智能楼宇综合布线防雷保护的研究

【摘要】智能建筑内部密集着的众多电子设备和各种计算机系统，雷电是其主要干扰源之一，由雷灾引发的各种灾害和事故呈现上升的趋势。而综合布线是智能楼宇中的重要系统，他的防雷保护就显得格外重要。

【關键词】智能建筑 综合布线 防雷保护

雷击是一种自然现象，具有极强的破坏能力。通过对雷击破坏性的研究、探索，对雷电的危害采取了一定的预防措施，有效地降低了雷害的损伤程度。雷电的形成有多种原因，以负极性下行先导放雷为主。一般来说雷电的破坏形式有三类：直击雷，即雷直接击在建筑物和设备上而发生的机械效应和热效应， 一般建筑物易受直击雷的部位多为屋檐、屋脊、屋角、檐角、女儿墙，还有雷电侧击高层建筑的问题；感应雷，即雷电流产生的电磁效应和静电效应；雷电波侵入，雷电流沿电气线路和管道引入建筑物内部，危及设备安全。在防雷保护设计中，一般采用三级保护措施；将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散：阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压：限制被保护设备浪涌过电压幅值。

随着自动化程度的提高，一些微电子为主要元件的控制、保护、信号、通信、监控等的设备得到普遍应用。而这些设备对于电磁暂态的骚扰具有敏感性和脆弱性。而雷击造成的暂态电磁干扰是其中最严重也是最难以防范的。遭受雷击后（不管是直击雷还是感应雷）都会从电缆侵入各种设备，轻者造成测、计量等误差，重者会造成设备误动、毁坏，将会对现代楼宇的智能系统造成难以估量的损失。直击雷侵入电缆后，能够造成控制、信号电缆及设备等弱电系统的直接损毁。

雷电引起的过电压主要有以下几个方面：

（1）.雷云静电感应过电压。通过雷云静电场感应，在设备上积累一定与雷云极性相反的电荷，当雷云突然放电消失后，设备上的静电荷来不及泄放，从而在设备的表面形成静电过电压，造成微电子设备损坏。

（2）电磁感应雷过电压。雷击大地或地面上的物体时通过电磁感应在附近其他导体上产生的电压称为感应过电压。当传输线上出现感应雷过电压时，与线路相连的设备有可能损坏。特别是随着系统自动化程度越来越高的今天，如何降低自动化设备所在环境的电磁干扰水平，提高系统稳定运行将是智能系统电磁兼容的突出问题。

如在线路上和避雷针上的雷电通过接地装置泄流到电缆沟中的地线上，地线上的雷电流通过电磁感应会在各种动力电缆、信号电缆、控制电缆上产生感应过电压，造成与这些电缆相连的设备中的微电子部分损坏。

（3）直击雷过电压。雷电直接击中物体，通过它泄放雷电流时所产生的电压降称作直击雷过电压，其所带来的危害往往是灾难性的。

（4）反击过电压。某金属物体因雷击而产生直击雷过电压时，该金属体与大地之间存在很高的电压，有可能对与大地相连的附近其他金属体发生闪击，使后者出现过电压，成为反击过电压。

（5）雷电入侵波。电力传输线和各种信号传输线上出现的直击雷过电压或感应雷过电压都可能以行波的方式向机房传播。如果不采取抗防护措施，将会危及电力、通讯等系统。

智能建筑的发展使得传统的建筑防雷设计不再能满足建筑本身对雷电安全的需要。雷电防护己经不仅仅是对建筑本体的防护，更侧重于对建筑内人身和电气设备的安全的防护。防雷工作正在从以传统的防直击雷为主向防雷电感应过电压对通迅、安防、自动控制等系统的设备的损害而转变。

智能大厦内的通信线路多由综合布线系统担当。综合布线系统由六个子系统组成：建筑群子系统、设备间子系统、管理子系统、垂直干线子系统、水平干线子系统、工作区子系统。我们下面分析一下对综合布线系统的防雷保护。

（1）建筑群子系统：由连接两个及以上建筑物之间的缆线和配线设备组成。连接线缆一般常用两种：光缆和双绞线。光缆传输速率高，外界对其干扰程度小，传播长距离大容量多用它。若采用光缆作为建筑物间网络连接介质，不需要安装避雷器，甚至可以架空铺设。双绞线抗干扰能力要比光缆差得多，但其工程造价低，小范围传输容量小时，可选择双绞线。若采用双绞线，则必须穿管埋地敷设。进入建筑后，采用双绞线敷设时，导线必须单独敷设在弱电金属桥架或金属管道内。金属桥架和金属管道与综合接地系统良好连接，充当导线的屏蔽层，不能与强电导线共用强电金属桥架或强电金属管道。

（2）设备间子系统；由进线设备，程控交换机、计算机等各种主机设备及其配线设备组成。它是布线系统最主要的管理区域，通常分为语音管理和数字管理两部分。语音设备管理区子系统连接大楼外的各种线路，经与垂直干线子系统跳接后，连通各语音管理子系统，为防雷电破坏应安装通信避雷柜作为通信线路的第一级防雷措施。连接进出大楼的大对数通信电缆必须埋地敷设，以防进出大楼的通信线路引人的感应雷。数据设备管理子系统即是计算机网络核心设备，是采用大对数双绞电缆作为传输主干缆。需要在机柜中安装计算机网络防雷器作为计算机网络的第一级防雷措施。若采用光缆作为计算机网络主干线，则绝对避免了雷电影响，是最好的防雷措施。

（3）管理子系统设置在各层配线间，由配线设备、输入/输出设备等组成。管理子系统也分为数据和语音两部分。语音部分采用BIX安装架固定在墙面上。由接线板，绕线环等组成，需要安装信号避雷器作为通信线路的第二级防雷措施。数据部分采用双绞线作为垂直主干线，也需要在机柜中安装信号避雷器作为计算机网络的第二级防雷措施，防护由于引下线泄放雷电流而形成的电磁场突变所产生的感应雷。

（4）垂直干线子系统：由设备间的配线设备和跳线设备以及设备间至各楼层配线间的连接电缆组成。分为语音主干线和数据主干线两部分。语音干线按照程控交换机和电信系统的标准和做法，采用屏蔽大对数双绞电缆，因为在管理区子系统安装了信号避雷器，所以这部分一般不需要再装防雷设备。数据主干线如采用大对数双绞电缆作为数据传输主干缆，因为已在管理区子系统安装了信号避雷器，所以一般也不需要在这部分再安装防雷设备。如采用光缆作为计算机网络主干线，则绝对避免了由于引下线泄放雷电流而形成的电磁场突变产生的感应雷，是最好的防雷措施。

（5）水平干线子系统。由连接管理子系统至工作区子系统的水平布线及信息插座组成。数据点和语音点均采用双绞线敷设在金属桥架和金属管道内。由于金属桥架和金属管道与综合接地系统相连，形成了信号线路的屏蔽层。并且在管理子系统中，已设置防雷保护装置，所以在水平干线子系统中不必再加装防雷装置。

（6）工作区子系统：由连接在信息插座上的各种设备组成。连接计算机网络的数据点由于在管理子系统中已采取了防雷措施，所以在工作区子系统一般不需要再加装防雷设施，若需要利用调制解调器通过语音点连接计算机，由于语音线路与外线连接，则有必要安装信号避雷器，作为末级防雷措施。

随着智能化技术的日趋完善以及智能建筑在我国的不断普及，智能建筑的防雷保护技术也将不断得到发展。综合布线从防雷角度上考虑，需要考虑如下问题：（1）电源线不要与网络线同槽架设，数据插座与电源插座保持一定距离；（2）广域网线缆不要与局域网线缆同槽架设；

（3）网线与墙壁布置时，有条件应远距离安装；（4）屏蔽槽有厚度要求，并要求两点接地。

参考文献：

[1]张小青，建筑物内电子设备的防雷保护[M].电子工业出版社，2000

[2]刘国林. 综合布线系统工程设计（修仃版）[ M ]. 北京： 电于工业出版社， 2 0 01

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