智能大廈綜合布線系統(tǒng)的雷電防護(hù)

智能大廈綜合布線系統(tǒng)的雷電防護(hù)分析南京信息工程大學(xué)南京210044摘要：隨著信息處理系統(tǒng)的電子化、設(shè)備的高度集成化的提高和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，智能大廈綜合布線縱橫交錯(cuò)，智能化大樓的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)浪涌較為敏感，電路的雷電承受能力進(jìn)一步下降，因而綜合布線系統(tǒng)應(yīng)具有更好的防雷性能。本文分析了雷電入侵智能大廈的方式、途徑，著重討論了在智能大廈的綜合布線系統(tǒng)方面如何采取防止雷害的方法和措施。關(guān)鍵詞：智能大廈防雷綜合布線系統(tǒng)子系統(tǒng)1、引言隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)及建筑智能化技術(shù)的發(fā)展，不斷推進(jìn)智能大廈向集成化發(fā)展的進(jìn)程。智能大廈線纜密布、系統(tǒng)設(shè)備繁多、微電子設(shè)備復(fù)雜。這些設(shè)備特別是綜合布線連接的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、精密的微電子設(shè)備，它們的靈敏度高、耐壓低、時(shí)時(shí)刻刻都大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，并且數(shù)據(jù)線電源線分布很廣，很容易受到各種干擾。在這些干擾中，雷電和過電壓對(duì)系統(tǒng)的影響最為嚴(yán)重，輕則導(dǎo)致系統(tǒng)的誤操作，重則造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的丟失，系統(tǒng)癱瘓和硬件設(shè)備的永久損壞。在如今的信息時(shí)代，這些設(shè)備及數(shù)據(jù)都較為重要，一旦損壞造成長時(shí)間停運(yùn)，會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如何使智能大廈內(nèi)的人與通訊設(shè)備及其他設(shè)施不受雷電的侵害，是十分重要的，因此對(duì)智能大廈的防雷成為一個(gè)越來越重要的課題擺在我們面前。2、綜合布線系統(tǒng)在智能大廈的地位和作用智能大廈以建筑為平臺(tái)，兼?zhèn)渫ㄐ抛詣?dòng)化、辦公自動(dòng)化、建筑設(shè)備自動(dòng)化，給人們提供一個(gè)舒適、高效、安全、便利的建筑環(huán)境。智能系統(tǒng)所用的主要設(shè)備通常放置在智能大廈的系統(tǒng)集成中心，通過綜合布線與各種終端（如電話機(jī)、傳真機(jī)）和傳感（如煙霧、壓力、溫度等傳感器）連接，感知大廈內(nèi)各個(gè)空間“信息”。綜合布線系統(tǒng)是利用雙絞線或光纜集成的通用傳輸系統(tǒng)，它是智能大廈連接“3A”系統(tǒng)的媒介，是智能大廈的一個(gè)重要子系統(tǒng)，是智能大廈信息傳輸?shù)幕A(chǔ)傳輸通道，綜合布線的配置水平和類型體現(xiàn)了智能大廈的智能化程度，在GB/T50311—2000和GB/T50314—2000等國家標(biāo)準(zhǔn)中已有明確規(guī)定。3、綜合布線組成結(jié)構(gòu)綜合布線系統(tǒng)是智能大廈的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，它是建筑物內(nèi)部的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。其采用標(biāo)準(zhǔn)的信息配線系統(tǒng)，綜合了所有語音、數(shù)據(jù)、圖象與監(jiān)控設(shè)備，并將各類設(shè)備終端插頭插入標(biāo)準(zhǔn)的終端盒內(nèi)。由于綜合布線系統(tǒng)在建筑物內(nèi)縱橫交錯(cuò)，它可以使交換系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)彼此相連，使這些系統(tǒng)成為外部通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)接入網(wǎng)點(diǎn)。但綜合布線系統(tǒng)連接的數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)雷電非常敏感，雷電可以對(duì)這些設(shè)備造成毀滅性的破壞。綜合布線一般都在建筑物內(nèi)豎直垂直和橫向水平布線，敷設(shè)在地板、頂板、吊平頂和墻體之中。綜合布線一般采用金屬橋架、金屬線槽和金屬管套進(jìn)行敷設(shè)[1]。綜合布線系統(tǒng)由六個(gè)子系統(tǒng)組成，采用星型結(jié)構(gòu)。這六個(gè)子系統(tǒng)是：工作區(qū)子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、管理區(qū)子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)、建筑群接入子系統(tǒng)。如圖1圖1智能大廈綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3．1工作區(qū)子系統(tǒng)工作區(qū)布線子系統(tǒng)由終端設(shè)備連接到信息插座的連線（或軟線）組成，包括裝配軟線、連接器和連接所需的擴(kuò)展軟線，并在終端設(shè)備與I/O之間搭橋。在進(jìn)行終端設(shè)備和I/O連接時(shí)，可能需要某種傳輸電子裝置，但這種裝置并不是工作區(qū)子系統(tǒng)的一部分。例如調(diào)制解調(diào)器，它能為終端與其他設(shè)備間的兼容性傳輸距離的延長提供所需的轉(zhuǎn)換信號(hào)，但不能說是工作區(qū)子系統(tǒng)的一部分。工作區(qū)子系統(tǒng)所使用的連接器必須具備有國際ISDN標(biāo)準(zhǔn)的8位接口，這種接口能接受大廈自動(dòng)化系統(tǒng)所有低壓信號(hào)以及高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息和數(shù)碼聲頻信號(hào)。3．2水平布線子系統(tǒng)從用戶工作區(qū)連接到垂直主干線子系統(tǒng)的線便是水平布線子系統(tǒng)。水平布線子系統(tǒng)是整個(gè)綜合布線系統(tǒng)的一部分，它與主干線子系統(tǒng)的區(qū)別在于布線子系統(tǒng)總是在一個(gè)樓層上，并與信息插座連接。在綜合布線系統(tǒng)中，水平子系統(tǒng)由4對(duì)UTP（非屏蔽雙絞線）組成，能支持大多數(shù)現(xiàn)代通信設(shè)備。如果需要某些寬帶應(yīng)用時(shí)，可采用光纜。從用戶工作區(qū)的信息插座開始，水平布線子系統(tǒng)在交連處連接，或在小型通信系統(tǒng)中在以下任何一處進(jìn)行互連：遠(yuǎn)程（衛(wèi)星）通信接線間、干線接線間或設(shè)備間。在設(shè)備間中，當(dāng)終端設(shè)備位于同一樓層時(shí)，水平布線子系統(tǒng)將在干線接線間或遠(yuǎn)程通信（衛(wèi)星）接線間的交叉連接處連接。3．3干線子系統(tǒng)干線子系統(tǒng)又稱垂直主干線子系統(tǒng)，它提供建筑物干線電纜的路由。干線子系統(tǒng)通常在二個(gè)單元之間，特別是在位于中央點(diǎn)的公共系統(tǒng)設(shè)備處提供多個(gè)線路設(shè)施。該子系統(tǒng)由所有的布線電纜組成，或有導(dǎo)線和光纖以及將此光纖連到其他地方的相關(guān)支撐硬件組合而成。傳輸介質(zhì)可能包括一幢多層建筑物的樓層之間垂直布線的內(nèi)部電纜或從主要單元如計(jì)算機(jī)房或設(shè)備間和其他干線接線間來的電纜。為了與建筑群的其他建筑物進(jìn)行通信，干線子系統(tǒng)將中繼線交叉連接點(diǎn)和其他接口（由電話局提供的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的一部分）連接起來。網(wǎng)絡(luò)接口通常放在設(shè)備相鄰近的房間。網(wǎng)絡(luò)接口為這些設(shè)施和和建筑物綜合布線系統(tǒng)之間劃定界限。3．4管理子系統(tǒng)管理子系統(tǒng)由交連、互連以及I/O組成。管理點(diǎn)為連接其他子系統(tǒng)提供連接的手段。交連和互連允許將通信線路定位或重定位在建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信線路。I/O位于用戶工作區(qū)和其他房間和辦公室，使在移動(dòng)終端設(shè)備時(shí)能方便地進(jìn)行插拔。在使用跨接線或接入線時(shí)，交叉連接允許將端接在單元一端的電纜上的通信線路連接到端接在單元另一端的電纜上的線路。跨接線是一根很短的單根導(dǎo)線，可將交叉連接處的二條導(dǎo)線端點(diǎn)連接起來；插入線包含幾根導(dǎo)線，而且每根導(dǎo)線末端均有一個(gè)連接器。插入線為重新安排線路提供一種簡易的方法，而且不需要像安排跨接線時(shí)使用的專用工具。互連完成交叉連接的相同目的，但不使用跨接線或插入線，只使用帶插頭的導(dǎo)線，插座和適配器?；ミB和交叉連接也適用于光纖。光纖交叉連接要求使用光纖的插入線——在二端都在光纖連接器的短光纖。根據(jù)布線安排和管理通信線路以適應(yīng)終端設(shè)備的位置變化的需要，在各種不同的交叉連接處可選用插入線。但在中繼線交叉連接處，布線交叉連接處和干線接線間里，通常已安裝好使用插入線的交叉連接硬件。在遠(yuǎn)程通信（衛(wèi)星）接線區(qū)，如安裝在墻上的布線區(qū)，交叉連接可以不要插入線，因?yàn)榫€路通常是通過跨接線連接到I/O上的。在大型布線系統(tǒng)的上述位置，交叉連接處經(jīng)常是將干線子系統(tǒng)的大型電纜轉(zhuǎn)接到連接I/O的小型水平電纜的過渡點(diǎn)。在線路重新布局時(shí)，一般不使用這種饋給式（feedthrough）交叉連接。3．5設(shè)備間子系統(tǒng)設(shè)備間子系統(tǒng)由設(shè)備間中的電纜、連接器和有關(guān)的支撐硬件組成。它的作用是把公共系統(tǒng)設(shè)備的不同設(shè)備互連起來。該子系統(tǒng)將中繼線交叉連接處和布線交叉連接處與公共系統(tǒng)設(shè)備如PBX連接起來。該子系統(tǒng)還包括設(shè)備間和鄰近單元如建筑物的入口區(qū)中的導(dǎo)線。這些導(dǎo)線將設(shè)備或避雷裝置連接到有效建筑物接地點(diǎn)。3．6建筑群子系統(tǒng)建筑群子系統(tǒng)將一個(gè)建筑物中電纜延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信設(shè)備和裝置上。建筑群子系統(tǒng)是綜合布線系統(tǒng)的一部分，它支持提供樓群之間通信所需的硬件，其中包括導(dǎo)線電纜、光纜以及防止電纜上的脈沖電壓進(jìn)入建筑物的電氣保護(hù)裝置。4、智能大廈綜合布線系統(tǒng)遭受雷擊的分析4．1雷電的危害形式4．1．1直擊雷和感應(yīng)雷雷電直接擊中線路并經(jīng)過電器設(shè)備入地的雷擊過電流稱為直擊雷；由雷閃電流產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)變化與導(dǎo)體感應(yīng)出的過電壓，過電流形成的雷擊稱為感應(yīng)雷。4．1．2電磁脈沖輻射閃電放電時(shí)，其電流是隨時(shí)間變化的，而非均勻變化。一次閃電往往由幾個(gè)短脈沖放電組成。一個(gè)中等的雷電放電，其第一個(gè)脈沖電流幅值大約為30KA，其最大電流陡度大約為12KA/μs。后續(xù)的脈沖電流幅值大約只有12KA，但其最大脈沖電流陡度大約為40KA/μs，因此脈沖電流就向外輻射電磁波，這種電磁波雖然也隨著距離的增大而減小，但卻比較緩慢，閃電的電磁脈沖輻射通過空間以電磁波的形式耦合到對(duì)瞬態(tài)電磁脈沖極其敏感的設(shè)備，會(huì)造成設(shè)備故障或損壞設(shè)備[2]。4．1．3雷電過壓侵入當(dāng)建筑物或設(shè)備并不處于雷暴區(qū)域內(nèi)，或者雖在雷暴活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，但建筑物或設(shè)備已受到防直擊雷的避雷裝置的保護(hù)與屏蔽，有時(shí)仍會(huì)遭受到雷害。其原因可能是在進(jìn)線、出線或某些金屬管道上未采用防雷電過電壓的措施。直擊雷或感應(yīng)雷都可能使導(dǎo)線或金屬管道產(chǎn)生過電壓。這種過電壓沿著導(dǎo)線或金屬管道從遠(yuǎn)處雷區(qū)或防雷保護(hù)區(qū)域之外傳來。侵入建筑物內(nèi)部或設(shè)備內(nèi)部。導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)、設(shè)備損壞或人員傷亡。由于雷電過電壓沿著導(dǎo)線或金屬管道傳播的距離遠(yuǎn)，擴(kuò)散面大，特別是當(dāng)?shù)夭o雷電活動(dòng)，人員毫無思想準(zhǔn)備，所以雷電過電壓造成的損失比較嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電子設(shè)備遭受的雷擊事故中，雷電過電壓沿電源線侵入設(shè)備而造成的雷擊故障，大約要占80%。4．1．4反擊電壓侵入雷暴活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)雷電閃擊到建筑物的接閃裝置時(shí)，盡管接地裝置的接地系統(tǒng)十分良好，其接地電阻也很小，但由于雷電流幅值大，波頭陡度高，雷電流流過時(shí)也會(huì)因接地引下線與各種金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備上的工作地線間的絕緣距離未達(dá)到安全要求，造成接地引下線與各種金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備間的工作地線之間放電，從而使這些金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備間的工作地線上引入反擊電流，造成人身和設(shè)備雷擊事故。此外，由于避雷接地裝置在雷擊瞬間使其周圍的地電位上升。這樣即使該避雷接地裝置與建筑物內(nèi)其他設(shè)備的工作接地裝置是分開的，也難免因兩個(gè)接地裝置之間的距離未達(dá)到安全要求而造成地中放電，致使仍處于零電位的其他設(shè)備的工作接地引入反擊電流而損壞設(shè)備。4．2雷電過壓和反擊電壓入侵智能大廈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)目前在智能大廈防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，是執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057—94，設(shè)計(jì)由避雷網(wǎng)（帶），避雷針或混合組成的接閃器，立柱基礎(chǔ)的鋼筋網(wǎng)與鋼屋架，屋面板筋等構(gòu)成一個(gè)整體，避雷網(wǎng)通過全部立柱基礎(chǔ)的鋼筋作為接地體，將強(qiáng)大的雷電流流入大地。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安置在建筑物內(nèi)，受建筑物防雷系統(tǒng)保護(hù)，直擊雷擊中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可能性非常小，計(jì)算機(jī)設(shè)備抗直擊雷能力很低，保護(hù)設(shè)備非常昂貴，通常不必安裝防直擊雷的設(shè)備，而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須防感應(yīng)雷[3]。感應(yīng)雷可由靜電感應(yīng)產(chǎn)生，也可由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，形成感應(yīng)雷電壓的幾率很高，對(duì)建筑物內(nèi)低壓電子設(shè)備威脅巨大，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及電話程控交換機(jī)的防雷重點(diǎn)是防止感應(yīng)雷入侵。入侵計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的雷電過電壓過電流主要有以下三個(gè)途徑（如圖2）：圖2近點(diǎn)雷擊對(duì)設(shè)備形成損壞的途徑（1）交流電220V電源供電線路入侵計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電源由電力線路輸入室內(nèi)，電力線路可能遭受直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷擊中高壓電力線路，經(jīng)過變壓器耦合到220V低壓，入侵計(jì)算機(jī)供電設(shè)備；另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應(yīng)雷電過電壓。在220V電源線上出現(xiàn)的雷電過電壓平均可達(dá)10000V，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可造成毀滅性打擊。（2）由計(jì)算機(jī)通信線路入侵可分為三種情況：首先，當(dāng)?shù)孛嫱怀鑫镌庵睋衾状驌魰r(shí)，強(qiáng)雷電壓將附近土壤擊穿，雷電流直接入侵到電纜外皮，進(jìn)而擊穿外皮，使高壓入侵線路。其次，雷云對(duì)地面放電時(shí)，在線路上感應(yīng)出上千伏的過電壓，擊壞與電路相連的電器設(shè)備，通過設(shè)備連線侵入通信線路。這種入侵沿通信線路傳播，涉及面廣，危害范圍大。另外，若通過一條多芯電纜連接不同來源的導(dǎo)線或者多條電纜平行敷設(shè)時(shí)，當(dāng)某一導(dǎo)線被雷電擊中時(shí)，會(huì)在相鄰的導(dǎo)線感應(yīng)出過電壓，擊壞低壓電子設(shè)備。（3）地電位反擊電壓通過接地體入侵雷擊時(shí)強(qiáng)大的雷電流通過引下線和接地體泄入大地，在接地體附近放射型的電位分布，若有連接電子設(shè)備的其他接地體靠近時(shí)，即產(chǎn)生高壓地電位反擊，入侵電壓可高達(dá)數(shù)萬伏。建筑物防直擊雷的避雷引入了強(qiáng)大的雷電流通過引下線入地，在附近空間產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)變化，會(huì)在相鄰的導(dǎo)線（包括電源線和信號(hào)線）上感應(yīng)出雷電過電壓，因此建筑物避雷系統(tǒng)不但不能保護(hù)計(jì)算機(jī)，反而可能引入雷電。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等設(shè)備的集成電線芯片耐壓能力很弱，通常在100V以下，因此必須建立多層次的計(jì)算機(jī)防雷系統(tǒng)，層層保護(hù)，確保計(jì)算機(jī)特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。此外，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)雷電極為敏感，即使幾公里外的高空雷閃或?qū)Φ乩组W都有可能導(dǎo)致這些設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)——計(jì)算機(jī)CPU控制中心誤動(dòng)作或損壞。根據(jù)國外資料介紹0.07GS的磁感應(yīng)強(qiáng)度可造成計(jì)算機(jī)誤動(dòng)作，1.96GS的磁感應(yīng)強(qiáng)度可造成計(jì)算機(jī)假性損壞，2.4GS的磁感應(yīng)強(qiáng)度可造成計(jì)算機(jī)永久性損壞。綜合布線系統(tǒng)作為整個(gè)大樓的核心要害信息中樞，自然要預(yù)先消除任何事故誘發(fā)的因素。各個(gè)子系統(tǒng)的配電單元及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與外界聯(lián)系的信號(hào)數(shù)據(jù)線、建筑物內(nèi)部較長的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線，衛(wèi)星小站的高頻頭、天饋線應(yīng)是雷擊的核心。對(duì)于雷電磁場(chǎng)的影響，主要是雷擊大樓時(shí)雷電流在建筑物的分布直接影響到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備，特別是對(duì)雷擊敏感的計(jì)算機(jī)控制單元及數(shù)字終端設(shè)備在智能大廈的布局。合理的布局可將雷害的損失降低到最低限度。大樓采用聯(lián)合接地，均壓等電位等可有效解決地電位升高的影響，而在大樓水平子系統(tǒng)、管理區(qū)子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)、建筑群接入子系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、UPS、交換機(jī)、服務(wù)器、Hub、計(jì)算機(jī)、控制終端、監(jiān)控系統(tǒng)、終端設(shè)備的接口處安裝浪涌保護(hù)裝置，并對(duì)大樓的出入纜線采取屏蔽、接地等措施，可有效減少雷電對(duì)信號(hào)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的侵害。衛(wèi)星通信及無線通信天饋線屏蔽與接地，根據(jù)饋線的長度輔以同軸雷電過電壓保護(hù)器可充分抑制雷電流通過饋線系統(tǒng)進(jìn)入衛(wèi)星收發(fā)信機(jī)的量級(jí)。5、綜合布線防雷德國專家希曼斯基在《過電壓保護(hù)與實(shí)踐》中提出了現(xiàn)代防雷保護(hù)的三道防線：外部防雷保護(hù)、內(nèi)部防雷保護(hù)、過電壓保護(hù)。運(yùn)用系統(tǒng)思想綜合考慮并協(xié)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)，使雷擊產(chǎn)生的危害盡可能降低到各系統(tǒng)的承受能力之內(nèi)。智能大廈防雷技術(shù)措施見圖3圖3智能大廈防雷系統(tǒng)圖而經(jīng)分析可知對(duì)智能大廈的雷電防護(hù)主要是進(jìn)行內(nèi)部防護(hù)，搞好綜合布線的防雷是非常重要的。而通常措施有屏蔽、接地、等電位連接、過壓保護(hù)和安全距離、合理布線[3]。5．1綜合布線系統(tǒng)的防雷5．1．1設(shè)備間防雷此間的防雷要求做到將進(jìn)入建筑物的各種線路、管道進(jìn)行等電位連接。采用光纖（無加強(qiáng)筋）作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主干線，可以絕對(duì)避免雷電的影響，是最好的防雷措施。若采用大對(duì)數(shù)雙絞電纜作為數(shù)據(jù)傳輸主干線，則需要在機(jī)柜中安裝網(wǎng)絡(luò)避雷器，作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第一級(jí)防雷措施。5．1．2管理區(qū)的防雷需要在機(jī)柜中安裝計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)避雷器作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第二級(jí)防雷措施，防護(hù)由于引下線泄放雷電流而形成的電磁場(chǎng)突變產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓。同時(shí)也要加裝信號(hào)避雷器，作為通信線路的第二級(jí)防雷措施。5．1．3工作區(qū)的防雷連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)點(diǎn)在管理區(qū)中已經(jīng)采取了保護(hù)措施，一般不需要加裝防雷設(shè)施。當(dāng)需要利用調(diào)制解調(diào)器通過語音點(diǎn)連接計(jì)算機(jī)時(shí)，由于語音線路與外線連接在一起，因此有必要安裝信號(hào)避雷器作為末極防雷措施。5．1．4干線子系統(tǒng)的防雷因?yàn)樵诠芾韰^(qū)中已經(jīng)安裝了信號(hào)避雷器，這里一般也不需要再安裝防雷設(shè)備。但要進(jìn)行等電位連接。5．1．5水平子系統(tǒng)的防雷由于與聯(lián)合接地系統(tǒng)相連的金屬橋架和金屬管線充當(dāng)了屏蔽層，并且在管理區(qū)中已設(shè)置防雷裝置，所以在水平干線子系統(tǒng)中不必再加裝防雷裝置。5．1．6建筑群子系統(tǒng)的防雷采用光纖（無加強(qiáng)筋）作為建筑物間的網(wǎng)絡(luò)連接介質(zhì)，不需要安裝避雷器，甚至可以架空鋪設(shè)。若采用電纜，則必須埋地敷設(shè)。在進(jìn)入建筑物內(nèi)敷設(shè)時(shí)，電纜必須單獨(dú)敷設(shè)在弱電金屬橋架或金屬管內(nèi)。金屬橋架和金屬管線應(yīng)與聯(lián)合接地系統(tǒng)良好相連，充當(dāng)導(dǎo)線的屏蔽層，不能共用強(qiáng)電金屬橋架或金屬管。強(qiáng)電金屬橋架及金屬管線與弱電金屬橋架及金屬管線平行敷設(shè)時(shí)，其間的凈距離不小于20cm。進(jìn)出建筑物的通信線不能通過架空線進(jìn)出建筑物，必須埋地敷設(shè)，并且需要加裝金屬護(hù)套或屏蔽層。5．2綜合布線系統(tǒng)中的屏蔽技術(shù)5．2．1屏蔽布線系統(tǒng)屏蔽布線系統(tǒng)是在普通非屏蔽布線系統(tǒng)的外面加上金屬屏蔽層，利用金屬屏蔽層的反射、吸收和集膚效應(yīng)實(shí)現(xiàn)防止電磁干擾及電磁輻射的功能的。屏蔽系統(tǒng)綜合利用了雙絞線的平衡原理及屏蔽層的屏蔽作用，因此具有非常好的電磁兼容特性。5．2．2減少電磁感應(yīng)的屏蔽措施減少電磁感應(yīng)的屏蔽措施包括：（1）電子信息系統(tǒng)的導(dǎo)電金屬物、電纜屏蔽層及金屬線槽（架）等進(jìn)入框架或鋼筋混凝土的建筑物時(shí)就應(yīng)做等電位連接。對(duì)信息系統(tǒng)所處的防雷區(qū)宜進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度的衰減的計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果采用相應(yīng)的屏蔽措施。（2）信息系統(tǒng)的機(jī)房應(yīng)避免設(shè)在建筑物的高層，宜選擇在大樓的低層中心部位。信息設(shè)備盡量遠(yuǎn)離建筑物的外墻結(jié)構(gòu)柱子，設(shè)置在雷電防護(hù)的最高級(jí)別（LPZ2或LPZ3）區(qū)域內(nèi)。應(yīng)根據(jù)防雷分區(qū)和信息設(shè)備的要求采取相應(yīng)的屏蔽措施，使雷擊產(chǎn)生的電磁場(chǎng)向內(nèi)層層衰減。（3）信息系統(tǒng)設(shè)備為非金屬外殼且建筑物屏蔽未達(dá)到要求時(shí)，根據(jù)信息系統(tǒng)設(shè)備的重要性，可對(duì)機(jī)房或設(shè)備加裝金屬屏蔽網(wǎng)或屏蔽室，且金屬屏蔽網(wǎng)或屏蔽室應(yīng)與等電位連接帶連接。5．2．3戶內(nèi)外線路屏蔽在進(jìn)行戶外線路屏蔽時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）在需要保護(hù)的空間里（如戶外）應(yīng)采用屏蔽電纜，其屏蔽層的兩端要進(jìn)行等電位連接，在屏蔽層路由雷電防護(hù)區(qū)交接處也要作等電位連接。（2）當(dāng)使用含金屬部件的光纜時(shí)，在入戶處應(yīng)將所有金屬插頭、金屬擋潮層以及金屬加強(qiáng)芯等金屬構(gòu)件進(jìn)行等電位連接。（3）建筑物之間的互連電纜應(yīng)敷設(shè)在金屬管道內(nèi)，金屬管道的兩端應(yīng)電氣連通并連到各建筑物的等電位連接帶上。管道內(nèi)的電纜屏蔽層應(yīng)進(jìn)行等電位連接。當(dāng)互相鄰近的建筑物之間有電力和通信電纜連通時(shí)，應(yīng)將其接地裝置互相連接。（4）當(dāng)有些線路存在的公共部分為架空線路時(shí)，入戶前應(yīng)埋地敷設(shè)，在架空線路轉(zhuǎn)埋地的轉(zhuǎn)接處需加裝SPD接地。進(jìn)行戶內(nèi)線路屏蔽時(shí)應(yīng)注意：（1）凡進(jìn)入建筑物的線路及全程在戶內(nèi)敷設(shè)的埋墻線路均套金屬屏蔽層安裝。（1）屏蔽層的搭接處，即管與管、槽與槽、管與槽、管與接線盒、管與配電箱等部位的連接初，均需進(jìn)行電氣跨接。如果線管厚度小，可在連接處開一小孔，穿螺栓夾接銅線。（2）不同專業(yè)的線路屏蔽層，往往彼此交錯(cuò)敷設(shè)。在不同專業(yè)的管路交錯(cuò)位置應(yīng)對(duì)金屬管作電氣跨接。5．2．4加強(qiáng)布線系統(tǒng)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)及材料的抗干擾性計(jì)算機(jī)設(shè)備、通信設(shè)備以及電子設(shè)備等的產(chǎn)品的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)采用金屬材料制成的箱、盒、柜、架，使其成為法拉第籠的形式，然后再加上接地端子，進(jìn)行良好的接地。綜合布線系統(tǒng)的線纜材料及性能的選擇應(yīng)符合系統(tǒng)要求，并結(jié)合建筑物的周圍電磁環(huán)境狀況進(jìn)行綜合考慮，一般宜以抗干擾能力和傳輸性能為主要考慮因素，經(jīng)濟(jì)因素次之。5．2．5注重設(shè)備和傳輸線路與不同干擾源間的距離綜合布線系統(tǒng)還需盡可能地遠(yuǎn)離干擾源，以減少其對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響，提高設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性，綜合布線電纜與電力電纜的間距、以及與避雷引下線等其他干擾源的間距見表1表1綜合布線電纜與電力纜及與干擾源的間距有關(guān)干擾源的間距距與綜合布線接近情情況最小間間距（mm）平行交叉與線纜平行敷設(shè)1300380V電力電電纜﹤2KV．A有一方在接地的線線槽中70雙方都在接地的線線槽中1000（續(xù)表1）有一方在接地的線線槽中1500380V電力電電纜2～5KV．A雙方都在接地的線線槽中80與纜線平行敷設(shè)3000有一方在接地的線線槽中3000380V電力電電纜﹥5KV．A雙方都在接地的線線槽中1500與纜線平行敷設(shè)6000熒光燈、電子啟動(dòng)動(dòng)器或交感性性設(shè)備與線纜接近3000無線電發(fā)射設(shè)備（天天線、發(fā)射機(jī)機(jī)）與線纜接近3000配電箱與線纜接近≧1000電梯、變電室盡量遠(yuǎn)離≧2000避雷引下線100003000保護(hù)地線50200給水管150200壓縮空氣管150200煤氣管300200熱力管（不包封）5005000熱力管（包封）30030005．3綜合布線系統(tǒng)的接地和等電位連接綜合布線接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括接地線、接地母線、接地干線、主接地母線、接地引入線以及接地體等6部分。5．3．1接地線接地線是綜合布線系統(tǒng)中各種設(shè)備與接地母線之間的連線。所有接地線均為銅質(zhì)絕緣導(dǎo)線，其橫截面面積應(yīng)不小于4mm2。可利用電纜屏蔽層作為接地線連至每層的配電柜，若電纜用穿鋼管或金屬線槽的方法敷設(shè)，則鋼管或金屬線槽應(yīng)保持連續(xù)的電氣連接，并且其兩端應(yīng)具有良好的接地。5．3．2接地母線接地母線是樓層水平布線的接地與系統(tǒng)接地線之間的接地連接點(diǎn)。每一層樓層的配線柜應(yīng)與本樓層接地母線焊接在一起，與接地母線處于同一配線間內(nèi)的所有綜合布線用的金屬架及接地干線均應(yīng)與該接地母線焊接在一起。接地母線為銅母線，其最小尺寸為6mm（厚）×50mm（寬），其長度視工程實(shí)際需要而定。5．3．3接地干線接地干線是由總接地母線引出、連接所有接地母線的接地導(dǎo)線。接地干線應(yīng)安裝在不受物理和機(jī)械損傷的保護(hù)處，建筑物內(nèi)的水管及金屬電纜屏蔽層不能作為接地干線使用。當(dāng)建筑物中使用多個(gè)垂直接地干線時(shí)，垂直接地干線之間每隔三層及頂層需用與接地干線等截面面積的絕緣導(dǎo)線相焊接。接地干線應(yīng)為絕緣銅芯導(dǎo)線，其橫截面面積應(yīng)不小于16mm2。5．3．4主接地母線主接地母線作為綜合布線系統(tǒng)中接地干線及設(shè)備接地線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，其理想位置宜設(shè)在外線引入間或建筑配線間內(nèi)。接地引入線、接地干線、直流配電屏接地線、外線引入間的所有接地線、電纜屏蔽層、金屬管和與主接地母線處于同一配線間內(nèi)的所有綜合布線用的金屬架均應(yīng)與主接地母線進(jìn)行良好焊接。主接地母線采用銅母線，其最小尺寸為6mm×100mm，其長度視工程實(shí)際需要而定。5．3．5接地引入線接地引入線指接地母線與接地體之間的接地連接線，宜采用40mm×4mm或50mm×5mm的鍍鋅扁鋼。接地引入線應(yīng)作絕緣防腐處理，在其出土部位應(yīng)有放機(jī)械損傷措施，且不宜與暖氣管道同溝布放。5．3．6接地體單獨(dú)設(shè)置接地體時(shí)通常采用人工接地體，人工垂直接地體采用熱鍍鋅角鋼、鋼管或圓鋼，埋于土壤中的水平接地體宜采用熱鍍鋅扁鋼或圓鋼。圓鋼直徑不應(yīng)小于10mm，扁鋼截面不應(yīng)小于100mm2，其厚度不應(yīng)小于4mm，角鋼厚度不應(yīng)小于5mm，鋼管的壁厚不應(yīng)小于3．5mm；接地電阻不應(yīng)大于4Ω；與工頻低壓交流供電系統(tǒng)接地體之間的距離不應(yīng)小于10m，與建筑物防雷系統(tǒng)接地體之間的距離不應(yīng)小于2m。采用聯(lián)合接地體時(shí)多利用建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋網(wǎng)作為自然接地體，接地電阻不應(yīng)大于1Ω，在實(shí)際應(yīng)用中通常采用聯(lián)合接地體。若存在兩個(gè)接地體，其接地電位差不應(yīng)大于1V（有效值）。5．4安全距離在雷電擊于格柵形大空間屏蔽以外附近的情況下，在LPZ1區(qū)內(nèi)距屏蔽層有一安全距離ds/1=W·SF/10，SF—屏蔽系數(shù)，W—格柵形屏蔽的網(wǎng)格寬度；在雷電直接擊在位于LPZOA區(qū)的格柵形大空間屏蔽上的情況下，有一安全距離ds/2=W（m）。信息設(shè)備距離屏蔽格柵不小于ds/i（I=1，2）。而合理布線則要注意表1所示的綜合布線電纜與電力纜及與干擾源的距離。5．5SPD的選擇5．5．1信號(hào)線SPD的選擇（1）信號(hào)線SPD的箝位電壓應(yīng)滿足網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接口的需要，工作電壓及電流應(yīng)滿足系統(tǒng)的要求，對(duì)雷電響應(yīng)時(shí)間應(yīng)在納秒級(jí)；（2）總配線架的保安單元應(yīng)符合YD/T694-1998總配線架技術(shù)要求的規(guī)定；（3）信號(hào)SPD應(yīng)滿足信號(hào)傳輸速率及帶寬的要求；（4）信號(hào)SPD的插入損耗應(yīng)滿足通信系統(tǒng)的要求；（5）信號(hào)SPD的標(biāo)稱放電電流為3KA。5．5．2同軸SPD的選擇（1）同軸SPD插入損耗應(yīng)≦0.2dB，駐波比≦1.2，工作電壓及工作電流應(yīng)滿足系統(tǒng)的要求，安裝與接地方便，具有不同的接頭，同軸SPD與同軸電纜接口應(yīng)具備防水功能；（2）同軸SPD的標(biāo)稱放電電流應(yīng)≧5KA。5．5．3網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線SPD的選擇計(jì)算機(jī)、控制終端、監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線用的雷電過電壓保護(hù)器件有RJ45、RJ11、RS232、RS422、RS485接口及同軸型數(shù)據(jù)線SPD等，其中，RJ系列的SPD分為單端口和多端口產(chǎn)品，其SPD的工作電壓和傳輸速率可供選擇。計(jì)算機(jī)接口、控制終端、監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線SPD應(yīng)滿足各類接口設(shè)備傳輸速率的要求，SPD接口的線位、線排、線序應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備接口兼容，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在滿足設(shè)備傳輸速率條件下，優(yōu)先采用由半導(dǎo)體放電管組成的保護(hù)電路SPD。計(jì)算機(jī)接口、控制終端、監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線SPD的標(biāo)稱放電電流應(yīng)≧3KA。6、結(jié)束語雖然智能大廈綜合布線系統(tǒng)雷電過電壓保護(hù)是防雷要素中極為重要的因素之一，但由于如何減少雷害是一個(gè)整體的、全面的防雷問題，因此只有將防雷問題從各個(gè)方面加以解決，按照聯(lián)合接地均壓等電位的理論、避雷針的保護(hù)半徑、浪涌電流就近疏導(dǎo)分流、線纜的屏蔽接地和通信電源及信號(hào)線的雷電過電壓多級(jí)保護(hù)的原則，正確選擇雷電過電壓保護(hù)器件和防雷方案（根據(jù)年雷暴日、海拔高度、