智能化小區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)

張曉潔 龔志東 劉方

摘 要：伴隨著建筑行業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能化小區(qū)也越來(lái)越多，為了小區(qū)業(yè)主的安全及出入便捷，誕生了門(mén)禁系統(tǒng)，現(xiàn)在門(mén)禁系統(tǒng)已被廣泛的應(yīng)用在人們的日常生活中，成為了人們生活中不可或缺的一部分，但是，因雷擊導(dǎo)致門(mén)禁系統(tǒng)失靈的事故屢有發(fā)生，給小區(qū)業(yè)主帶來(lái)極大不便，所以門(mén)禁系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)也成為了人們所關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)，文章就雷電如何產(chǎn)生、如何破壞門(mén)禁系統(tǒng)以及我們?nèi)绾尾扇〈胧╊A(yù)防此類(lèi)事故的發(fā)生做一個(gè)簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞：智能化小區(qū)；門(mén)禁系統(tǒng)；雷電

1 概述雷電及雷電災(zāi)害

雷電是雷雨云之間或云地之間產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。雷暴云是閃電的主要產(chǎn)生源，當(dāng)雷暴云中部分區(qū)域積累了足夠強(qiáng)的正（負(fù)）電荷，使得空間或地面某處的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到了擊穿大氣的值，則產(chǎn)生了雷擊。在30000℃的溫度下，一束閃電其電流的能量能夠把大多數(shù)的金屬燒出一個(gè)洞，或把一棵堅(jiān)固的樹(shù)干粉碎成數(shù)千塊碎片。雷電有直擊雷、球形雷、電磁脈沖以及云閃這四種。雷電的破壞作用主要是雷電流引起的，它能引起人員的傷亡，建筑物的損壞，能夠?qū)﹄娏?、電訊等其他設(shè)備造成損壞。雷電的危害基本上可分為三種類(lèi)型：一是直擊雷的作用，即雷電直接擊在建筑物或設(shè)備上發(fā)生的強(qiáng)加熱效應(yīng)作用和電動(dòng)力作用，造成人畜傷亡以及引起爆炸、著火；二是雷電的二次作用，即雷電流產(chǎn)生的靜電感應(yīng)作用和電動(dòng)力作用；三是雷電對(duì)架空線路或金屬管道的作用，所產(chǎn)生的雷電波可能沿著這些金屬導(dǎo)體、管路，特別是沿天線或架空電線將高電位引入室內(nèi)造成反擊。因雷電流產(chǎn)生的靜電感應(yīng)作用、電磁感應(yīng)作用和雷電波浸入作用使得大量的電子設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遭到破壞，這些對(duì)于今天智能化網(wǎng)絡(luò)化的社會(huì)帶來(lái)了非常大的危害，也為雷電的防護(hù)提出了許多新的問(wèn)題。

2 門(mén)禁系統(tǒng)防雷措施現(xiàn)狀

根據(jù)資料顯示，目前市場(chǎng)上大部分可視電話門(mén)禁系統(tǒng)電源的額定電壓為220V，交流峰值或合成電壓為190～250V，抗電強(qiáng)度的試驗(yàn)電壓為1.5kV。這些只能滿足電路系統(tǒng)突發(fā)變化的要求，但不能抵抗雷電瞬時(shí)強(qiáng)電壓和強(qiáng)電流的攻擊。隨著防雷規(guī)范的不斷完善，目前大多數(shù)的小區(qū)建筑物都安裝了防雷裝置，并通過(guò)了氣象部門(mén)的驗(yàn)收，但是因?yàn)殚T(mén)禁系統(tǒng)特殊的地理位置以及規(guī)范的局限性，大多數(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)都未安裝防雷裝置，所以一旦電源線路或信號(hào)線路遭到雷擊，強(qiáng)大的雷電流使得系統(tǒng)遭到損壞，門(mén)禁系統(tǒng)失靈，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 門(mén)禁系統(tǒng)的特點(diǎn)以及遭受雷擊的途徑

目前市場(chǎng)上用的最多的還是可視電話門(mén)禁系統(tǒng)，由硬件模塊、感應(yīng)卡發(fā)卡管理器（每系統(tǒng)配一臺(tái)）、感應(yīng)卡（住戶人手一卡）、門(mén)禁管理軟件及電腦五個(gè)部分組成，感應(yīng)卡門(mén)禁模塊（硬件）與樓宇可視，對(duì)講等功能組合在一起組成為小區(qū)智能化管理系統(tǒng)。這些設(shè)備具有高密度、低電壓等特點(diǎn)，對(duì)于雷電過(guò)電壓、電磁輻射等電磁干擾非常敏感，極易遭受危害。門(mén)禁系統(tǒng)遭受雷擊主要有以下幾個(gè)途徑：（1）閃電電涌侵入，安裝于小區(qū)的門(mén)禁系統(tǒng)都在室外，在布線時(shí)，電源線、信號(hào)線不可避免的要從室外走線，當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，強(qiáng)大的雷電流沿著電源線、信號(hào)線進(jìn)入，導(dǎo)致設(shè)備被損壞，在雷暴天氣的時(shí)候經(jīng)常整個(gè)系統(tǒng)癱瘓；（2）閃電電磁感應(yīng)侵入，當(dāng)附近區(qū)域發(fā)生雷擊時(shí)，雷電流迅速變化產(chǎn)生瞬變的強(qiáng)電磁場(chǎng)，使金屬部件上感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生火花放電，元件被損壞。

4 門(mén)禁系統(tǒng)的防雷措施

現(xiàn)代防雷系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的防雷系統(tǒng)，在具體的設(shè)計(jì)施工中，應(yīng)綜合運(yùn)用接閃、接地、等電位連接、屏蔽等防雷技術(shù)，全面的考慮各個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題，現(xiàn)代防雷的理論和時(shí)間證明，雷電波入侵室內(nèi)，并對(duì)用電設(shè)備造成損壞，70%以上是由電源線路引起的，因此在門(mén)禁系統(tǒng)中，電源系統(tǒng)雷電防護(hù)措施必須嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2012、《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010的要求，在電源線路上安裝電涌保護(hù)器SPD對(duì)電源線路上的用電設(shè)備進(jìn)行防護(hù)。

由于雷電過(guò)電壓可能沿電源線侵入，也可能沿信號(hào)線或天饋線侵入，因此安裝在不同系統(tǒng)中的SPD必須滿足不同系統(tǒng)的特殊要求。根據(jù)門(mén)禁系統(tǒng)的重要性和使用性質(zhì)，由《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2012可知，根據(jù)門(mén)禁系統(tǒng)雷電防護(hù)級(jí)別，按照相關(guān)參數(shù)要求配置相應(yīng)級(jí)別的電源線路的防護(hù)措施以達(dá)到多級(jí)防護(hù)的目的，從變電所引至控制室的電源總配電箱處應(yīng)安裝Ⅰ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器，電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平值應(yīng)小于或等于2.5KA，沖擊電流值大于或等于12.5KA（10/350μs），從控制室引至各單元樓的門(mén)禁系統(tǒng)電源箱處安裝Ⅱ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器，Ⅱ級(jí)電涌保護(hù)器標(biāo)稱(chēng)放電電流In應(yīng)大于20KA （8/20μs）。在控制室的通訊接口處應(yīng)安裝適配的信號(hào)線路浪涌保護(hù)器，根據(jù)單元樓門(mén)禁系統(tǒng)通訊線路的工作頻率、傳輸速率、傳輸帶寬、工作電壓、接口形式和特性阻抗等參數(shù)應(yīng)選用插入損耗小、分布電容小、并與縱向平衡、近端串?dāng)_指標(biāo)適配的浪涌保護(hù)器?？傊槍?duì)門(mén)禁系統(tǒng)雷電電磁脈沖的防護(hù)著重落實(shí)到以下兩個(gè)方面：（1）在其供電線路上并接安裝相應(yīng)的電源電涌保護(hù)器SPD（交流或直流）；（2）在信號(hào)傳輸線上串接安裝適配的控制線信號(hào)電涌保護(hù)器SPD，如圖所示。

門(mén)禁系統(tǒng)電壓保護(hù)器SPD安裝示意圖

除了電源系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)的防雷，做好門(mén)禁系統(tǒng)的接地和等電位連接也是整個(gè)防雷系統(tǒng)必不可少的兩個(gè)環(huán)節(jié)。在控制室，設(shè)置S型等電位連接網(wǎng)絡(luò)，并將接地基準(zhǔn)點(diǎn)連接到共用接地系統(tǒng)中。門(mén)禁系統(tǒng)的配電箱應(yīng)可靠接地，接地電阻值不得大于1歐姆，如果大于1歐姆，應(yīng)增加接地裝置使其電阻值符合要求。在門(mén)禁系統(tǒng)布線的時(shí)候，一定要強(qiáng)弱電分離，所有的線路穿金屬管布線并做好等電位連接，增強(qiáng)線路的屏蔽性能，減少閃電感應(yīng)的影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展，通過(guò)控制人員出入保障建筑物內(nèi)人員和設(shè)備安全的門(mén)禁系統(tǒng)將越來(lái)越多的出現(xiàn)在人們的生活中，其重要性也愈加體現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于雷電帶來(lái)的雷擊損壞設(shè)備的事故，只要我們科學(xué)的認(rèn)識(shí)雷電危害的途徑和方式，采取有效措施進(jìn)行預(yù)防，將很大程度上減少雷電帶來(lái)的雷擊事故，門(mén)禁系統(tǒng)將更好的為我們生活安全提供重要保障。

參考文獻(xiàn)

[1]梅衛(wèi)群，江燕如.建筑防雷工程與設(shè)計(jì)[M].氣象出版社，2006.

[2]GB 50057-2010.建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB 50343-2012.建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范[S].

作者簡(jiǎn)介：張曉潔（1985-），女，漢族，江蘇太倉(cāng)市人，本科生，主要研究方向：雷電防護(hù)工程。