智能楼宇雷电防护及综合防雷的研究

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1、智能楼宇雷电防护及综合防雷的研究丙部矿业股份有限公司锌业分公司青海省丙宁811600摘要：随着人们生活水平的不断提高，通讯与信息技术的发展，人们对楼宇设计的要求标准也不断向智能化过渡。普通楼宇防雷系统不但不能保护高层楼宇的电子设备和智能系统，反而可能引入雷电，加倍雷击损失。因此智能楼宇对防雷系统要求越来越高，木文对智能楼宇中直击雷和感应雷进行了探索及雷电的电磁兼容性问题进行了讨论分析，提出了楼宇内可靠的电子设备的综合防雷保护措施。关键词：智能楼宇；电气设计；综合防雷随着信息技术的迅速发展，智能建筑物的建设向自动

2、化、信息化和节能化方向发展，微电子应用技术为代表的新技术已滲透到智能建筑的各个应用领域，并且不断增大。建筑物内微电子设备繁多而且复杂，这些微电子设备通常属于耐过电压等级低，防干扰要求高的弱电设备，最怕受到雷击。遭受雷击时，一部分能量（约50%）通过建筑物外部防雷装置泄入大地，另一部分能量则通过雷电流感应或耦合在金属管线上进入建筑物内破坏设备，因此，智能建筑的防雷保护成为一个越来越重要的课题摆在我们面前。一、智能楼宇加强雷电防护的重要性1.1雷电危害雷电灾害是十种最严重的自然灾害之一。全球每天约发生800万次雷电

3、，每年因雷击造成的人员伤亡、财产损失不计其数。导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故频繁发生。而卫星、通信、导航、计算机网络系统、通信指挥系统和有室外天馈设备的系统更是雷电的重灾区。从某种意义上说，科技越发达，雷击对人类的危害就越大。我岡是雷暴活动十分频繁的岡家。全岡有21个省会城市雷暴U都在50天以上，最多可达134天。据不完全统计，我国每年因雷击造成人员伤亡达3000〜4000人，财产损失50〜100亿元人民币。近年来，随着社会经济发展和现代化水平的提高,特别是信息技术的快速发展，城市建设高层建筑物日益增多,雷

4、电灾害程度和造成的经济损失及社会影响也越来越大。1.2雷击的分类探讨智能建筑物的雷电保护，必须对雷电进行了解，分析雷电是通过哪些方式、途径、渠道危害智能建筑物的。1.2.1直击雷危害直击雷造成的电效应、热效应和机械效应的破坏作用很人：直击雷可直接作用在建筑物上，也可通过架空线路、露天的金属管路等途径侵入。另外，避雷装置接闪雷击时，在接闪器、引下线及接地体上都有可能产生很高的电压，可能对设备产生“反击”。1.2.2雷电感应及雷电电磁脉冲的危害雷电感应及雷电电磁脉冲的危害是指雷电产生的静电感应和电磁感应对设备尤其是

5、电子设备的危害：二、智能楼宇的综合防雷措施智能楼宇的综合防雷是指在常规防雷的基础上，针对建筑物、特殊用房和重要设备采取的各种相应的防雷保护措施，以确保建筑物及建筑物内所冇保护对象的防雷安全。包括针对建筑物的直击雷防护（外部防护），以及针对建筑物内设备、人员的雷电波侵入防护和雷击电磁脉冲防护（简称为“弱电防护”〈内部防护〉）两大部分。2.1外部防护外部防护也称直击雷防护，属于传统防雷的范畴,依据建筑物的高度、结构等采取直击雷防护措施，防雷系统包括接闪装置（避雷针、带、网）、引下线和接地装置三大部分。在智能楼宇中，

6、可以采取以下措施加强直击雷的防护:2.1.1选用新型避雷针和接闪器在楼顶设计由避雷带，避雷针或混合组成的接闪器或选用新型避雷针和接闪器，传统避雷针在引雷后引发地电位反击和二次雷击效应。为了减少雷电流陡度和电磁辐射场，应选用阻抗型的避雷针和接闪器，或者采用提前放电式避雷针（如法国依丽达消雷器），提前放电式避雷针的主要原理是将一个高脉冲电压系列加在普通避雷针尖端，来引发自发电晕效果，形成上行先导，从而吸引雷电流更准确地通过避雷针形成的泄漏通道泄放雷电流。2.1.2提高建筑物的自然屏蔽能力充分利用建筑物的钢筋混凝土结

7、构组成的经济可靠的笼式避雷网增加引下线数量，加速雷电流的分流，减少磁场集中程度。加强所奋外露的金属门窗与结构的连接，提高建筑物的自然屏蔽能力。采用这些措施，可以奋效的防止直击雷和削弱电压波的强度，减小雷击的破坏程度。但这些措施并不能完全消除电网中由雷电而引起的暂态过电压，感应雷电脉冲一般都在千伏以上降低。2.2内部防护内部防护即上面所指的弱电防护，包括雷电波侵入防护和雷击电磁脉冲防护。它主要是针对智能楼宇的电子信息设备而设计。对于电子信息设备而言，雷电电磁脉冲能量的耦合主要通过以下三个通道侵入:一是雷电电磁脉冲

8、能量通过各种多发管线通道（多发管道、多发构件、各种线缆等）的传导耦合；二是通过地线通道的传导耦合（地电位反击）；三是雷电电磁脉冲能量通过空间通道的辐射耦合。由于雷电的侵袭是无孔不入的，因此信息防雷是综合性的系统工程，所采取的技术措施也是多方面的。任何单一的防护措施，其效果都是有限的。2.2.1智能楼宇综合防雷的主要技术措施2.2.1.1拦截信息防雷的第一道防线是拦截直击雷。最经济、最奋