现代高层建筑物电子信息系统的综合防雷策略

现代高层建筑物电子信息系统的综合防雷策略

罗周霞

梅州市气象局广东梅州514000

摘要：本文主要对现代高层建筑物电子信息系统防雷保护原则及综合防雷策略进行了分析与探讨，以供参考。

关键词：现代高层建筑物；电子信息系统；综合防雷

一、引言

随着大量微电子设备在建筑领域的广泛应用，建筑物内微电子设备的安全保护向题已显得日益突出。对于高层智能建筑物，必须采取综合防雷的方式。由于电子设备中集成电路器件对雷电暂态过电压的耐受能力很低，对雷电电磁干扰极为敏感，它们在遭受雷击电磁脉冲效应的侵害后，很容易发生工作失灵或永久性损坏，从而严重威胁到信息系统的安全可靠运行。因此，切实做好现代高层建筑信息系统综合防雷工作，就显得尤为重要。因此，本文主要对现代高层建筑物电子信息系统防雷保护原则及综合防雷策略进行了分析与探讨，以供参考。

二、建筑物电子信息系统雷电防护原则

建筑物电子信息系统的雷电防护，必须坚持预防为主、安全第一的指导方针。为确保防雷的科学性、先进性，在设计前宜做现场雷电环境评估，应按综合防雷系统的要求进行设计。在进行建筑电子信息系统的防雷工程设计时，首先应坚持全面规划、综合治理、技术先进、优化设计、多重保护、经济合理、定期检测、随机维护的原则进行综合设计、施工及维护。应认真调查地理、地质、土壤、气象、环境条件、雷电活动规律、雷击事故受损原因、系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度以及被保护物的特点等的基础上分别采取相应的防护措施。电子信息系统的防雷应采用：直击雷防护技术、等电位连接技术、屏蔽技术、合理布线技术、共用接地技术、设计安装浪涌保护器（SPD）的技术等六大综合防护技术进行设计。同时，电子信息系统应根据所在地区雷暴等级、设备所在不同的雷电防护区以及系统对雷电电磁脉冲的抗扰度，采用不同的防护措施。

三、现代高层建筑物电子信息系统的综合防雷策略

现代高层建筑物电子信息系统的综合防雷可采用外部防雷（防直击雷）和内部防雷（防雷击电磁脉冲）等措施进行综合防护。

图1、建筑物电子信息系统综合防雷系统

（1）外部防雷措施

外部防雷即计算机房所在建筑物的直击雷防护，是雷电防护的首个重要环节。为了防止遭受直接雷击，应按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010要求设防直击雷的外部防雷装置。具体是在建筑物天面装设接闪网、接闪带、接闪针等防雷设施，同时利用建筑物的钢筋混泥土屋顶、梁、柱的钢筋作为引下线，利用建筑物基础内钢筋网作为接地体。接地装置应利用建筑物的自然接地体，当自然接地体的接地电阻达不到要求时，要增加人工环形接地，环形接地网是把接地体沿建筑物周围围成一个闭合环。这样的接地网可以使得界面以外的电场分布比较均匀，从而减少了跨步电压对人的危害，也减少了室内在雷击时由于地面电位梯度大容易产生对设备高电压反击的危险。同时，由于电子信息系统所在的大楼一般都按规范要求在天面安装了接闪带、接闪网、接闪针等防雷设施，这些防雷设施在接闪瞬间雷电流通过引下线和接地体泄入大地，由此可知整栋大楼已经形成一个良好防直击雷系统，而电子信息系统机房又位于大楼内部，受大楼防雷系统保护，直击雷直接击中机房的可能性非常小，故一般不考虑直击雷对机房的影响。因此，电子信息系统机房的防雷保护重点是防止感应雷的入侵。

（2）内部防雷及防雷电磁脉冲

雷电磁脉冲是指雷电经过电阻、电感、电容耦合产生的电磁效应，包含闪电电涌和辐射电磁场。它的感应范围很大，对建筑物、人和各种电气电子设备都会有不同程度的危害，而建筑物内的雷电磁脉冲干扰最为常见为以下三种情况：一是天空中雷电波的电磁辐射对建筑物内电力线路和电子设备的电磁干扰；二是建筑物的防雷装置接闪时，强大的瞬间雷电流对建筑物内电力线路和电子设备的干扰；三是由外部各种强、弱电架空线路或电缆线路传来的电磁波对建筑物内电子设备的干扰。

近年来，越来越多的电子信息设备进入建筑物，由于其灵敏度高、精密性强，很容易受雷电磁脉冲干扰，如果雷电流或磁场侵入，均能使建筑物内的电气、电子设备受到影响，轻者导致设备误动作，重者可能导致设备损坏，甚至报废，对安全及财产将产生严重的损失。建筑物电子信息系统应根据需要保护的设备数量、类型、重要性、耐冲电压额定值及所要求的电磁环境等情况选择雷电电磁脉冲的防护措施：一是等电位连接和接地；二是电磁屏蔽；三是合理布线；四是能量配合的浪涌保护器防护。

现主要分析浪涌保护器的使用，浪涌保护器（SPD）又称电涌保护器。为了保护建筑物电子信息系统的安全，防止过电压和过电流对对设备机房所带来的巨大破坏，最有效的方法就是安装浪涌保护器。安装浪涌保护器的目的在于用分流（限流）技术将雷电过电压（脉冲）能量分流疏导至大地，从而达到保护的目的。电源部分的浪涌保护器防护，电源线路是雷电侵入的主要通道之一，对于高压部分，供电部门有专用的高压避雷装置，而线对线的过压则无法控制。因此，对低压线路应进行过电压保护：建议总配电房加装浪涌保护器，作为一级保护；在楼层配电箱间加装浪涌保护器，作为二级保护；在所有重要的、精密的设备前端对地加装浪涌保护器，作为三级保护；信号部分的防护，信号线是雷电波入侵的另一个主要途径，因此，要求对进出信息中心控制机房的不同信号线（控制信号、语音信号、视频信号等）应加装相应的信号浪涌保护器，在安装过程中要充分了解信号的传输方式、物理接口、阻抗特性、信号电平等各项数据参数，选择安装适配的浪涌保护器。

SPD安装在电子设备的外连接线路中，将地线按联合接地原则接入系统的地线，才不至于造成电位反击，从而能真正起到保护接地的目的。只要设计合理，安装合格，电涌保护器就能对雷电电磁脉冲进行有效的防护。

四、结语

总之，电子信息系统雷电防护是一个系统工程，要综合做好外部防雷和内部防雷，建立整体防护体系，在完善直击雷设施的基础上，采用分流、屏蔽、等电位连接接地、雷击电涌保护等措施，才能有效地防止雷击电磁脉冲的侵害；同时还要根据各类设备特点和防护对象的实际情况灵活应用，综合考虑，才能获得良好效果。

参考文献

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