現(xiàn)代建筑內(nèi)的電子信息系統(tǒng)的雷電防護

祝欣宇

摘 要：當前現(xiàn)代化建筑趨于智能化，有很多電子信息系統(tǒng)應用其中，若復雜的電子信息系統(tǒng)遭到雷擊的損害，不僅會帶來經(jīng)濟損失，還會對用戶的人身安全構成威脅。基于此，下文簡單總結了雷電給建筑物所帶來的危害，重點分析了建筑中電子信息系統(tǒng)的防雷措施，希望可以為相關人員提供參考。

關鍵詞：現(xiàn)代建筑；電子信息系統(tǒng)；雷電防護

引言：隨著計算機技術的發(fā)展進步，我國建筑正朝著信息化的方向發(fā)展，智能化的電子設備也被應用其中，由于其價格昂貴，因此一定要做好防護措施。如何避免建筑物中的電子設備遭受雷擊的破壞，如何保障電子設備運行的安全可靠性，是相關人員需要考慮研究的課題。因此，對其進行研究，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1雷電對現(xiàn)代智能建筑的危害

第一，在雷電天氣里，若雷電對建筑的防雷系統(tǒng)進行直接攻擊，雷擊電流會沿著建筑中的鋼筋或者其他金屬結構傳入大地，這一過程產(chǎn)生的電磁效應會給建筑中的線路帶來危害，嚴重的話還會發(fā)生火災，燒毀建筑中的多條線路；第二，如果延伸到建筑外的通信數(shù)據(jù)線路和供電線路受到雷電直擊，雷電電流就會在極短的時間內(nèi)沿著線路侵入建筑物內(nèi)部；第三，當大的電力用戶啟停或公用輸電網(wǎng)切換時，現(xiàn)代智能建筑內(nèi)的電子信息系統(tǒng)會受到浪涌的影響；第四，如果頻繁啟停建筑物內(nèi)部的電氣設備，也會產(chǎn)生浪涌；第五，設備電板路上的電子元件會受到通過數(shù)據(jù)線路傳送而來的靜電感應的影響；第六，如果雷電擊中了地面、其他建筑物等與現(xiàn)代智能建筑物有數(shù)據(jù)、通信和供電線路相連的物體，也會產(chǎn)生浪涌電流、電磁脈沖。

2現(xiàn)代建筑的電子信息系統(tǒng)雷電防護措施

2.1科學規(guī)劃防雷電保護區(qū)

對防雷電效果起關鍵因素的是對建筑物防雷電保護區(qū)的合理劃分。劃分建筑物防雷電保護區(qū)要依據(jù)以下幾種情況：其一是建筑物內(nèi)的電子設備等的具體情況以及所具有的防雷能力等級；其二是當雷電擊中建筑物時，將會產(chǎn)生雷電流，其經(jīng)過防雷電系統(tǒng)和建筑物放電通道的過程所產(chǎn)生的電磁脈沖對建筑物內(nèi)部空間會產(chǎn)生干擾、損害等的影響。建筑物內(nèi)部的結構變化會使得建筑物在遭受雷擊時，內(nèi)部產(chǎn)生的雷電強度也不相同。因此，改善建筑內(nèi)部的防雷保護結構，對其進行科學合理的劃分，能夠加強建筑內(nèi)部的防雷性能，這對于建筑物內(nèi)部所用的電子設備以及電子系統(tǒng)都有很好的保護作用。雷電擊中建筑物后，會產(chǎn)生極大的電磁脈沖，這是破壞建筑內(nèi)部電子設備等的主要元兇。目前，在建筑物的鋼筋骨架上一般都安裝通訊系統(tǒng)，有些建筑物對防雷有特殊的要求，因此安裝了專門的金屬屏蔽網(wǎng)，雷電電磁脈沖隨著內(nèi)部空間的不同而發(fā)生著變化。為了使防雷措施安全可靠又能節(jié)約成本，需要在建筑物內(nèi)部對防雷區(qū)進行合理劃分，把不同的雷電保護區(qū)通過等電位的方式相連。

2.2防雷接地與引下線

在防雷施工中良好的接地顯得十分重要。在實際防雷施工中，通常將各部分的等電位連接帶、PE線、建筑物金屬構件、防靜電接地、屏蔽體接地及接地裝置等連接在一起的接地系統(tǒng)稱為共用接地系統(tǒng)，通常要求接地電阻小于1Ω。在實際施工中，一般要求對鋼筋使用焊接等可靠的連接方式。采用2根截面積≥16m㎡的結構鋼筋通長連通。引下線是把接閃器與接地裝置進行連接的金屬導體，接閃器引導的雷電電流是通過引下線引入大地通道的。引下線數(shù)量的多少將會對分流雷電流的效果直接產(chǎn)生影響，引下線數(shù)量越多，每根引下線通過的電流就少，強度和感應范圍就越小。進行建筑物引下線設計工作時，首先要保障的是線與線之間的距離達到規(guī)定的要求，在此基礎之上，盡可能的縮減線的長短，而下線的個數(shù)可以適當?shù)脑黾樱@種做法能夠很好地保護微電子設備。進行防直擊雷裝置的引下線設計時，可以考慮將建筑中的鋼筋作為引下線使用，不僅可以實現(xiàn)防直擊雷裝置的安裝，還可以減少成本投入，防雷效果也可以得到保障。

2.3弱電系統(tǒng)的雷電防護

在當前的現(xiàn)代智能建筑中主要有兩類弱電系統(tǒng)：第一，載有數(shù)據(jù)、圖像、語音等信息的信息源，例如建筑中常見的計算機、電視和電話的信息等等；第二，低電壓電能，例如控制電壓、安全電壓等級等等，包括應急照明燈備用電源和24V直流控制電源。對建筑中弱電系統(tǒng)進行防雷保護是一項復雜的工程，涉及到材料學、建筑學、電氣工程和氣象學等，是現(xiàn)代智能建筑雷電防護中的一個重要系統(tǒng)。進行設計時，要對整個建筑物的內(nèi)、外部防雷、強弱電、天線和地線等情況進行全面的衡量。采取相應的技術來處理雷電過電壓容易侵入的通道，以及均壓接地網(wǎng)絡、屏蔽網(wǎng)絡、地線、避雷針等等，信號傳輸系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)、電源系統(tǒng)也容易受到雷電過電壓的入侵。對弱電系統(tǒng)的雷電防護要做到經(jīng)濟安全、層層防護、綜合考慮，可以采用加裝避雷器堵截雷電過電壓、合理接地、完善均壓網(wǎng)絡、設備屏蔽、電纜屏蔽等手段。

2.4天線系統(tǒng)的雷電保護

進行天線系統(tǒng)的設計時，要將其應用位置考慮清楚，通常情況下天線系統(tǒng)被安置在室外建筑頂部或者建筑的表面，此時要注意的是天線最少有兩處與防雷接地裝置進行連接。如果由于各種需要必須將天線延伸到避雷帶和避雷針的保護范圍之外，就要對天線加裝獨立的避雷針，并且保障天線的避雷接地裝置和避雷針之間連接的可靠性。如果需要將天線引入室內(nèi)，為了防止雷電損害，還應該加裝反饋SPD設備。

2.5纜線的雷電保護

在實際工作中發(fā)現(xiàn)，大約30%的雷擊故障都是由于埋地線纜受到雷擊而造成的。即使距離現(xiàn)代建筑物很遠的線纜遭到了雷擊，雷電電流也會沿著線纜進入建筑內(nèi)部，損壞電子信息系統(tǒng)。可以使用線纜穿鋼管埋地敷設或者采用帶屏蔽層的線纜來防止這一狀況的出現(xiàn)。要注意使鋼管具有電氣連通，從而有效的防止電磁感應和電磁干擾。除此之外，雷電對于供電線路造成的破壞表現(xiàn)為電子信息相關裝置被損壞，這種情況更容易發(fā)生。想要電子系統(tǒng)裝置免于雷電的破壞，那么可以實施多級保護，這種方式能夠很好地保護電子信息系統(tǒng)的相關設備。還有一種有效的方法也可以使用，那就是安裝電涌保護器，但是該方法進行使用時，需要對建筑結構、雷電產(chǎn)生的電磁等因素進行分析。

2.6傳輸網(wǎng)絡的雷電防護

對傳輸網(wǎng)絡的雷電防護要以電子設備受到雷電電磁脈沖侵襲的路徑為依據(jù)來選擇合適的防護措施。若連接電子設備的線路遭到雷電的襲擊，那么導線上面會有雷電波和過電壓產(chǎn)生，這些會通過信號線、反饋線與之相連的線路對電子設備進行不良影響；若雷電直擊到了電子系統(tǒng)中的設備，則被擊中的設備直接會被破壞，影響正常使用。與此同時通過地電位的反擊，雷電還可能對器件的絕緣材料、設備的導線和元器件造成損壞。此時可以采取的對策主要有以下幾個：安裝SPD，使侵入電子設備的雷電過電壓幅值受到控制；建筑物屏蔽、機房屏蔽或者設備屏蔽；使用穿金屬管的敷設方式來敷設信號傳輸線纜和電源線纜，將感應效應減弱。

結束語：總而言之，我國建筑物正朝著智能化方向發(fā)展，會有更多的科學技術手段應用其中，這就需要相關人員做好設備的防雷電工作。對于電子系統(tǒng)設備來說，其價錢昂貴、功能重要，一旦被破壞，將帶來巨大的損失，因此對其做好防雷措施更為重要。

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