关于智能建筑中防雷设计的讨论论文

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1、关于智能建筑中防雷设计的讨论论文摘要：本文扼要说明了传统防雷局限性以及智能建筑对防雷的要求，根据IEC的标准，论述在智能建筑中应采取相应的防雷措施，防止雷电的侵害。关键词：智能建筑直击雷感应雷击避雷针防雷保护区一、前言在智能建筑中，系统内的电子设备的数量和规模不断扩大，大量采用计算机技术，而电子计算机、微处理器以及其他电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低，过电压耐受能力差的弱点.freel范围内都可能产生危险过电压,损坏电路上的设备。据统计：在整个瞬变脉冲事故中雷击产生过电压约占20℅左右。感应雷击其主要危害有：(1)在雷云出现

2、后，雷云下的建筑物由于静电感应作用而带上大量相反电荷，雷击过后，雷云所带的电荷与地很快中和，而地上某些局部上的感应电荷，由于与大地间电阻较大，而且不能在同样短的时间内相互消失，形成了局部地区高的感应电压，该电压达数十千伏至数百千伏，这样高的的电压可使接地不良的电气系统遭受破坏。根据《建筑物防雷设计规范GB50057-94》中的公式，防雷装置地上高度hx处的电位：式中UR雷电流流过防雷装置时接地装置上的电阻电压降（kV）；UL雷电流流过防雷装置时引下线的电感电压降（kV）；I雷电流幅值；二类防雷建筑取100kA；RI冲击接地电

3、阻，对于采用共用接地极的建筑，一般取其等于1(Ω)；L0引下线的单位长度电感，取其等于1.5μH/m；di/dt雷电流徒度（kA/μs）。对于一个30m高的二类建筑，经计算：由此可见，仅接地装置上的电位升高100kV，30m高度的电位就达775kV，也正是由于高电位引入、反击、感应、耦合等二次效应，对电气设备及人员危害极大。(2)雷电产生电磁感应的破坏。由于雷电有极大的峰值和徒度，在其周围形成强大的变化的电磁场，处在变化电磁场中的导体会感应出较大的电压，该电压由导线可传至较远电气设备。根据美国A/D报告研究表明：当电磁感应强

4、度B为0.03GS时，计算机会产生误动作，当B为2.4GS时，计算机芯片会产生永久性损坏。式中B电磁感应强度（GS）；I雷电流幅值（kA）；r雷击半径(m)；P发生雷击电流I值的概率。故可以算出：电子设备误动作概率为：P=93.6℅,电子设备产生永久性损坏概率为：P=60℅。(4)雷电产生地电位反击的破坏。智能建筑内计算机及微电子设备均要求有“干净”的地，如果在建筑不同接地系统被泄入雷电流时，引起电位不均，高电位的地会反击地电位的地，导致电气设备损坏。三、防雷保护区域的划分针对信息系统的防雷特殊性，作为防雷标准IEC-102

5、4-1标准的补充，1995年IEC出版了1312-1标准。对防雷保护区域进行了划分，一个欲保护的区域，从电磁兼容(EMC)的观点来看，由外到内可分为几级保护区，（图1所示）最外层是LPZ0区—雷闪电磁场原区。在该区域内雷闪电磁场未产生衰减。雷闪电磁场按大气状态下自然分布。在该区域又分为LPZOA和LPZOB两个区域。图1建筑物防雷区域（LPZ）的划分LPZOA区是直接雷击区域，在该区域内各物体都可能受到直接雷击，产生全雷电流，雷闪电磁场未产生衰减，从防雷保护角度看，该区域属于保护以外区域。LPZOB区是不受直接雷击区域，在该

6、区域内各物体不可能受到直接雷击，但雷闪电磁场未产生衰减，该区域受防雷装置保护。LPZ1区是不受直接雷击区域，在该区域内各物体不可能受到直接雷击，在该区域内，所有导体上的雷电流比LPZOB区减少，其减少程度取决于屏蔽措施和等电位联结做法。如果需要进一步减少雷电流和雷闪电磁场，应按需要保护系统的要求，选择后续防雷区域（LPZ2、3、4……）。四、智能建筑中的防雷措施防雷工程通常分为直击雷和感应雷两部分。直击雷防御系统是捕捉雷电闪击保护建筑物及设备。感应雷防御系统是为了降低雷击时的冲击电位差和电磁脉冲。传统的防雷技术一般是在建筑物

7、屋面装设接闪器，由接闪器和引下线将雷电流导入接地极，流向大地，并在电网中加装避雷器等防雷措施，采用这些措施，虽然可以有效防止直击雷和消弱电压波的强度，减少雷击的破坏程度，但这些措施并不能完全消除电网中的又雷击引起的暂态过电压，感应雷电脉冲一般都在千伏以上，普通的电气设备一般可允许闪电脉冲电压6000V,但对于计算机设备，其信号电压很低，一般只有100V左右，最小仅有10V左右，当其闪电脉冲电压为在几十伏或到几百伏就会见计算机损坏。IEC标准根据雷电日雷电日将地区雷电级别分为3级。（1）Q1级：此级别雷电日不超过25天，可不设

8、置雷电过电压保护。（2）AQ2级：此级别雷电日超过25天，应考虑是否设置架空线路引入的感应雷电过电压保护。（3）AQ3级：同上，但还应考虑架空线路引入的直接雷击的过电压保护。1．对电源系统和信息系统分级保护一般电子设备的电源系统分级保护参见图2所示，为了有效防止暂态过电压的灾害，IEC66