淺析綜合辦公建筑物線路防雷擊電磁脈沖

摘 要：隨著現代化辦公設施的不斷優化和電子計算機、通信技術的不斷發展，以及電子設備日趨自動化、多功能和智能化，大規模集成電路等微電子器件的使用，導致現代化辦公建筑物均存在防雷電沖擊能力弱的問題，電子設備在日常運行中常常被雷擊破壞，甚至造成系統癱瘓和人員傷亡。因此，加強對雷電災害的關注，積極采取切實有效的防護措施十分必要。

關鍵詞：感應雷；線路；設計

感應雷是由遭受雷擊電磁脈沖感應或靜電感應而產生的，形成感應雷電壓的幾率很高，對建筑物內的電氣設備，尤其是電子設備威脅巨大，所以對建筑物內部設備的防雷保護重點是防止感應雷的入侵，以下進一步分析感應雷的防護措施：

1 配電電源線路防雷設計

1.1 從供電范圍及安全防護的可靠性分析，新建辦公樓低壓配電電源采用TN系統，因此從總配電箱起供電給其內部的配電線路和分支線路必須采用TN-S系統，即系統正常運行時PE保護線對地沒有電壓，電氣設備金屬外殼直接接在專用保護線上，安全可靠。低壓配電線纜進入建筑物端口處應穿金屬管敷設，其長度不宜小于15m，入戶前應將金屬管與建筑物柱筋相連。

1.2 建筑物的配電電源防雷采用三級SPD防護，即安裝在辦公樓的輸入電源總配進線柜上SPD為I級（B級）防護，用來保護建筑物內用電設備；安裝在設備配電柜上SPD作為II級（C級）防護；安裝在各用電設備電源端SPD為III級（D級）防護，用來最終用電設備。I、II、III級試驗的SPD連接導體采用銅芯導線，截面分別為6mm2、2.5mm2和1.5mm2。

1.3 選用SPD防護時，應該在線路入戶端與被保護設備處加裝大通量SPD，同時可靠接地。針對TN-S系統特點要在N線與接地線之間裝設SPD，即該系統必須安裝4個SPD并且各線路的金屬屏蔽層均要在不同界面處做等電位連接。為了提高雷電泄放速度，連接SPD接地線不應過長：電源線路多級SPD防護中連接開關型與限壓型SPD之間的線路長度不宜小于10m，若是兩級限壓型SPD之間的線路長度不宜小于5m。

2 信號線纜防雷設計

2.1 光纜的傳輸信號速度快，因此被廣泛應用在電子信息系統中，為了避免雷電進入光接機，應在光纜入戶處采用穿金屬管作屏蔽防護，保持管道電氣連通，且與防雷地極相連。

2.2 信號線路防護應在入戶前采取穿金屬管作防護措施，穿管長度不宜小于15m，且埋地深度不宜小于60cm。同時金屬管及屏蔽層于LPZ0A或LPZ0B區與LPZ1區的界面處作等電位連接，并接入地網。線纜進入建筑物后于設備處加裝具有相應承受能力的信號SPD，信號線纜內芯空線及SPD接地端對應接地。

2.3 進出建筑物的計算機網絡系統，其傳輸線路上SPD的設置：II級防護系統宜采用二級信號SPD；計算設備的輸入/輸出端口處安裝相應的計算機SPD。

2.4 信號線路SPD的安裝規定：信號線路SPD應連接在被保護設備的端口上。SPD輸出端與被保護設備的端口相連。SPD也可安裝在機柜內，固定在設備機架上或附近支撐物上。SPD接地端宜采用截面積不小于1.5mm2的銅芯導線與設備機房內的局部等電位接地端平直接入。

3 消防系統的防雷設計

3.1 對消防系統線路作電源防護，設計方案與配電電源防護相同，且主機電源為III級防護，裝設的SPD應良好接地，但應注意一般要求接地電阻必須達到10歐姆以下。

3.2 與消防主機連接的設備主要有聯動控制、24V直流電源裝置、火警電話、自動噴淋裝置等，其兩端的數據線路都必須串接信號SPD。

4 綜合布線及屏蔽措施

4.1 在防雷設計中，必須考慮現代綜合辦公建筑物中照明、動力、電話和計算機等設備管線的敷線關系。為保證在防雷裝置接閃時這些管線不受影響，應該將這些電線穿于金屬管內，以確保可靠屏蔽，同時，應該把這些管線的垂直部分設置在高層建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以確保縮小被感應的范圍。管線較長時，其兩端需要接地。

4.2 充分利用鋼筋混凝土結構內的鋼筋，即建筑物內地板、墻面及梁、柱內在鋼筋，作好屏蔽措施。無論是網絡，還是通訊機房等，其所有建筑物均基本為框架式建筑，故建筑物本身的梁與柱構成了大型格柵屏蔽，即籠式避雷網。對于結構構造不同且鋼筋密度不夠時，設計應按建筑需要增加網格密度。

5 等電位連接

為減少雷電流所引起的電位差及防止地電位反擊，進出建筑物處電纜穿金屬管道即屏蔽層及各類金屬管線屏蔽層應連接在等電位連接帶上，且就近接地。在進入設備區前再進行二次等電位連接后接地。同時，防雷接地、PE線、設備保護地和防靜電地等連接到一起防止地電位反擊。各級SPD良好接地后就近與等電位連接帶作電氣連接。

6 共用接地系統

為了防止雷電反擊，建筑物中電氣部分的接地和防雷接地連成一體，使建筑物內的鋼筋間構成一個法拉第籠，在整個建筑內的電氣裝置和導體都與其相連，這樣就避免受到反擊。共用接地系統的接地電阻按照50Hz電氣裝置的接地電阻確定，并且不應大于按人身安全所確定的電阻值。

在高層建筑防雷設計中，應在建筑物每三層設均壓環：將引下線與水平層圈梁鋼筋接成閉合通路，再接到接地裝置上就形成了一個安全可靠的防雷網。

7 結束語

防雷工作應作為一項系統工程來考慮，強調全面防護（包括建筑物、傳輸線路、設備和接地等），綜合治理并且要做到科學、可靠、實用和經濟。

參考文獻

[1]葛家君.建筑物防雷工程施工與質量驗收規范[M].中國建筑工業出版社出版，2011.

[2]中國機械工業聯合會.GB50057-2010.建筑物防雷設計規范[S].2011.

[3]楊金夕.防雷接地及電氣安全技術[J].機械工業出版社，2004.

作者簡介：閻瑋（1988，2-），山西大同人，本科，電氣工程及其自動化方向，北京航天試驗技術研究所。