出口加工區(qū)的防雷保護(hù)

盧 崴，徐祥華，鄧寧文

1.玉林市氣象局，廣西 玉林 537000

2.山東滕州市氣象局，山東 滕州 277500

3.廣西壯族自治區(qū)防雷中心，廣西 南寧 530022

1 概況

改革開放以來，加工貿(mào)易在我國有了長足的發(fā)展。 為促進(jìn)加工貿(mào)易發(fā)展，規(guī)范加工貿(mào)易管理，我國從2000年開始，在各地設(shè)立出口加工區(qū)，對加工貿(mào)易實行封閉式區(qū)域管理。

出口加工區(qū)按功能分為工業(yè)、倉儲物流、行政商務(wù)和公共配套等若干區(qū)域。在出口加工區(qū)內(nèi)建有行政辦公大樓，監(jiān)管倉庫，標(biāo)準(zhǔn)廠房等。其中行政辦公樓有“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”、“生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)”、“安檢系統(tǒng)”、“監(jiān)控系統(tǒng)”、“火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)”、CATV系統(tǒng)等。出口加工區(qū)內(nèi)有記重卡口系統(tǒng)、圍網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)等。

出口加工區(qū)一旦發(fā)生雷擊事故，將會危害區(qū)內(nèi)的人員人身安全及對國家財產(chǎn)造成重大損失，并使出口加工區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)工作不能夠正常進(jìn)行從而遭受進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)損失。所以出口加工區(qū)的雷電防護(hù)尤為重要。

2 出口加工區(qū)的外部防雷保護(hù)

主要包括對行政辦公大樓的直擊雷保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)在室外的攝像機(jī)的防雷保護(hù)。

2.1 行政辦公大樓的外部防雷保護(hù)

依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，在大樓頂部設(shè)避雷帶，所有突出屋面的金屬物體均與避雷帶可靠焊接。利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)兩根F16mm主筋作為引下線，以焊接的形式從柱頂直通到柱底，與基礎(chǔ)鋼筋焊接相連，并與大樓基礎(chǔ)鋼筋、梁柱鋼筋、金屬框架連接起來，形成閉合良好的法拉第籠，大樓內(nèi)豎向金屬管道應(yīng)每三層與圈梁的均壓環(huán)相連，均壓環(huán)應(yīng)與防雷裝置專設(shè)引下線相連。大樓為框架結(jié)構(gòu)，具有一定的電磁屏蔽作用，有利于適當(dāng)削弱雷電磁場強(qiáng)度，整個鋼筋骨架均按引下線要求焊接連通，金屬欄桿及金屬門窗等較大的金屬物體與防雷裝置連接。在辦公樓天面加設(shè)1m×1m的避雷網(wǎng)格，以確保樓內(nèi)電磁場強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。應(yīng)將大樓內(nèi)的工作地、安全保護(hù)地、防雷接地與建筑物法拉第籠良好連接，形成一個等電位體，避免接地線之間存在電位差，以消除感應(yīng)過電壓產(chǎn)生的原因。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的外部防雷保護(hù)

為了減少避雷針的維護(hù)，防止雨水對避雷針的腐蝕，在室外的攝像機(jī)支承桿頂安裝不銹鋼避雷針,以保護(hù)攝像頭免遭直擊雷危害,并與圍網(wǎng)接地網(wǎng)就近連接。

3 出口加工區(qū)的內(nèi)部防雷保護(hù)

3.1 電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)

許多重要的電子設(shè)備都安裝于行政辦公大樓內(nèi)，從總配電房開始，按照國家標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)置四級電涌保護(hù)器（SPD）。在出口加工區(qū)總電源配電柜安裝第一級電涌保護(hù)器；在行政辦公大樓的總電源配電柜安裝第二級電涌保護(hù)器；在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房、通信機(jī)房、監(jiān)控機(jī)房所在樓層分配電柜處安裝第三級電涌保護(hù)器；特別重要的場所（如計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心和其他弱電中心機(jī)房的重要設(shè)備），要在計算機(jī)房、監(jiān)控機(jī)房等配電盒處安裝第四級電涌保護(hù)器。

3.2 信息系統(tǒng)的防雷保護(hù)

信息系統(tǒng)的防雷保護(hù)主要考慮網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房、監(jiān)控中心機(jī)房等各個弱電系統(tǒng)的信號線路的雷電電涌防護(hù)。所有進(jìn)出大樓的各種信號線均須在防雷區(qū)界面處做等電位連接，即安裝相應(yīng)的信號系統(tǒng)的電涌保護(hù)器（光纜除外）。樓內(nèi)的信號線路，當(dāng)其穿過兩個防雷區(qū)界面時，必須考慮在一端安裝信號避雷器。

出口加工區(qū)內(nèi)的信息系統(tǒng)有很多，根據(jù)其使用性質(zhì)和重要性，主要考慮以下3個系統(tǒng)：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、圍網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、記重和卡口系統(tǒng)。

3.2.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷保護(hù)

在行政辦公大樓里主要考慮局域網(wǎng)的防雷保護(hù)。局域網(wǎng)雷電防護(hù)的重點是做好局域網(wǎng)網(wǎng)線的屏蔽，同時加強(qiáng)終端設(shè)備局域網(wǎng)端口的雷電防護(hù)。局域網(wǎng)絡(luò)通常以雙絞線傳輸數(shù)據(jù)，無屏蔽保護(hù)，布線也往往不盡規(guī)范，除了有可能遭受感應(yīng)雷擊的襲擊外，交流線路的干擾也會對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成影響。在局域網(wǎng)絡(luò)的兩端安裝SPD，可有效地防止各種過電壓對設(shè)備造成的破壞。局域網(wǎng)的網(wǎng)口應(yīng)該采取防雷保護(hù)措施，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、集線器等端口應(yīng)加設(shè)專用SPD。出戶的局域網(wǎng)線及BNC遠(yuǎn)程局域網(wǎng)也必須安裝SPD。485數(shù)據(jù)線接口、422數(shù)據(jù)線并口、RS232數(shù)據(jù)串口、TTY傳感器數(shù)據(jù)接口等，均應(yīng)安裝匹配的SPD，匹配原則應(yīng)參照防雷標(biāo)準(zhǔn)和計算機(jī)通信協(xié)議。

在這要說一下，如果出口加工區(qū)行政辦公大樓的網(wǎng)絡(luò)總進(jìn)線及中心機(jī)房主要信息設(shè)備間是采用光纜傳輸信息的，由于光纖是通過光信號來傳遞信息的，光信號不受雷擊的影響，則需要將光纜加強(qiáng)芯妥善接地即可，如無光纜加強(qiáng)芯，則無須防護(hù)；中心機(jī)房內(nèi)部的所有設(shè)備處于同一雷電防護(hù)區(qū)（LPZ1區(qū)）內(nèi)，且相互之間的聯(lián)絡(luò)線路為光纜，因此在各設(shè)備的信號線路出入口處無須進(jìn)行防雷保護(hù)；分交換機(jī)與終端之間處于不同的防雷區(qū)內(nèi)，因此在該防雷區(qū)界面處（區(qū)與后續(xù)防護(hù)區(qū)）安裝1級電涌保護(hù)。

3.2.2 圍網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護(hù)

監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護(hù)需要明確監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及雷電可能的侵入途徑，尤其是雷擊損壞較為嚴(yán)重的室外監(jiān)控設(shè)備，在分析其損壞原因的基礎(chǔ)上，以及研究和探討信號、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等，正確選擇和使用監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的防雷保護(hù)裝置。

圍網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部防雷保護(hù)包括2個部分：攝像機(jī)支撐架和圍網(wǎng)的接地及信號線路的電涌防護(hù)。

鑒于圍網(wǎng)本身的范圍之大，在圍網(wǎng)周圍設(shè)置水平人工接地體作為攝像機(jī)支撐架和圍網(wǎng)的接地系統(tǒng)。

在電源后或攝像頭設(shè)備前安裝串聯(lián)式電源SPD。在監(jiān)控機(jī)房到室外的監(jiān)控攝像頭的視頻傳輸電纜做屏蔽處理，且兩端應(yīng)安裝視頻信號SPD，以保護(hù)攝像頭。有云臺的攝像機(jī)安裝一只控制線路SPD，在監(jiān)視器前分別安裝對應(yīng)接口的視頻SPD。在監(jiān)控機(jī)房主控計算機(jī)上安裝控制線路電源SPD（見圖1）。所有設(shè)備外殼必須與均壓等電位連接排良好連接，并共同良好接地。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)信號線路防雷示意圖

3.2.3 記重和卡口系統(tǒng)的防雷保護(hù)

由于記重和卡口系統(tǒng)的信號線路均處于露天，其性質(zhì)類同于戶外攝像機(jī)，因此其信號線路必須安裝相應(yīng)的信號SPD（見圖2）。

圖2 卡口及計重信 系統(tǒng)防雷示意圖

3.3 屏蔽措施

為改善電磁環(huán)境，所有與大樓組合在一起的大尺寸金屬部件都應(yīng)等電位連接在一起，并與接地裝置相連。立面金屬表面、混凝土內(nèi)鋼筋和金屬門窗框架，都必須進(jìn)行等電位連接后接地。

連接信號電路設(shè)備的信號線路穿金屬管或采用有金屬屏蔽層的電纜，并在首、末兩點接地，線路較長時應(yīng)增加接地點。對于外部線路最好穿金屬管埋地進(jìn)入室內(nèi)。

在需要保護(hù)的空間內(nèi)，當(dāng)采用屏蔽電纜時其屏蔽層至少在兩端并宜在雷電防護(hù)區(qū)交界處做等電位連接。當(dāng)微電子設(shè)備系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時，可將屏蔽電纜穿金屬管引入，金屬管兩端做等電位連接。大樓與出口加工區(qū)內(nèi)建筑之間的連接電纜應(yīng)敷設(shè)在金屬管道內(nèi)，這些金屬管道從一端到另一端應(yīng)全線電氣貫通，并連到各建筑物的等電位連接帶上。電纜屏蔽層也應(yīng)連到這些帶上。建筑物或房間的大空間屏蔽是由金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋這些自然構(gòu)件組成的。這些構(gòu)件構(gòu)成一個柵格形大空間屏蔽。穿入這類屏蔽的導(dǎo)電金屬物應(yīng)就近與其做等電位連接后接地。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房和監(jiān)控機(jī)房的設(shè)備應(yīng)與建筑物外墻保護(hù)1m左右距離。以防止大樓遭到直擊雷時沿外墻泄流入地的引下線周圍產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁場而損壞微電子設(shè)備。

3.4 等電位連接與接地

由于行政辦公大樓內(nèi)含有大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng)，這些電子設(shè)備及布線系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊、反擊都會使電子設(shè)備受到不同程度的損壞或嚴(yán)重干擾。因此對行政辦公大樓這種智能建筑的防雷接地設(shè)計必須嚴(yán)密，可靠。大樓的所有功能接地，必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ)，并建立嚴(yán)密，完整的防雷結(jié)構(gòu)。

配置有信息系統(tǒng)設(shè)備的機(jī)房內(nèi)應(yīng)設(shè)等電位連接網(wǎng)絡(luò)，電氣和電子設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架、計算機(jī)直流地、防靜電接地、屏蔽線外層、安全保護(hù)地、交流工作地及各種SPD接地端均應(yīng)以最短的距離就近與等電位連接網(wǎng)絡(luò)直接連接。在建筑物內(nèi)應(yīng)設(shè)置總等電位接地端子板，每層或若干層豎井內(nèi)設(shè)置樓層輔助等電位接地端子板，各設(shè)備機(jī)房設(shè)置局部等電位接地端子板。各接地端子板應(yīng)裝設(shè)在便于安裝和檢查以及接近引入線的位置，避免裝設(shè)在潮濕或有腐蝕性氣體及易受機(jī)械損傷的地方，等電位接地端子板的連接點應(yīng)具有牢固的機(jī)械強(qiáng)度和良好的電氣連續(xù)性。

將進(jìn)入行政辦公大樓的各類管線的屏蔽層、機(jī)架等在進(jìn)入大樓前進(jìn)行等電位連接后接地。在進(jìn)入設(shè)備前再進(jìn)行二次等電位連接后接地。將大樓外攝像頭輸出的同軸電纜的外層和其它管線外層在進(jìn)入大樓前進(jìn)行等電位連接后接地。

將分開的外導(dǎo)電裝置用等電位連接導(dǎo)體連接后接地，以減少系統(tǒng)設(shè)備所在的建筑物金屬構(gòu)件與設(shè)備之間或設(shè)備與設(shè)備之間因雷擊產(chǎn)生的電位差。為方便等電位連接施工，應(yīng)在一些合適的地方預(yù)埋等電位連接預(yù)留件。

進(jìn)入系統(tǒng)所在建筑物的各類水管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道的金屬外層在進(jìn)入建筑物處應(yīng)做等電位連接，并與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件連接在一起，做總等電位連接之后，接向總等電位連接帶，并可靠連通接地。

4 結(jié)論

隨著智能化技術(shù)的日趨完善以及智能建筑在我國的不斷普及，雷電防護(hù)技術(shù)也將不斷得到發(fā)展。隨著人們對雷暴不斷深入研究，在電子設(shè)備和人身的防護(hù)上取得了突破性的進(jìn)展，提出了全方位的防護(hù)，綜合治理，層層設(shè)防，把防雷看作是一個系統(tǒng)工程，它包括：直擊雷的防護(hù)、等電位連接、屏蔽措施、綜合布線、設(shè)計安裝SPD、完善的接地系統(tǒng)六個部分組成。雷電防護(hù)已經(jīng)不僅僅是對建筑本體的防護(hù)，更側(cè)重于對建筑內(nèi)人身和電氣設(shè)備的安全的防護(hù)。

[1]華東建筑設(shè)計研究院主編.智能建筑設(shè)計技術(shù).

[2]虞昊，臧庚媛，趙大銅，等.現(xiàn)代防雷技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：氣象出版社.

[3]曾永林.智能大樓雷電電磁脈沖的防護(hù)設(shè)計[J].雷電防護(hù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2002(2).