对智能建筑中综合布线系统的雷电防护分析

伍苋微　巫宇慧

摘 要 对于综合布线系统的雷电防护是极为有必要的。本文主要针对智能建筑中的综合布线系统和其可能遭受的雷击途径展开分析，并对其防护的措施展开讨论。

关键词 智能建筑 综合布线系统 雷电防护

中图分类号：TU312.3 文献标识码：A

综合布线系统是指在建筑物内部信息通信设备进行信号传输的物理线路，可以称之为建筑物中的信息传输的“高速公路”。综合布线系统的发展主要是以现代计算机科技的飞速发展为基础的，计算机科技为综合布线系统提供了全面先进的技术支持，并且其所具有的灵活性和发展性也是传统单一的专用布线技术所无法相比的。综合布线系统主要由这几种系列的部件组成：传输介质、线路管理硬件、连接器、插座、插头、适配器、传输电子线路、电器保护设备和支持硬件。

1智能建筑中综合布线系统雷击研究

在通常情况下，雷电侵入电气设备的方式主要有两种，直击雷入侵和感应雷入侵，直击雷是指雷电直接击于综合布线系统所在的建筑物、其他物体，如电力电缆、外露信号电缆上。感应雷是指由于雷电流迅速变化在其周围产生巨大瞬变的强电磁场，造成对综合布线系统中相关设备感应出很高的电动势。一般而言，在智能建筑的建筑结构上，都已采用了直击雷防护措施，因此，直击雷对综合布线系统造成的破坏几率很小，而感应雷破坏的几率则比较大，因为感应雷可以有静电感应、电磁感应、暂态电位升高和雷电反击。以下主要针对于综合布线系统所遭遇到的感应雷危害进行相关的分析，主要通过以下4个方面：

1.1静电感应危害

在综合布线系统的构建中，电力电缆由于处于露天的环境，容易遭受到静电感应的危害。露天架空的电力线上空的带电雷雨云层产生静电感应，带上与云层相反的电荷，如果其中有一条电缆遭受到了雷击，电力线上的感应电荷，由于与大地间的电阻比较大，而不能在同样短时间内相应消失就会形成局部感应高电压，对于智能建筑内部的金属构架与接地不良的电气系统的金属器件之间发生击穿放电产生火花，造成严重的损失。

1.2电磁感应的危害

当智能建筑遭受雷击时，雷电流将沿建筑物钢筋或信号线路、电源线路、天馈线路等其它金属结构中各分支导体流入大地。沿分支导体流动的雷电流将在建筑物内部空间产生暂态脉冲磁场，脉冲磁场交链不同空间位置上的导体回路，就会在这些回路中感应出过电压和过电流，它们常会使得感应回路端的电子设备受到损害。

1.3暂态电位升高的危害

在智能建筑物遭受雷击时，雷电流沿着防雷装置中各分支导体流动，经接地体流入大地。将分支导体看成是具有分布电感和电阻的电路，把接地体看做是集中电阻，即接地电阻。于是雷电流流过防雷装置中各分支导体和接地电阻时，将会在分支导体的电感、电阻和接地电阻上产生压降，使防雷装置中各个部分的对地电位都有不同程度的升高。由于雷电流持续时间很短，这种电位升高现象所持续的时间较短，称为暂态电位升高。在雷电击中智能建筑物时，雷电流沿着建筑物接闪器的引下线和雷电闪击的通道产生雷电暂态电压升高，通过电源线、信号线等线路耦合或转移到电子设备上，造成通信、监控、计算机等智能化信息系统设备损坏。

1.4雷电反击的危害

雷击时会有强大的电流经过接闪器、引下线和接地体，与大地间存在很高的电压，这高电压与附近的电器设备、电源线、信号线等之间会发生反击，可能引起电气设备被破坏，金属管道被烧穿的严重后果。在许多情况下，暂态高电压还可以从一座智能建筑物受到雷击后，通过该建筑物的金属管道传递到另一座智能建筑物那里在引起反击，损坏设备。

2综合布线系统防雷措施

根据以上的智能建筑中综合布线系统雷击研究，应该对于综合布线系统的雷电加以防护，其措施主要有以下几点：

2.1屏蔽综合布线系统

（1）主要是在布线系统的线路采用屏蔽线缆，表层再增加金属屏蔽层，即线缆套金属管屏蔽，金属管两端接地做等电位处理。

（2）屏蔽布线系统采用的电缆、连接器件、跳线、设备电缆都应是屏蔽的，并应保持屏蔽层的连续性。

2.2综合布线系统防雷接地

（1）综合布线电缆与电力线、电气设备及其它管线之间应保持必要的间距。

（2）在电信间、设备间及进线间应设置楼层或局部等电位接地端子板。

（3）综合布线系统应采用共用接地系统，接地电阻不大于1欧，单独设置接地体时，接地电阻不应大于4欧，如果接地电阻达不到要求应增加人工接地体。

（4）楼层安装的各个配线柜（架、箱）应采用适当截面的绝缘铜导线单独布线至就近的等电位接地装置，也可采用竖井内等电位接地铜排引到智能建筑物共用接地装置。

2.3户外线路屏蔽

（1）户外进、出电子信息系统电源线路不宜采用架空线路，至少套10米金属管埋地敷设，金属管两端做等电位连接并接地。

（2）光缆的所有金属接头、金属护层、金属挡潮层、金属加强芯等，进入智能建筑物处直接接地。

（3）对于连接到综合布线系统中的所有外部线路加以金属屏蔽层的安装，并对于入户线路的接口处应该将所有的金属插头、档潮层进行等电位连接并接地。

2.4加装浪涌保护器（SPD）

（1）进入智能建筑物的交流供电线路，在线路的总配电箱设置电源浪涌保护器作为第一级保护；在配电线路分配电箱、电子设备机房配电箱设置电源浪涌保护器作为第二级保护；在智能电子设备终端前设置电源浪涌保护器作为第三级保护，即精细保护。

（2）为了保证雷电高压脉冲沿电源线路侵入时，各级SPD都能分级启动泄流，避免多级SPD间出现盲点，两级SPD间必须有一定的线距长度来满足避免盲点的要求。第一级SPD到第二级SPD之间的线距要大于10米，第二级SPD到第三级SPD之间的线距要大于5米。

（3）为了保护信号线路的电子设备不受雷击电磁脉冲的影响，在信号线路上的各电子设备前设置信号浪涌保护器。

3小结

总而言之，智能建筑中综合布线系统如果没有加以一定的防护措施是极有可能遭受到雷电的危害。本文主要从屏蔽综合布线系统、综合布线系统防雷接地、户外线路屏蔽、加装浪涌保护器展开对防雷措施的研究分析。

参考文献

[1] 吴成东.智能建筑综合布线系统设计与实践[M].清华大学出版社，2003.

[2] 肖稳安，张小英.雷电与防护技术基础[M].气象出版社，2006.