1、建筑物智能化系统防雷击电涌保护讨论 1 引言 信息技术的日益开展和普及促使建筑物不断地向智能化兴建和开展。建筑物智能化在我国自90年代以来，得到了蓬勃的开展。尤其是近5年，智能建筑技术在国内几乎所有的高层建筑上得到了极为广泛的应用。但由于我国建筑物智能化系统的研究和开展的时间较短，起点较低，所以我国的智能建筑普遍存在着绝缘强度低，过电压和过电流耐受能力差，对雷电引起的外部侵入造成的电磁干扰敏感等弱点，尤其是抗雷击电涌能力差。如不加以有效防范，无法保证智能化系统及设备的正常运行。国内许多资料均反映了由于未重视建筑物内部防雷击电涌保护，引发了许多重要建筑物内中央计算主机、微机、程控交换机及各终端接
2、口故障，造成了许多重大损失。所以，目前关于智能建筑的雷击电涌保护可靠性及平安运行问题，已成为人们关注的热点。 据统计，到2023年底现有智能建筑中，有约80%以上是按国家标准1994年版建筑防雷设计标准来作为设计标准的，该标准已不能较好的满足信息时代对建筑平安防雷设计技术的要求。所以，2022年国家对原1994年版标准作了较大的修订。但由于现有许多智能建筑仍是按1994年标准设计已建成的。所以，对这些建筑增强其防雷击电涌保护就成了很重要的课题。本文仅针对此点作一些研讨。 2 雷击电涌保护根本概念 2 1防雷区（LPZ）概念 防雷区（LPZ）概念首先在1992年国际防雷会议上提出，LPZ根据由外
3、及内雷电解量大小分为4个区。在LPZ区概念中，最需要注意的是LPZOB区，它指的是在避雷保护范围内，但裸露在建筑外任何屏蔽区域（如窗户），这个区的电气设备是最易遭受雷电波侵入的。 22雷电电磁脉冲及电磁干扰概念 雷电电磁脉中（Lightning Eiectromagneticmp use，缩定LEMP）是雷电产生的暂态过电压、过电流物理量的总称，这些物理量产生的现象即为电涌（Surge）。这些概念属于根底概念，在本讨论中，需要重点指出的是，电涌来源除上述的来自外部的电涌外，还有来自于建筑内部的电涌，如空调机、电梯等电感负载在断路过程中产生的暂态电压等，这类来自内部因素的电涌不适用于防雷击电涌保
4、护，应作另行处理。 3 雷击电涌保护措施 建筑物防雷击电涌保护措施有屏蔽、接地等电位连接、泄流、钳压等具体措施。这些措施中，我们应重点注意如下问题： 31屏蔽措施 屏蔽有电场屏蔽和磁屏蔽二类，应按不同的施行方法处理。依室内不同系统及设备要求采用相应的具体屏蔽方法，信息系统相关设备应必须且仅安装在经屏蔽处理后的平安空间内。 32等电位连接措施 雷电暂态过电流在流经路径上引起暂态电压升高，极易引起雷崩式击穿放电，危害极大。所以，我们在电磁干扰强度不同的二毗邻的防雷区（LPZ）交接面处应特别注意等电位连接，使之彼此之间电位尽量维持在地电位水平。这个问题在国内的智能化建筑物系统中比较突出，应引起特别注
5、意。 33综合保护措施的应用： 现有国际上和国内是新的防雷击电涌保护理论，都提出了没有信息系统的建筑物应采用内部综合保护的设计思想，即屏蔽、接地等电位连接、泄流、钳压诸措施配合运用。综合保护措施采用共用接地系统，在不同防雷区界面和信息系统所需特定位置设置电涌保护器（SPD），那么整个系统可实现暂态共地，再配合等电位连接措施，从而可以有效抑制雷电电磁脉冲侵扰，保护了建筑物内部弱电电气设备和人体平安。 4 建筑物智能化系统防雷击电涌保护实例 我公司（浙江省公路运务公司）大楼在1997年安装了256门的NEC公司的NEAX-7400-M100型程控交换机。该系统的防雷击电涌保护设置的使用和以后的改进
6、，在对类似的建筑物智能化系统防雷击电涌保护措施的改进中，相信可以起到一定的借鉴作用。 41原系统雷击电涌故障状况和后果 （1） 故障现象之一是端口故障，在雷雨季节经常发生。中继板和计算机端口一烧坏，那么整个大厦的通信系统就处于故障状态。该问题虽经制造厂商屡次维修，并未能解决或减少故障。 （2） 故障现象之二是雷击电涌造成的整个系统故障。该种故障在系统雷击电涌保护措施改进前也经常发生。最严重的一次发生在99年8月16日，该次雷击电涌不光造成了端口故障，也造成了计算机主机计费板、多功能卡、中断板等损坏，整个大厦的通信系统就完全瘫痪，后果严重。该次故障发生后，我们感到必须对系统雷击电涌保护设施予以改
7、进。 42系统雷击电涌故障原因分析及改进措施 依据本文第二段所述内容，我们对系统在屏蔽、接地、等电位连接、泄流、钳压五个方面逐项进行了检查和分析，发现问题主要是等电位连接问题。本系统的程控交换主机和计算机主机根据制造厂家要求分别设定了接地系统。经检测，二个接地系统的接地电阻分别为1.9和2.3，均符合标准（接地电阻 在分析之后，我们采取了三个措施。措施之一是将二个接地系统互相连接，使计算机主机和程控交换机形成等电位连接。措施之二是在电源那么加装雷电保护器（型号为16DT）。措施之三是加装光电隔离器（型号为RS232/TTL），该隔离器采用了高速光电隔离技术，内置15KV静电保护器，可有效地预防
8、地不平衡引起的串口损坏和高压雷电电涌产生的静电击穿。图示如下： 43改进的结果和启示 上述系统在改进后，近四年来，经过许屡次的雷电冲击考验，原有的故障一次也没有发生。这说明，该系统故障原因的分析和采取的措施是正确的，建筑物智能化系统在防雷击电涌方面的能力有了可靠的保证。 经过该实例，我们可以看到，现有的建筑物智能化系统在防雷击电涌方面，比照最新的理论和标准存在着一些问题，在实际中也确实存在着各种各样故障的发生，但只要针对“屏蔽、接地、等电位连接、泄流、钳压这五个方面因素进行仔细的检查，并考虑到建筑物智能化系统防雷击电涌的综合配置，那么不用花多大的力气和很大的花费，就可以保证现有建筑智能化系统正常的工作，防止雷击电涌产生的故障损失的发生。 （陈立达）