現代智能大廈綜合防雷措施淺析

邱 洋，于偉娟，劉 林

1.許昌市氣象局，河南 許昌 461000

2.信陽市氣象局，河南 信陽 464000

0 引言

許昌市位于河南省中部，北距鄭州80km，改革開放以來，許昌市始終堅持以經濟建設為中心，以加快發展為主題，綜合經濟實力不斷增強，社會事業全面發展。一個欣欣向榮、充滿活力的許昌正在崛起。近年來，智能大廈建筑如雨后春筍般迅速發展，在其內部密布著眾多的電子設備和各種計算機系統，雷電是其主要干擾源之一，由雷災引發的各種災害和事故呈現上升的趨勢，如何對建筑物進行安全有效的防護，降低雷電的危害程度和雷災損失，一直是國內外研究學者和工程技術人員共同關注的重大問題。

1 智能大廈的集成系統及防雷設計理念

1.1 智能大廈的體系

當前國際標準（IEC）對防雷分區劃分（內部防護和外部防護）的方法和國家標準對防雷分類（直擊雷、感應雷和防止雷電波侵入）的方法對智能建筑系統防雷進行科學劃分。根據防雷的設計，我們將智能大廈分為以下幾個體系：建筑物外部防雷；電源系統防雷；電視監控系統防雷；計算機網絡系統防雷；電話通信系統防雷；火災報警系統防雷；安全門禁一卡通防雷；有線電視防雷；天饋系統防雷；光纖系統防雷。

1.2 智能大廈防雷設計理念

現代防雷技術主要通過接閃、分流、接地、等電位連接、屏蔽、安裝SPD等方式對建筑物進行防護，智能大廈作為科技含量較高的建筑物，包含各種集成系統，它的雷電防護措施應是一個全方位、立體型的綜合設計方案，主要解決防雷分區保護和雷電通道以及接地的問題，作為現代防雷的主要措施，在建筑物的弱電系統上加裝SPD已經成為現在防雷的重要的一環，但必須強調的是防雷是一個系統的工程，需要上面的6大基本措施的相互配合，緊密協作才能真正得到防護的效果。

2 智能大廈外部防雷措施

2.1 避雷針

智能大廈外部防雷設施不僅要求具有良好的防雷效果，并且對避雷針的外觀也有很高的要求，避雷針與大廈整體建筑風格應協調統一，且美觀，甚至成為大廈引人注目的亮點。

2.2 避雷帶和避雷網

根據《建筑物防雷設計規范》的要求，避雷帶可采用圓鋼或扁鋼制成，其材料應符合以下要求：圓鋼直徑不小于8mm ，扁鋼截面積不小于48mm2，厚度不小于4mm。避雷帶可沿建筑物四周女兒墻上敷設，并與避雷針、引下線、天面電磁屏蔽網做良好的。引下線應采用圓鋼或扁鋼制成，優先選用圓鋼。

3 電源系統的防雷防護措施

IEC中電源系統的防護要求采取分級防護的措施，一般來說電源系統分為3級進行防護。但是現在智能大廈的弱電設備很多，對通過輸電線路進來的電流極其敏感。所以智能大廈的很多設備采取了4到5級的精細防護。

4 電視監控系統防雷

電視監控系統（CCTV）的防雷保護比較復雜，首先需要明確監控系統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重的室外監控設備，在分析其損壞原因的基礎上，以及研究和探討信號、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等，方可以正確選擇和使用監控系統設備的防雷保護裝置。

4.1 前端設備的防雷

1）有室外和室內安裝兩種情況，安裝在室內的設備一般不會遭受直接雷擊，但需考慮防止雷電前端設備過電壓對設備的侵害，比如安裝在地下停車場等的攝像機等。

2）為防止電磁感應，沿桿引上攝像機的電源線和信號線穿金屬管屏蔽。為防止雷電波沿線路侵入前端設備，應在設備前的每條線路上加裝匹配的避雷器，如電源（220V或DC24V）、視頻線、信號線和云臺控制線。因此，可以選擇“三合一”或者“二合一”的監控攝像機多功能電涌保護器。

4.2 傳輸線路的防雷

1） CATV系統主要是傳輸信號線和電源線。室外攝像機的電源可從終端設備處引入，也可從監視點附近的電源引入。控制信號傳輸線和報警信號傳輸線一般選用芯屏蔽軟線，架設在前端與終端之間。

2） 采用通信管道或架空方式時，應注意傳輸線纜與其它線路的最小間距和與其它線路共桿架設的最小垂直間距。

4.3 終端設備的防雷

1）在CCTV系統中，監控室的防雷尤為重要，應從直擊雷防護、雷電波侵入、等電位連接和電涌保護多方面進行。

2）與硬盤錄像機等連接且布線經過室外的信號線路主要為視頻信號傳輸線及云臺控制線，因此對于硬盤攝像機的信號保護，需要在由外面進入中心監控機房的線路接入設備之前，安裝對應的浪涌保護器。

5 電話通信系統防雷

電話通信系統（TCS）的功能主要有語音通信、數據通信、圖形圖像通信。根據電話外線的數目安裝一定數目的電話通訊防雷器，主要主要的就是電話的接口和保護的線路的數目。

6 火災報警系統防雷

火災報警及消防聯動控制系統一般使用RS232數據控制線，從安全性和成本考慮，通常只需要在主機的數據采集端安裝數據信號浪涌保護器，而無須在感煙探測器、感溫探測器探頭處安裝數據信號浪涌保護器。

7 有線電視防雷

對于衛星通信（VSTV）、有線電視（CATV）、衛星電視（SATV）等系統，其衛星天線一般安裝在建筑物天面，如衛星天線未在建筑物防直擊雷避雷針、帶的保護范圍之內，需要增加接閃器作保護，如在建筑物防直擊雷避雷針、帶的保護范圍之內，只需要將天線饋線等外設線路穿金屬管屏蔽，外端連接避雷帶、天線支架或者引下線，內端連接機房接地匯流排或者建筑物柱內鋼筋即可起到良好的雷電防護作用。

8 光纖網絡防雷

隨著光纖通信技術的迅速發展，在加緊建設光纖通信的同時，光纜的防強電、防雷電問題已經引起了有關方面極大的重視，進行了不同程度的研究，并提出兩種不同的防護措施。

1）第一種防護措施，是在光纜接頭處將纜內金屬構件在接頭處前后斷開，不作電氣連接和接地處理，且在直埋光纜的上方設置屏蔽線。第二種防護措施，是在光纜接頭處將纜內金屬構件作電氣連通，并作接地處理，在直埋光纜的上方不設屏蔽線。

2）在地理地質狀況不是很好的地方，要埋設一組合格的地線是十分困難的，采用第一種防護措施，光纜接頭處不接地，可以減少很多接地裝置，從而可大大減少工程費用和維護工作量。另外，光纜接頭處纜內金屬構件不連通，相當于加了分割波波器，限制了感應縱電動勢在光纜中長距離的積累。

3）光纜線路一般均為直埋光纜，大多都是在距公路較近地址埋設，部分架在明線桿路上，并都與高壓輸電線、交流電氣鐵道、地面各種建筑物形成了相互合理的關系，保持有一定間隔距離，并在線路上采取了相應的防護措施。

[1]國家標準建筑物防雷設計規范GB50057-94,2000.

[2]建筑物電子信息系統防雷技術規范 GB50343-2004.

[3]建筑物防雷設計安裝99D562.北京:中國建筑標準設計研究所出版.