1． 引言

信息技術(shù)的日益發(fā)展和普及促使建筑物不斷地向智能化興建和發(fā)展。建筑物智能化在我國自90年代以來，得到了蓬勃的發(fā)展。尤其是近5年，智能建筑技術(shù)在國內(nèi)幾乎所有的高層建筑上得到了極為廣泛的應(yīng)用。但由于我國建筑物智能化系統(tǒng)的研究和發(fā)展的時(shí)間較短，起點(diǎn)較低，所以我國的智能建筑普遍存在著絕緣強(qiáng)度低，過電壓和過電流耐受能力差，對雷電引起的外部侵入造成的電磁干擾敏感等弱點(diǎn)，尤其是抗雷擊電涌能力差。如不加以有效防范，無法保證智能化系統(tǒng)及設(shè)備的正常運(yùn)行。國內(nèi)許多資料均反映了由于未重視建筑物內(nèi)部防雷擊電涌保護(hù)，引發(fā)了許多重要建筑物內(nèi)中央計(jì)算主機(jī)、微機(jī)、程控交換機(jī)及各終端接口故障，造成了許多重大損失。所以，目前關(guān)于智能建筑的雷擊電涌保護(hù)可靠性及安全運(yùn)行問題，已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2002年底現(xiàn)有智能建筑中，有約80%以上是按國家標(biāo)準(zhǔn)1994年版《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》來作為設(shè)計(jì)規(guī)范的，該規(guī)范已不能較好的滿足信息時(shí)代對建筑安全防雷設(shè)計(jì)技術(shù)的要求。所以，2000年國家對原1994年版標(biāo)準(zhǔn)作了較大的修訂。但由于現(xiàn)有許多智能建筑仍是按1994年規(guī)范設(shè)計(jì)已建成的。所以，對這些建筑增強(qiáng)其防雷擊電涌保護(hù)就成了很重要的課題。本文僅針對此點(diǎn)作一些研討。

2． 雷擊電涌保護(hù)基本概念

2． 1防雷區(qū)（LPZ）概念

防雷區(qū)（LPZ）概念首先在1992年國際防雷會(huì)議上提出，LPZ根據(jù)由外及內(nèi)雷電解量大小分為4個(gè)區(qū)。在LPZ區(qū)概念中，最需要注意的是LPZOB區(qū)，它指的是在避雷保護(hù)范圍內(nèi)，但裸露在建筑外任何屏蔽區(qū)域（如窗戶），這個(gè)區(qū)的電氣設(shè)備是最易遭受雷電波侵入的。

2．2雷電電磁脈沖及電磁干擾概念

雷電電磁脈中（Lightning Eiectromagneticmp use，縮定LEMP）是雷電產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓、過電流物理量的總稱，這些物理量產(chǎn)生的現(xiàn)象即為電涌（Surge）。這些概念屬于基礎(chǔ)概念，在本討論中，需要重點(diǎn)指出的是，電涌來源除上述的來自外部的電涌外，還有來自于建筑內(nèi)部的電涌，如空調(diào)機(jī)、電梯等電感負(fù)載在斷路過程中產(chǎn)生的暫態(tài)電壓等，這類來自內(nèi)部因素的電涌不適用于防雷擊電涌保護(hù)，應(yīng)作另行處理。

3． 雷擊電涌保護(hù)措施

建筑物防雷擊電涌保護(hù)措施有屏蔽、接地等電位連接、泄流、鉗壓等具體措施。這些措施中，我們應(yīng)重點(diǎn)注意如下問題：

3．1屏蔽措施

屏蔽有電場屏蔽和磁屏蔽二類，應(yīng)按不同的施行方法處理。依室內(nèi)不同系統(tǒng)及設(shè)備要求采用相應(yīng)的具體屏蔽方法，信息系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備應(yīng)必須且僅安裝在經(jīng)屏蔽處理后的安全空間內(nèi)。

3．2等電位連接措施

雷電暫態(tài)過電流在流經(jīng)路徑上引起暫態(tài)電壓升高，極易引起雷崩式擊穿放電，危害極大。所以，我們在電磁干擾強(qiáng)度不同的二毗鄰的防雷區(qū)（LPZ）交接面處應(yīng)特別注意等電位連接，使之彼此之間電位盡量維持在地電位水平。這個(gè)問題在國內(nèi)的智能化建筑物系統(tǒng)中比較突出，應(yīng)引起特別注意。

3．3綜合保護(hù)措施的應(yīng)用：

現(xiàn)有國際上和國內(nèi)是新的防雷擊電涌保護(hù)理論，都提出了沒有信息系統(tǒng)的建筑物應(yīng)采用內(nèi)部綜合保護(hù)的設(shè)計(jì)思想，即屏蔽、接地等電位連接、泄流、鉗壓諸措施配合運(yùn)用。綜合保護(hù)措施采用共用接地系統(tǒng)，在不同防雷區(qū)界面和信息系統(tǒng)所需特定位置設(shè)置電涌保護(hù)器（SPD），則整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)暫態(tài)共地，再配合等電位連接措施，從而可以有效抑制雷電電磁脈沖侵?jǐn)_，保護(hù)了建筑物內(nèi)部弱電電氣設(shè)備和人體安全。

4． 建筑物智能化系統(tǒng)防雷擊電涌保護(hù)實(shí)例

我公司（浙江省公路運(yùn)務(wù)公司）大樓在1997年安裝了256門的NEC公司的NEAX-7400-M100型程控交換機(jī)。該系統(tǒng)的防雷擊電涌保護(hù)設(shè)置的使用和以后的改進(jìn)，在對類似的建筑物智能化系統(tǒng)防雷擊電涌保護(hù)措施的改進(jìn)中，相信可以起到一定的借鑒作用。

　4．1原系統(tǒng)雷擊電涌故障狀況和后果

　?。?） 故障現(xiàn)象之一是端口故障，在雷雨季節(jié)經(jīng)常發(fā)生。中繼板和計(jì)算機(jī)端口一燒壞，則整個(gè)大廈的通信系統(tǒng)就處于故障狀態(tài)。該問題雖經(jīng)制造廠商多次維修，并未能解決或減少故障。

　?。?） 故障現(xiàn)象之二是雷擊電涌造成的整個(gè)系統(tǒng)故障。該種故障在系統(tǒng)雷擊電涌保護(hù)措施改進(jìn)前也經(jīng)常發(fā)生。最嚴(yán)重的一次發(fā)生在99年8月16日，該次雷擊電涌不光造成了端口故障，也造成了計(jì)算機(jī)主機(jī)計(jì)費(fèi)板、多功能卡、中斷板等損壞，整個(gè)大廈的通信系統(tǒng)就完全癱瘓，后果嚴(yán)重。該次故障發(fā)生后，我們感到必須對系統(tǒng)雷擊電涌保護(hù)設(shè)施予以改進(jìn)。

4．2系統(tǒng)雷擊電涌故障原因分析及改進(jìn)措施

依據(jù)本文第二段所述內(nèi)容，我們對系統(tǒng)在屏蔽、接地、等電位連接、泄流、鉗壓五個(gè)方面逐項(xiàng)進(jìn)行了檢查和分析，發(fā)現(xiàn)問題主要是等電位連接問題。本系統(tǒng)的程控交換主機(jī)和計(jì)算機(jī)主機(jī)根據(jù)制造廠家要求分別設(shè)定了接地系統(tǒng)。經(jīng)檢測，二個(gè)接地系統(tǒng)的接地電阻分別為1.9Ω和2.3Ω，均符合規(guī)范（接地電阻<5Ω）要求。雖然這是制造廠家的要求，實(shí)際檢測結(jié)果也符合制造廠家的要求，但根據(jù)上述討論可以看出這明顯不符合等電位連接的理論。

在分析之后，我們采取了三個(gè)措施。措施之一是將二個(gè)接地系統(tǒng)互相連接，使計(jì)算機(jī)主機(jī)和程控交換機(jī)形成等電位連接。措施之二是在電源則加裝雷電保護(hù)器（型號為16DT）。措施之三是加裝光電隔離器（型號為RS232/TTL），該隔離器采用了高速光電隔離技術(shù)，內(nèi)置15KV靜電保護(hù)器，可有效地預(yù)防地不平衡引起的串口損壞和高壓雷電電涌產(chǎn)生的靜電擊穿。圖示如下：

　　

　　

4．3改進(jìn)的結(jié)果和啟示

上述系統(tǒng)在改進(jìn)后，近四年來，經(jīng)過許多次的雷電沖擊考驗(yàn)，原有的故障一次也沒有發(fā)生。這說明，該系統(tǒng)故障原因的分析和采取的措施是正確的，建筑物智能化系統(tǒng)在防雷擊電涌方面的能力有了可靠的保證。

　　經(jīng)過該實(shí)例，我們可以看到，現(xiàn)有的建筑物智能化系統(tǒng)在防雷擊電涌方面，對比最新的理論和規(guī)范存在著一些問題，在實(shí)際中也確實(shí)存在著各種各樣故障的發(fā)生，但只要針對“屏蔽、接地、等電位連接、泄流、鉗壓”這五個(gè)方面因素進(jìn)行仔細(xì)的檢查，并考慮到建筑物智能化系統(tǒng)防雷擊電涌的綜合配置，那么不用花多大的力氣和很大的花費(fèi)，就可以保證現(xiàn)有建筑智能化系統(tǒng)正常的工作，避免雷擊電涌產(chǎn)生的故障損失的發(fā)生。

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