案，主要解決防雷分區(qū)保護(hù)和雷電通道以及接地的問題，作為現(xiàn)代防雷的主要措施，在建筑物的弱電系統(tǒng)上加裝SPD已經(jīng)成為現(xiàn)在防雷的重要的一環(huán)，但必須強(qiáng)調(diào)的是防雷是一個系統(tǒng)的工程，需要上面的6大基本措施的相互配合，緊密協(xié)作才能真正得到防護(hù)的效果。

2 智能大廈外部防雷措施

2.1 避雷針

智能大廈外部防雷設(shè)施不僅要求具有良好的防雷效果，并且對避雷針的外觀也有很高的要求，避雷針與大廈整體建筑風(fēng)格應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，且美觀，甚至成為大廈引人注目的亮點(diǎn)。

2.2 避雷帶和避雷網(wǎng)

根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，避雷帶可采用圓鋼或扁鋼制成，其材料應(yīng)符合以下要求：圓鋼直徑不小于8mm ，扁鋼截面積不小于48mm2，厚度不小于4mm。避雷帶可沿建筑物四周女兒墻上敷設(shè)，并與避雷針、引下線、天面電磁屏蔽網(wǎng)做良好的。引下線應(yīng)采用圓鋼或扁鋼制成，優(yōu)先選用圓鋼。

3 電源系統(tǒng)的防雷防護(hù)措施

IEC中電源系統(tǒng)的防護(hù)要求采取分級防護(hù)的措施，一般來說電源系統(tǒng)分為3級進(jìn)行防護(hù)。但是現(xiàn)在智能大廈的弱電設(shè)備很多，對通過輸電線路進(jìn)來的電流極其敏感。所以智能大廈的很多設(shè)備采取了4到5級的精細(xì)防護(hù)。

4 電視監(jiān)控系統(tǒng)防雷

電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）的防雷保護(hù)比較復(fù)雜，首先需要明確監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及雷電可能的侵入途徑，尤其是雷擊損壞較為嚴(yán)重的室外監(jiān)控設(shè)備，在分析其損壞原因的基礎(chǔ)上，以及研究和探討信號、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等，方可以正確選擇和使用監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的防雷保護(hù)裝置。

4.1 前端設(shè)備的防雷

1）有室外和室內(nèi)安裝兩種情況，安裝在室內(nèi)的設(shè)備一般不會遭受直接雷擊，但需考慮防止雷電前端設(shè)備過電壓對設(shè)備的侵害，比如安裝在地下停車場等的攝像機(jī)等。

2）為防止電磁感應(yīng)，沿桿引上攝像機(jī)的電源線和信號線穿金屬管屏蔽。為防止雷電波沿線路侵入前端設(shè)備，應(yīng)在設(shè)備前的每條線路上加裝匹配的避雷器，如電源（220V或DC24V）、視頻線、信號線和云臺控制線。因此，可以選擇“三合一”或者“二合一”的監(jiān)控?cái)z像機(jī)多功能電涌保護(hù)器。

4.2 傳輸線路的防雷

1） CATV系統(tǒng)主要是傳輸信號線和電源線。室外攝像機(jī)的電源可從終端設(shè)備處引入，也可從監(jiān)視點(diǎn)附近的電源引入。控制信號傳輸線和報(bào)警信號傳輸線一般選用芯屏蔽軟線，架設(shè)在前端與終端之間。

2） 采用通信管道或架空方式時，應(yīng)注意傳輸線纜與其它線路的最小間距和與其它線路共桿架設(shè)的最小垂直間距。

4.3 終端設(shè)備的防雷

1）在CCTV系統(tǒng)中，監(jiān)控室的防雷尤為重要，應(yīng)從直擊雷防護(hù)、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護(hù)多方面進(jìn)行。

2）與硬盤錄像機(jī)等連接且布線經(jīng)過室外的信號線路主要為視頻信號傳輸線及云臺控制線，因此對于硬盤攝像機(jī)的信號保護(hù)，需要在由外面進(jìn)入中心監(jiān)控機(jī)房的線路接入設(shè)備之前，安裝對應(yīng)的浪涌保護(hù)器。

5 電話通信系統(tǒng)防雷

電話通信系統(tǒng)（TCS）的功能主要有語音通信、數(shù)據(jù)通信、圖形圖像通信。根據(jù)電話外線的數(shù)目安裝一定數(shù)目的電話通訊防雷器，主要主要的就是電話的接口和保護(hù)的線路的數(shù)目。

6 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)防雷

火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)一般使用RS232數(shù)據(jù)控制線，從安全性和成本考慮，通常只需要在主機(jī)的數(shù)據(jù)采集端安裝數(shù)據(jù)信號浪涌保護(hù)器，而無須在感煙探測器、感溫探測器探頭處安裝數(shù)據(jù)信號浪涌保護(hù)器。

7 有線電視防雷

對于衛(wèi)星通信（VSTV）、有線電視（CATV）、衛(wèi)星電視（SATV）等系統(tǒng)，其衛(wèi)星天線一般安裝在建筑物天面，如衛(wèi)星天線未在建筑物防直擊雷避雷針、帶的保護(hù)范圍之內(nèi)，需要增加接閃器作保護(hù)，如在建筑物防直擊雷避雷針、帶的保護(hù)范圍之內(nèi)，只需要將天線饋線等外設(shè)線路穿金屬管屏蔽，外端連接避雷帶、天線支架或者引下線，內(nèi)端連接機(jī)房接地匯流排或者建筑物柱內(nèi)鋼筋即可起到良好的雷電防護(hù)作用。

8 光纖網(wǎng)絡(luò)防雷

隨著光纖通信技術(shù)的迅速發(fā)展，在加緊建設(shè)光纖通信的同時，光纜的防強(qiáng)電、防雷電問題已經(jīng)引起了有關(guān)方面極大的重視，進(jìn)行了不同程度的研究，并提出兩種不同的防護(hù)措施。

1）第一種防護(hù)措施，是在光纜接頭處將纜內(nèi)金屬構(gòu)件在接頭處前后斷開，不作電氣連接和接地處理，且在直埋光纜的上方設(shè)置屏蔽線。第二種防護(hù)措施，是在光纜接頭處將纜內(nèi)金屬構(gòu)件作電氣連通，并作接地處理，在直埋光纜的上方不設(shè)屏蔽線。

2）在地理地質(zhì)狀況不是很好的地方，要埋設(shè)一組合格的地線是十分困難的，采用第一種防護(hù)措施，光纜接頭處不接地，可以減少很多接地裝置，從而可大大減少工程費(fèi)用和維護(hù)工作量。另外，光纜接頭處纜內(nèi)金屬構(gòu)件不連通，相當(dāng)于加了分割波波器，限制了感應(yīng)縱電動勢在光纜中長距離的積累。

3）光纜線路一般均為直埋光纜，大多都是在距公路較近地址埋設(shè)，部分架在明線桿路上，并都與高壓輸電線、交流電氣鐵道、地面各種建筑物形成了相互合理的關(guān)系，保持有一定間隔距離，并在線路上采取了相應(yīng)的防護(hù)措施。

[1]國家標(biāo)準(zhǔn)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-94,2000.

[2]建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范 GB50343-2004.

[3]建筑物防雷設(shè)計(jì)安裝99D562.北京:中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究所出版.