建筑物电子信息系统防雷技术规范.ppt
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1、建筑物电子信息系统防雷技术规范简单分析 Technical code for protection against lightning of building electronic information system GB 50343 2004 主编部门:四川省建设厅 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:2 0 0 4 年6 月1 日,雷电电磁脉冲 雷电电磁脉冲(Lightning Electromagnetic Pulse),简称LEMP,是天空打雷时产生的作为干扰源的强大闪电流及其电磁场。它的感应范围很大,对建筑物、人身和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害。这种危害就是雷电电磁
2、脉冲所产生的干扰。 建筑物内的雷电电磁脉冲干扰指以下三种情况: (1)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; (2)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; (3)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。,现代电子技术日益向高精度、高灵敏度、高频率和高可靠性方向发展。这些电子设备非常灵敏,但耐压很低,一般电子设备都承受不了正负5伏的电压波动。以各种微机为例,当雷电电磁脉冲的磁场强度超过0.07 高斯时,就会引起微机的误动作,当磁场强度超过2.4高斯时,就会造成微机的永久性损坏。因此,我们必须对雷电电磁
3、脉冲采取必要的防护措施,以便在先进的建筑物内实现良好的电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility)。,防御雷电电磁脉冲干扰的理想防雷设计方案是笼式避雷网,它利用的是法拉第笼原理。建筑物的金属结构物遍及各处,不用很多钢材就可很容易连接起来形成法拉第笼,从而建筑物内的电子设备得到很好的屏蔽。屏蔽做得好,不仅能防御空间电磁波的辐射,而且还可使建筑物内部的分流和均压达到最佳效果。 防御雷电电磁脉冲对室内布线的要求非常严格。由于用作引下线的钢筋混凝土柱内的钢筋和整个建筑物的屏蔽网都在外墙处,雷电流需经此处的钢筋分流到接地装置上,所以外墙处的电流密度大,电磁场强。因此,建筑物中
4、的电源和通信等线路的主干线不应靠近外墙,最好设置在建筑物的中心部位,如电梯井在中心部位,可设置在电梯井的近旁。建筑物内的各种电气馈线都要穿金属管保护或采用双层屏蔽电缆(或同轴电缆)。在一些有特殊要求的线路电源侧,还应加装电涌保护器、隔离变压器、稳频、稳压以及滤波等装置。 防御雷电电磁脉冲对接地的要求也很严格。 为了防御雷电电磁脉冲,建筑物的电源、电话、广播等线路最好采用埋地电缆引入,所用电缆应为铠装电缆或同轴电缆且外皮两端均要接地。,1.0.1 防止和减少雷电对建筑物电子信息系统造成的危害,保护人民的生命和财产安全,制定本规范 1.0.4 电子信息系统的防雷必须坚持预防为主、安全第一的原则。当
5、需要时,可在设计前对现场雷电电磁环境进行评估。 1.0.6 电子信息系统应采用外部防雷(防直击雷)和内部防雷(防雷电电磁脉冲)等措施进行综合防护。,外部防雷装置(即传统的常规避雷装置)由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器(也叫接闪装置)有三种形式:避雷针、避雷带和避雷网,它位于建筑物的顶部,其作用是引雷或叫截获闪电,即把雷电流引下。引下线,上与接闪器连接,下与接地装置连接,它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置位于地下一定深度之处,它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。,内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。
6、除外部防雷装置外,所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置,它包括等电位连接设施(物)、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。,随着电子设备的广泛使用,雷电电磁脉冲的危害也相对严重起来。1992年6月22日国家气象局中心大楼发生雷击事故,北京东京的同步线路的调制解调器被击坏,致使线路中断46小时,另一主机的一块异步板被击坏,导致8条线路中断,影响了国际通讯。其他地点因雷电电磁脉冲干扰而导致电子设备损坏的例子还有不少。这类例子说明,只设计外部防雷装置而不配之内部防雷手段,接闪器再好,也无法获得好的防雷效果。,所以下面和大家一起简单分析现代建筑防雷技术(综合防雷系统)
7、的内容,综合防雷的重要因素(措施),(1)接闪功能:接闪就是让在一定程度范围内出现的闪电放电不能任意地选择放电通道,而只能按照人们事先设计的防雷系统的规定通道,将雷电能量泄放到大地中去。 接闪功能是 指实现接闪功能所应具备的条件,包括接闪器的形式(避雷针、避雷带和避雷网)、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。,常规防雷装置即传统上所使用的防雷装置,包括避雷针、避雷带、避雷线和避雷网。它是继1759富兰克林发明避雷针后各国防雷专家经200多年研究和实践的成果,有充分的理论根据、实验数据和长期的实际运行经验。 非常规防雷装置指某些厂商近年推出的所谓的新式防雷装置。本文
8、所指的所谓新式防雷装置是半导体消雷器、导体消雷器、优化避雷针和流注提前发射接闪器等(本文这里不指激光引雷装置、火箭引雷装置和水柱引雷装置等)。各种消雷器的设计思想是企图中和雷云电荷,把雷电荷消灭掉或限制放电电流;各种提前发射接闪器的设计思想是企图把避雷针的接闪效果提高,即扩大保护范围。这几种防雷产品到目前为止都没有被国际防雷组织所承认。另外,非常规防雷装置的价格极高,以半导体消雷器为例,其价格比常规避雷针高几十倍至几百倍 因此防雷设计人员和使用单位应认清这种情况,必须选择优质而经济的产品。,(2)分流影响: 外部:指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果,引下线多,每根引下
9、线通过的雷电流就小,其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高,引下线很长时,应在建筑物的中间部位增加均压环,以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流,而且还可以降低反击电压。 内部:所谓分流就是在一切从室外来的导体(包括电力电源线、数据线、电话线或天馈线等信号线)与防雷接地装置或接地线之间并联一种适当的避雷器SPD,当直击雷或雷击效应在线路上产生的过电压波沿这些导线进入室内或设备时,避雷器的电阻突然降到低值,近于短路状态,雷电电流就由此处分流入地了。雷电流在分流之后,仍会有少部份沿导线进入设备,这对于一些不耐高压的微电子设备来说是很危险的,所以对于这类设备在导线进
10、入机壳前,应进行多级分流(即不少于三级防雷保护)。 现在避雷器的研究与发展,也超出了分流的范围。有些避雷器可直接串联在信号线或天线的馈线上,它们能让有用信号顺畅通过,而对雷电过压波进行阻隔。,(3)均衡电位: 指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位,即等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体,建筑物内当然就不会产生不同的电位,这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压,对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件,因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。为满足防雷装
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