淺析火災自動報警系統的防雷設計

楊慶鴻

新疆博州公安消防支隊

淺析火災自動報警系統的防雷設計

楊慶鴻

新疆博州公安消防支隊

火災自動報警系統是為了讓人們能夠在盡早發現和通報火災并及采取措施，控制和撲滅火災。而專門設在住宅中或其他場所的自動消防設施，由于微電子技術及計算機網絡技術在火災自動報警系統中的應用，使其具有集成度高、低電壓和低功耗等特性，這就使其系統對雷電過電壓、電力系統操作過電壓、電磁輻射、靜電放電等電磁干擾非常敏感，為了確保建筑物和建筑物內火災自動報警系統不受雷電損害或使雷電損害降到最低程度，應從整體及系統的角度進行綜合防御。

火災；系統；防雷；設計

火災自動報警系統是為了讓人們能夠在盡早發現和通報火災，并及采取措施，控制和撲滅火災。而專門設在住宅中或其他場所的自動消防設施，是人們和火災斗爭的一種有力的工具, 主要由觸發器件、火災警報裝置和火災報警裝置、以及具有其他輔助功能的裝置組成。在國外，許多發達國家，如美、英、日、德、法、俄和瑞士等國，火災自動報警設備的生產、應用比較普遍，美、英、日等國，火災自動報警設備幾乎已經普及到一般家庭中。在我國，此類報警設備的研究、應用和生產相對起步比較晚，50～60年代幾乎是空白。70年代逐漸開始創建發展。進入80年代后，隨著國內四化建設的發展和消防工作的加強，火災自動報警設備的應用和生產有了巨大發展，產品種類和產量，生產廠家、以及應用單位，都不斷的與日俱增

目前火災自動報警系統在建筑中的應用越來越廣泛，就該系統的特點和功能要求，火災自動報警系統的布線、布點延伸到建筑物中的各個區域，甚至跨越不同的建筑物，使得系統防雷顯得越來越重要。由于微電子技術及計算機網絡技術在火災自動報警系統中的應用，使其具有集成度高、低電壓和低功耗等特性，這就使其系統對雷電過電壓、電力系統操作過電壓、電磁輻射、靜電放電等電磁干擾非常敏感，如果防護措施不利，有時可能遭受重大損失，它可以導致數據信號發生錯亂，也有可使芯片直接損壞，從而破壞系統設施；另一種可能，雷擊所產生高壓浪涌使系統中的一些部件逐漸劣化，使其縮短使用壽命，這種損傷會導致系統常出現難以捉摸的軟故障，電路逐漸失效或性能下降，最終使系統工作不正常，不能有效的早期探測火情和及時滅火，使火災造成人身及財產損失。

由于火災自動報警系統防雷點多面廣，為了確保建筑物和建筑物內火災自動報警系統不受雷電損害或使雷電損害降到最低程度，應從整體及系統的角度進行綜合防御，即要提供高效的接閃體、安全引導雷電流入地、完善低電阻地網、電源浪涌沖擊防護、控制線與報警總線過壓防護。

1 電子設備的雷電危害主要原因分析

1.1 雷電入侵的主要途徑

雷電入侵的主要途徑：1）源于感應雷的高電壓脈沖。由雷云之間快速放電或雷云對大地放電形成的靜電感應和電磁感應，可能會在電線中感生數千伏甚至更高的高壓電，最終以波的形式順著導線傳入室內；2）直擊雷直接擊中金屬導線。高壓電向導線兩邊傳播然后進入室內，高電壓由瞬間的高電流產生后對人體和電子設備造成很大程度的地破壞；3）直擊雷通過接地網入地入侵。直擊雷通過接地網入地時在地網上可能產生數十甚至數百千伏的高電壓，這些高電壓通過系統的接地線、零線和電子設施的地線以波的形式傳入室內，直接對電子設備造成危害。

1.2 雷電對電子設備影響

比如雷電產生的電磁波會影響通信信號，使通信質量的變差，而這種影響是短暫的，并不會對電子設備造成危害。另一種則是破壞性的，比如現代電子產品中大量運用半導體器件，ⅠC芯片也得到廣泛運用，它們對電壓都有比較嚴格的要求，如ⅠC芯片工作電壓一般在2～10V，超過一定電壓就會被擊穿或燒毀，造成不可恢復性破壞。

2 主要的防雷方法

2.1 分流：對直擊雷用接閃器引下線和接地裝置或通過導電且接地良好的金屬構架將雷 電流分流并引入地下, 使其盡可能不流過被保護的器件或設備。為以降低電位,避免引起反擊，雷電流通道的阻抗要低, 散流要好。

2.2 均壓：為均衡電位，應該把同一樓層同一部位的設備外殼、電纜外皮、金屬構件（架）、管道等進行 良好的電氣連接。

2.3 屏蔽：采用屏蔽電纜, 法拉第籠、各種屏蔽箱(盒) 和各種屏蔽體來阻擋侵入電子設備)的過電壓能量和電磁干擾。

3 火災自動報警系統的防雷設計

鑒于以上闡述的雷電對電子設備的危害及主要的防雷方法，為了減少雷電對火災自動報警系統的影響，應采取各種相關措施來防止雷擊事故的發生。

3.1 高層建筑應有一套完善的防雷措施，將雷電流直接導入地下泄散，對建筑物內部人員等有很好的保護作用。

3.2 對火災自動報警系統的電源線進行防雷保護，將雷電電荷吸收。

需在電源線上采用防雷措施。 因為在雷電發生時，建筑內的防設施雖然會把雷電荷大量引入地下，但也會有較多的雷電流通過電源線進入設備而引起設備損壞。如圖1所示，Q1,Q2,Q3,為防雷管，吸收雷擊大量的能量，其他一部分經過電容C1，,C2進一步吸收，這樣就能將雷擊的影響大幅度降低，而防雷管和電容應有良好的接地措施，這種防雷措施一般應接到設備的電源輸入端。

圖1

3.3 信號線的防雷措施。如圖2，Q1,Q2,Q3,為防雷管，R1,R2的選取可根據信號線的輸入阻抗來選擇，不能太大，對于有比較大阻抗的導線來說，也可不用。

3.4 設備內的防雷措施

以上兩種措施均可以實施于設備內部，亦可以使用防浪涌電容，TVS二極管，壓敏電阻，放電管等措施，這些電阻應盡可能地安置在外地路的輸入點，保證良好的接地，如圖2所示。

圖2

結語

雷電是自然現象，會對電子設備產生影響，影響嚴重的話會直接永久性破壞電子設備。本文通過介紹雷電對電子設備危害來分析火災自動報警系統的防雷設計，但各種防護措施并不能夠完全消除雷電對電子設備的危害。

[1]GB 50116-98，火災自動報警系統設計規范

[2]GB50343-2004，建筑物電子信息系統防雷技術規范

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.101