智能建筑的防雷、接地、抗干擾(20211112124717)

1、智能建筑的防雷、接地、抗干擾智能建筑中線纜密布、系統(tǒng)設(shè)備繁多，微電子裝備復(fù)雜，且防護(hù)能力 單簿，為保證系統(tǒng)、設(shè)備平安正常運(yùn)行，必須采取專門、特殊的措施 加以保護(hù)，而防雷、接地、抗干擾那么是重要的、必備的、有效的保護(hù) 手段，以下僅就此三方面加以分析說明。1、智能建筑的防雷對(duì)于智能化系統(tǒng)而言，除雷電直擊外，最具破壞作用的是二次效應(yīng)， 由于雷電具有高電位、大沖流、瞬時(shí)性的特點(diǎn)，強(qiáng)大的閃電產(chǎn)生靜電 場(chǎng)、交變電磁場(chǎng)和電磁輻射、雷電波侵入、地電位還擊等，雷電電磁 脈沖LEMP影響。由于雷電流變化梯度大，能產(chǎn)生強(qiáng)大的變電磁場(chǎng), 使周圍的金屬物產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流。一方面嚴(yán)重地干擾無線、 有線通訊；另一方面

2、，一旦侵入微電子設(shè)備的信號(hào)入口，將使器件被 擊穿、燒毀，從而使網(wǎng)絡(luò)癱瘓，設(shè)備報(bào)廢。國際電工委員會(huì)IEC指 出：雷電是高科技的天敵。由于電子設(shè)備的防護(hù)能力較弱，敏感的電 子設(shè)備其所能承受的能量最多只達(dá)毫焦耳級(jí)，而雷擊釋放的能量到達(dá) 數(shù)百兆焦耳，能量差異相當(dāng)懸殊，因此必須采取措施加以保護(hù)。(1) 根據(jù)建筑物的重要性、功能、發(fā)生雷擊事故的可能性及后果， 按防雷要求，將建筑物的防雷分為三類。對(duì)各類建筑物的避雷措施， 防雷標(biāo)準(zhǔn)GB50057-94中已規(guī)定了相應(yīng)要求；(2) 天線防雷設(shè)施：天線裝設(shè)在建筑物屋頂，須與屋面上的防雷接 地裝置連在一起，且連接點(diǎn)不得少于兩處。如天線的突出局部超出大 樓的防雷防護(hù)范

3、圍之外，應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立的避雷針，并應(yīng)與天線避雷接地 裝置可靠連接。為綜合防雷，天線宜裝設(shè)天線饋線系統(tǒng)避雷器；(3) 進(jìn)出建筑物管、線、纜的防雷：進(jìn)出建筑物的各種金屬管、電 纜、引入線應(yīng)在進(jìn)出處與大樓防雷接地裝置相連；電纜進(jìn)出線應(yīng)在進(jìn) 出口處，將電源金屬外皮、鋼套管等與電氣設(shè)備接地相連。如電纜轉(zhuǎn) 換成架空線，應(yīng)在轉(zhuǎn)換處裝置避雷器；(4) 對(duì)于信息系統(tǒng)的保護(hù)：應(yīng)分級(jí)保護(hù)，根據(jù)電子設(shè)備的敏感性及 不同部位分別對(duì)待，妥善處理；(5) 對(duì)電源系統(tǒng)的保護(hù)：應(yīng)用電子避雷器進(jìn)行分級(jí)保護(hù)，從高壓柜、 低壓柜、主配電箱、分配電箱逐級(jí)保護(hù)，把雷電過電壓降到設(shè)備能夠 承受的水平；(6) 對(duì)電子設(shè)備的保護(hù)：從分析雷電脈沖L

4、EMP襲擊電子設(shè)備的 不同途徑來采取相應(yīng)的綜合防治措施。雷電能量作用于電子設(shè)備相連 的各種導(dǎo)線上，形成雷電波、感應(yīng)過電壓沿導(dǎo)線侵入電子設(shè)備，包括 配電線、信號(hào)線、天饋線等；雷電能量直接耦合作用于電子元件上， 造成元器件誤動(dòng)作和損壞；通過地電位還擊，損壞設(shè)備的元件，損壞 導(dǎo)線、器件的絕緣材料?？刹扇〉拇胧┯校簩?duì)系統(tǒng)設(shè)備實(shí)行等電位聯(lián) 結(jié)；實(shí)行穿金屬管敷線，加強(qiáng)屏蔽、減少感應(yīng)效應(yīng)；實(shí)行設(shè)備屏蔽、 機(jī)房屏蔽、建筑物屏蔽；加裝電子避雷器，限制侵入電子設(shè)備的雷電 過電壓的幅值。根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)分析資料，在雷擊損壞設(shè)備的事故中，有7 0%以上是 從供電線路侵入的。因此，對(duì)電源供電線路實(shí)施多級(jí)防雷是電子設(shè)備 及整

5、個(gè)系統(tǒng)防雷的重要環(huán)節(jié)。電源避雷器目前主要采用壓敏電阻防雷。2、智能建筑的接地接地問題是強(qiáng)電、弱電、智能化系統(tǒng)帶有普遍性的問題。接地按作用 可分為功能性接地和保護(hù)性接地兩大類。功能性接地有：系統(tǒng)接地、工作接地、邏輯接地、屏蔽接地；保護(hù)性接地有：保護(hù)接地、防雷接地、靜電接地、重復(fù)接地等。建筑物的接地按連接方式又可分為獨(dú)立接地和聯(lián)合接地。(1) 獨(dú)立接地是把直流接地、保護(hù)接地、防雷接地分開設(shè)置。這樣做的目的是為了排除來自地線的干擾源。這是根據(jù)電子計(jì)算機(jī)設(shè) 備要求獨(dú)立接地或通信系統(tǒng)要求單獨(dú)接地而采取的接地措施。為防止不同系統(tǒng)接地而引入不同電位，導(dǎo)致人身和設(shè)備事故，根據(jù)規(guī) 范要求，各接地系統(tǒng)的距離必須大

6、于2 0m，且它們的接地極與地線 之間要保持絕緣，絕緣電阻應(yīng)在2M Q以上，接地電阻小于4 Q。(2) 聯(lián)合接地是將各種接地通過接地線連接在同一接地裝置上。 一般地，除特殊情況外，一個(gè)建筑物只能存在一個(gè)接地系統(tǒng)，以免引 入不同電位而導(dǎo)致人身和設(shè)備事故。因此，智能建筑中的智能系統(tǒng)設(shè) 備如無特殊要求，建筑物接地應(yīng)采取聯(lián)合接地。3、智能建筑的抗干擾在建筑物建筑群以外的自然環(huán)境和建筑內(nèi)部設(shè)備的環(huán)境中存在著大量 的電磁干擾，電磁干擾將會(huì)使智能化系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生誤碼、錯(cuò)碼，產(chǎn)生 誤動(dòng)作；使信號(hào)系統(tǒng)受到污染、產(chǎn)生噪聲。強(qiáng)大的脈沖干擾還會(huì)導(dǎo)致 電子器件、設(shè)備的損壞；在實(shí)際工作中，使設(shè)備性能下降、無法工作 的現(xiàn)象時(shí)

7、有發(fā)生；因此，必須凈化建筑物電磁環(huán)境，防止雜散電磁波 干擾以及提高建筑物內(nèi)系統(tǒng)和設(shè)備的抗干擾能力。抗干擾成為建筑智 能化系統(tǒng)必不可少的技術(shù)措施。在采用適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施及方法前， 首先必須分析干擾源，了解干擾產(chǎn)生的原因及干擾的傳播途徑。3.1、干擾源的產(chǎn)生(1) 播送、通信、雷達(dá)、導(dǎo)航發(fā)射設(shè)備的信號(hào)頻譜。這些設(shè)備的發(fā) 射功率很大，它的基波可以產(chǎn)生有用信號(hào)的干擾，諧波可以構(gòu)成無用 信號(hào)的干擾；(2) 工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療、感應(yīng)加熱設(shè)備的輻射場(chǎng)強(qiáng)。這些設(shè)備由于功率大，屏蔽又不夠好，功率泄漏大，高次諧波成分強(qiáng)；(3) 架空電力線及電氣牽引系統(tǒng)的電磁干擾，主要是導(dǎo)線電暈及接觸不良以及滑動(dòng)受電時(shí)偶爾產(chǎn)生火花或

8、微??；(4) 汽車點(diǎn)火系統(tǒng)及日光燈照明設(shè)備的電磁干擾。汽車的干擾主要 來自點(diǎn)火系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)、風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)等。日光燈啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電擊穿 脈沖，造成射頻干擾， 可通過燈管本身及供電電源線而產(chǎn)生輻射發(fā)射， 也可通過電源線注入公用電源，構(gòu)成比擬強(qiáng)的傳導(dǎo)干擾；日光燈在工 作時(shí)由于鎮(zhèn)流器而產(chǎn)生的工頻諧波干擾，進(jìn)而大大增加供電電源的諧 波成分，造成供電質(zhì)量下降；(5) 公用電源、靜電放電、電磁脈沖。由于公用電源內(nèi)阻并不等于 零"，因此，公用電源既提供應(yīng)設(shè)備有用的電能，同時(shí)也提供了干擾電 壓。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)計(jì)算機(jī)及應(yīng)用計(jì)算技術(shù)的儀表而言，危害最 大的是尖峰脈沖信號(hào)和衰減振動(dòng)形成的干擾信號(hào)，這是

9、因?yàn)樗鼈兛赡?導(dǎo)致程序錯(cuò)誤，存儲(chǔ)喪失甚至系統(tǒng)的損壞。3.2、干擾途徑不管是設(shè)備還是系統(tǒng)內(nèi)部的干擾都是以電容耦合、電感耦合、電磁波 輻射、公共阻抗(接地系統(tǒng))和導(dǎo)線(電源線、信號(hào)線、輸出控制線 等)的傳導(dǎo)方式對(duì)設(shè)備產(chǎn)生干擾。因此，消除和抑制干擾的方法有電 場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽、電磁屏蔽、電子設(shè)備接地、搭接和濾波。3.3、常見的抗干擾措施(1) 在電源的進(jìn)出線端口處加設(shè)低通濾波器，消除電網(wǎng)中的高頻干擾；(2) 為防止市電電網(wǎng)急劇變化或雷擊出現(xiàn)過電壓，智能設(shè)備建議使用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源供電；(3) 接地及公共阻抗帶來的干擾，其抑制方法是使各種接地之間不構(gòu)成回路；(4) 智能化系統(tǒng)機(jī)房遠(yuǎn)離強(qiáng)功率發(fā)射源及電梯機(jī)房；(5) 根據(jù)周圍環(huán)境電磁場(chǎng)干擾的情況，決定有效屏蔽的方法；(6) 電纜屏蔽層接地；(7) 采用光電耦合器和光纖傳輸數(shù)字信號(hào)；(8) 建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋要求保