浅谈智能建筑的防雷接地

1、浅谈智能建筑的防雷接地随着信息技术的发展，特别是internet技术的高速发展，以及经济快速的发展，全世界各大城市争先构建数字化城市，大量的智能化建筑拔地而起，其中采用了大量的电子设备，如楼宇自控系统(BA)、消防报警系统(FA)、闭路电视监控系统(CCTV)、门禁及保安报警系统(SA)、综合布线及通讯系统(CA)等等，这些设备的耐压等级低、抗干扰能力差，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波的侵入，致使雷电灾害频频发生。据统计，雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26，防雷过电压已成为具有时代特点的一项迫切要求。因此在智能建筑的设计施工中，不仅要重视智能建筑的性能指

2、标和设备的先进性，更要注意做好建筑物的防雷接地。防雷与接地对于智能建筑中的弱电设备的安全运行和数据的可靠传输有着重要的影响，并且是抑制电磁干扰、提高电子设备电磁兼容性的重要手段之一。如果建筑物的防雷接地没有处理好，不管是雷电的直击、串击、反击，轻则会造成设备不能有效传输数据，降低智能建筑设备的可靠性；重则会损坏设备的部件，甚至导致设备瘫痪并危及人员的安全。近年来我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷接地设计就显得尤为重要。目前一些城市和地方的立法，如从2002年9月1日开始执行的北京市防御雷电灾害若干规定，使人们越来越多的认识到做好建筑物防雷及

3、接地的重要性及迫切性。1雷击一般分为直击雷击和感应雷击 (1)直击雷击指雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，直接摧毁建筑物，构筑物以及引起人员伤亡等。由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。 (2)感应雷击(又称二次雷击)指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。感应雷击对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏，80以上是由感应雷引起的。 (3)另外还有操作过电压，即是指

4、当电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，当负载(特别是电感性大的负载)电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。 2外部防雷措施 根据国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版)，外部防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。 (1)接闪器：根据建筑物的特点和防雷等级选用避霄网、避雷带或避雷针。在保护范围以外的突出金属物，如金属设备、金属管道、金属栏杆、广告牌、航空标志灯等，均应与防雷系统相焊接或卡接，构成统一的导电系统。屋顶的金属装饰物如金属旗杆或满足规范要求壁厚的金属屋面，均可作为接闪器。 (2)引下线：尽量利用建筑物钢筋混凝土柱内

5、的对角主筋作为引下线，建筑物的消防梯、钢柱等金属构件也可作为引下线，但其各防雷部件之间均应连成电器通路。 (3)接地装置：设计接地装置时，当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4，基础表面无防水层时，可利用基础内的钢筋作为接地装置(详后面的说明)，如果基础被塑料、橡胶、油毡等防水材料包裹或涂有沥青质的防水层时，不得利用基础内的钢筋作为接地装置，此时在基础槽的周围敷设环型接地装置，并与基础内的钢筋做可靠连接。 3内部防雷措施及防雷击电磁脉冲 31 防止侧击雷如果按滚球法计算避雷针的保护范围确定，避雷针可能接受该空间上方落下的闪电，但侧方袭来的闪电仍能击在该引雷范围曲线内靠下空域中的各点，也

6、就是说，在避雷针下部的这个空间内避雷针的保护率不再是99，而是5080或更低的数值，所以我们不能完全指望避雷针，还要防止侧击雷。例如：如果建筑物的防雷等级为第二类，则应将45米及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。32等电位连接要做好建筑物内的等电位连接，等电位连接的目的在于减少需要防雷的空间内，各种金属部件和各种系统之间的电位差。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地，在附近空间产生强大的电磁场变化，会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压，因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机，反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱，通

7、常在100伏以下，因此必须建立等电位连接，减小电位差，确保计算机特别是计算机网络系统等弱电系统的安全。 等电位的主要做法： 用连接导线或过电压保护器，将处在需要防雷的空间内防雷装置、电气设备、金属门窗、电梯导轨、电缆桥架、各种金属管线、及弱电系统的金属部件(箱体、壳体、机架)等，相互焊接或连接起来，构成统一的导电系统。形成建筑物的法拉第笼，从而避免各接地线之间存在电位差，以消除感应过电压产生。 全楼建筑物结构的梁、板、柱、基础内的钢筋是等电位连接的一部分，应焊接或绑扎成统一的导电系统，接到综合共用接地装置上。 从不同方向、地点进入建筑物的照明、动力和弱电系统的管线，应就近连接到建筑物的接地连接

8、板或环型母带上(室内可利用基础圈梁或承台梁，或另做若干条等电位连接母带，室外则为周圈式接地装置)。33弱电设备的屏蔽应将屏蔽作为弱电系统减少干扰的必要措施，屏蔽的主要目的是防雷电电磁脉冲，在电子设备和信息设备系统较多的建筑物内，应根据防雷分区和设备的要求，将建筑物作成全屏蔽(外部屏蔽)、部分屏蔽、局部屏蔽或设备及管线的屏蔽，使雷击时的电磁场层层衰减。将建筑外部(外墙)进行全屏蔽构成笼式防雷是最安全可靠的防雷设计方案。因此重要的微电子设备如弱电机房等的位置宜放在大楼的中心部位、深部或下部楼层。 34关于电涌保护器SPD 341SPD在电源系统中的安装位置 (1)在LPZOA区和LPZOB区与LP

9、Zl区交界面处，在从室外引来的线路上安装第一级SPD (一般为电压开关型SPD)。建议安装位置：总电源进线处，如变压器低压侧或总配电柜内。 (2)当上述安装的SPD电压保护水平加上其两端引线的感应电压保护不了后续配电盘供电的设备时，应在该级配电盘安装第二级SPD(一般为限压型)，其位置一般设在LPZl区和LPZ2区交界面处。建议安装位置：安装于下端带有大量弱电、信息系统设备或需限制暂态过电压的设备的配电箱内，如：楼层配电箱、计算机中心、电信机房、电梯控制室、有线电视机房、楼宇自控室、保安监控中心、消防中心、工业自控室、变频设备控制室、医院手术室、监护室及装有电子医疗设备的场所的配电箱内。另外，

10、对所有引至室外照明或动力线路的配电箱，均应加装SPD，SPD在此处的作用主要是为了防止高电位窜入。 (3)对于需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备(尤其是信息系统设备)，宜考虑在该设备前安装具有防操作过电压和防感应雷双重功能的第三级SPD(一般为浪涌吸收器)，其位置一般在LPZ2区和其后续防雷区交界面处。建议安装位置：计算机设备、信息设备、电子设备及控制设备前或最近的插座箱内。 342 SPD在信息系统中的安装要求除了电源系统线路应安装多级电涌保护器外，信息系统线路也应按规范要求安装电涌保护器。SPD在信号线路上安装时，其功率、插入损耗、驻波、频率、带宽等参数应符合信息系统的匹配要求。信息系统

11、的信号线主要有：电话线路、计算机网络、卫星通讯、有线电视、天线馈线系统、楼宇自控等，应根据要求在其设备及线缆上加装粗保护和精细保护，这种保护通常由系统供应商负责安装，但在电气设计中预留条件，如：在信号线引入建筑物处、弱电小间、弱电机房内应预留等电位联结端子箱以供电涌保护器下端就近接地之用。 343 SPD安装的注意事项 (1)第一级保护的SPD应靠近建筑物的人户线的总等电位联结端子处，第二、三级保护的SPD应尽量靠近被保护设备安装。 (2)电涌保护器接至等电位联结的导线要尽可能短而直。 (3)为满足信息系统设备耐受能量要求，SPD的安装可进行多级配合，在进行多级配合时应考虑SPD之间的能量配合

12、，当有续流时应在线路中串接退耦装置，一般情况下在线路上多级安装且无准确数据时，电压开关型与限压型SPD之间的线路长度小于10m时和限压型SPD之间线路长度小于5m时宜串接退耦装置。 (4)必须考虑退化或寿命终止后可能产生的过电流或接地故障对信息系统设备运行的影响，因此在SPD的电源侧应安装过电流保护装置(如熔断器或空气断路器)，在TT系统中还应安装剩余电流保护装置，并宜带有劣化显示功能。熔断器或空气断路器的整定值与导线配合关系见表1。 (5)在爆炸危险场所使用的SPD应具有防爆功能。 (6)在考虑各设备之间的过电压保护水平UP时，若线路无屏蔽时尚应计入线路的感应电压，在考虑被保护设备的耐冲击过

13、电压水平时宜按其值的80考虑。 (7)在供电电压超过所规定的10及谐波使电压幅值加大的场所，应根据具体情况对氧化锌压敏电阻SPD提高UC值。 (8)在设有信息系统的建筑物需加装SPD保护时，若该建筑物没有装设防直击雷装置和不处于其他建筑物或物体的保护范围内时，宜按第三类防雷采取防直击雷的措施。在要考虑屏蔽的情况下，防直击雷接闪器宜采用避雷网。过去有人认定建筑物防雷就是装避雷针，现在有人认定了SPD。仿佛装了SPD就放心，SPD的容量越大心里越踏实。其实这是一种错误的认识。防雷设计人员要对建筑物的防雷要求有全面的了解，对雷电的干扰途径及其解耦办法有清楚的了解，不可片面地处理防雷工程，若顾此失彼仍

14、然会出事故。要采取措施提高布线的合理性，一是强电电源(包括照明、动力及插座)和弱电系统的管线路走向要合理，二是除原设备内已加装过电压保护器或稳压设备外，各种进户线处和相近的强弱电之间的线路上加装过电压保护器。4关于几种防雷接地做法的看法41基础接地体的应用基础接地体的应用存在各种不同的看法：有些人认为，在基础内的钢筋被混凝土包住，就不可能与大地沟通，这样怎样起接地体的作用呢?事实上干燥的混凝土是很好的绝缘体。而含有水分的混凝土却是另一种情况。在制造钢筋混凝土基础的过程，硅酸盐水泥和水互相作用，干涸后，混凝土中存在许多细小的分支毛细管。基础的混凝土保持与含水分的土壤接触时，毛细管将水分吸到混凝土

15、里，因而降低了混凝土的电阻率。从上表实测数据可以看出，钢筋混凝土基础作为接地装置是有利的。较大的楼宇采用基础接地体后的接地电阻一般都能满足要求。若较小的钢筋混凝土建筑，使用它的柱梁结构的埋地钢筋混凝土做接地网，即使它的接地电阻达不到足够小，需要加埋人工接地体补充，这起码也能够起到减少人工接地体的数量，节约投资，是一件有益无害的好事。但有些钢筋混凝土确实不能作为接地装置，如防水水泥，铝酸盐水泥，矾土水泥等，以人造材料水泥做成的钢筋混凝基础，不能做接地装置。42专设接地线过长的坏处421在高频下阻抗大 信息系统的工作频率可从直流到数十兆赫兹，甚至上百兆赫兹。一根25mm2铜导体悬挂在自由大气中，其

16、在高频下的电抗如表3所示。表3:25mm2铜导体在自由大气中的电阻和电抗从上表可看出，一根接地线在高频下其阻抗Z=R2+（L）21/2已很大，而在实践中往往要求其所接的接地体的接地电阻很低，如1，这是不需要的。特别是在采用共用接地系统和等电位连接的情况下更不需要。用通常测量方法测出1或5的接地电阻，它仅适用于直流和工频，在高频下其接地电阻是多大，是个未知数。422在自谐振条件下阻抗无穷大一根接地导体或等电位连接导体，由于有分布电容和电感，在一定长度和某些频率下会产生自谐振效应，阻抗无穷大，等于开路，无意中成为一根天线，能接收或发射干扰信号。一导体自谐振发生于其长度等于外加电压波波长14的奇倍数

17、。该导体在某特定谐振频率下停止传导电流，在其他与谐振频率差别大的频率下传导电流不受影响。43独立接地不利于过电压保护，应采用综合接地保护电子设备采用独立接地的初衷是希望获得一个干净“地”，远离强电、雷击等干扰。我们可以从下几个方面论证电子设备采用联合接地优于独立接地。 431电子设备采用独立接地在工程实施和运行维护过程中存着弊端。从安全角度说，希望的独立接地最终往往与其它的“地”难解难分，存在雷击时遭受反击的隐患；维护不方便。432就电子设备本身而言，其接地的需求主要是“保护地”、“功率地”、“屏蔽地”和“信号地”。 “信号地”又可分为“模拟地”和“数字地”等。 “保护地”一般接公共接地网，而

18、“屏蔽地”和“信号地”往往会提出特殊要求，主要原因是它们确实怕干扰。 目前数字信号的传输由于采用了光电耦合、平衡双绞线等硬件技术和数码校验、数据容错等软件技术，其抗干扰能力大大增强；模拟信号的处理也采用了隔离放大器、调制解调传输、数码型传感器、屏蔽等技术，然而其抗干扰能力仍很有限。这些都要求我们在设计和施工中给予高度的重视，但这并不是说给电子设备设置独立接地系统就能保证其能可靠地工作。例：在与美国某公司的商业合作中，该公司产品要求在我方厂房内进行大量的测试工作，要求提供接地设施，其技术要求是：从室外接地装置上专门引入一根接地线，接地线直径不小于10mm。该厂房原设计为联合接地系统，接地电阻0.

19、68，为满足美方要求，从室外接地装置上焊接一40×4镀锌扁钢出地面在室外墙上固定后，采用BV-500V-120铜芯塑料线敷设至测试间专用接地端子箱。在该厂房内美方在不同的季节完成了多项测试任务，对接地都非常满意。从对电子设备抗干扰机理和设备运行安全的分析以及对多年工程实践经验的总结，得出的结论是：电子设备独立接地的做法应予取消，采用联合接地系统是保证电子设备安全运行的最佳方式。现在电子设备独立接地做法已不被先进的国外标准及国际标准化组织所推荐。美国国家标准IEEE Std-1100-1992中明确指出，不建议采用分开的、独立的、干净的、计算机的、电子设备这类不正确的大地接地体。IEC

20、 61312-1：1995中给出了信息系统等电位连接和接地的基本方法。显然，电子设备的信号地基准点(REP)并没有引至室外的独立接地装置，而是等电位连接至共用接地系统(Bonding to common earth)。美国著名的AT&T公司在SYSTIMAX PDS建筑物综合布线系统设计和工程手册(85页)中提出：“把供电业务地线与通信地线焊接在一起”。中国工程建设标准化协会标准CECS72：97建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范(修订本)12214条指出：“综合布线系统有源设备的正极或外壳、电缆屏蔽层及连通接地线均应接地，宜采用联合接地方式，如同层有避雷带及均压网时应与此相接，使整

21、个大楼的接地系统组成一个笼式均压体”。上海市标准“智能建筑设计标准”(DBJ08-47-95)8316条，接地：可采用联合接地，其接地电阻不大于1。 综上所述，笔者认为，在工程不再采用电子设备独立接地的做法，有关规范可以作出明确的规定，以规范接地系统的设计与施工，同时也促使电子设备生产厂商改进产品性能，提高技术水平。过去利用建筑物钢筋混凝土柱内与避雷网可靠焊接的对角主筋作为引下线，但是根据结构专业申请“结构长城杯”的要求，柱内主筋不允许焊接。根据国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版)，柱内主筋与避雷网可靠绑扎也符合要求。 5结论 (1)从人身安全、避免雷击损坏设备和信息

22、系统安全运行出发，应采用综合接地系统和等电位连接。根据规范，该系统与防雷接地系统共用，其接地电阻应1。若达不到要求，必须增加人工接地体或采用化学降阻法，使接地电阻1。 (3)不宜从远处引长线做单点接地，应就接自共用接地系统的接地基准点做等电位连接。 (3)应经常检测TN-S系统是否局部或全系统转变为TN-C系统及漏电电流的变化，以便及时修复、防止工频电流的干扰。 (4)不能完全指望避雷针(包括脉冲针)保护天线，天线进线必须加装避雷器保护。 (5)利用建筑物的钢筋结构作成笼式避雷网，其防雷性能是最好的，另外单独敷设引下线是无益的，采用金属管和金属线槽布线是防雷电反击和各种电磁干扰的最好的屏蔽措施

23、。 参考文献现代防雷专辑(二)工科物理杂志。1999建筑物防雷的变与不变 马宏达 建筑电气杂志 2002年第2期。电磁兼容原理与设计王定华 电子科技大学出版社 1995。智能建筑的接地技术王佳 电气&智能建筑杂志2002年6月。雷电防护是系统工程张力欣 电气设计与设备2002牛第4期。民用建筑加装电涌保护器的设计要点 建筑电气设计通讯 2002年第3期智能建筑信息系统防雷措施发布日期：2008-4-11     文章作者：雷晟防雷      查看次数：232 本文通过

24、对智能建筑（Intelligent Building，IB）这种采用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制和管理并对用户提供信息和通信服务的新型建筑对安防与防雷问题所提出的新要求的分析，依据国家有关标准的要求，针对智能建筑信息系统中的建筑物自动化（Building Automation System，BAS）、远程通信（Telecommunication System，TCS）和办公自动化（Office Automation System，OAS）三个系统构成极其包含的各自的子系统的特点，提出了具有参考意义的切实可行的系统解决方案。关键词：智能建筑（IB） 安防 防雷一、前 言雷电灾害古已有之

25、，它给人类带来了许多惨痛的教训。随着现代科学技术的推广和普及，各种高、精、尖的设备已来到我们的身边，计算机网络、通讯也正以惊人的速度延伸至世界的每一个角落，置身于网络、通讯时代，使我们与世界的联系变得更加的紧密，享受着网络、通讯带来的新感觉，也品尝了许多早已遗忘的烦恼，雷电这些已被我们所克服的困难，雷电尤其是感应雷开始“照顾”这些“娇嫩”的设备。因雷电导致的系统瘫痪以及设备损坏比比皆是，造成不计其数的人力和物力损失。雷电灾害和防雷又成为社会各界关注的焦点。进入二十一世纪，电子信息技术正在迅速地向人们生活的各个领域渗透，建筑与人们的生活息息相关，随着我国国民经济的发展，人们的生活水平和自身素质日

26、益提高，人们的家庭住宅需求概念也发生了彻底变革，从以往追求居住空间的宽敞豪华向享受现代化精神内涵与浪漫生活情趣的方向发展。为了满足人们日益增长的对周围居住环境的舒适性、方便性、安全性等方面的要求，智能建筑便呈现在人们面前。同时，因建筑信息系统智能化而产生的雷电灾害问题也摆在了我们面前。二、智能建筑防雷面临的新问题智能建筑（Intelligent Building，IB）是采用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制和管理并对用户提供信息和通信服务等的一种新型建筑。智能建筑以建筑为平台，兼备通信、办公、建筑设备自动化等功能，集系统结构、服务、管理为一体，向人们提供一个高效、舒适、便利的建筑环境。根

27、据建设部2000年小康型城乡住宅科技产业工程项目实施方案和全国住宅小区智能化技术示范工程建设工作大纲的方针与精神，国家已将建设智能化小康示范小区列为今后重点发展方向。近年来兴起的现代高科技和信息技术(IT)正在由智能大厦(IB)走向智能住宅小区，进而走进家庭(SH)。现代社会的家庭成员正在以追求家庭智能化带来的多元化信息和安全、舒适与便利的生活环境作为一个理想的目标。随着现代化电子设备在智能建筑中的广泛应用，因雷击导致的系统设备损坏数量不断增多，其危害不仅在于受损设备的直接经济损失巨大，而且由此产生的间接损失和严重后果更难以估量。国际电工委员会第81技术委员会关于“防雷”的IEC1312-1(

28、1995)文件中也强调指出：“鉴于各种形式电子系统的应用不断增加，使本标准的制定成为必须。这些系统包括计算机、通信设备、控制系统等（统称信息系统）。这些系统应用于商业和工业的许多部门，包括相当大的资金投入、规模和复杂性很大的工业控制系统。出于代价和安全的考虑，雷电对其造成运转停顿的影响是不可估量的”。 早时期单一的、片面的防雷措施已不能保证通信、网络等设备的可靠、安全、和畅通。雷电灾害被国际电工委员会（IEC）称为“电子化时代的一大公害”，雷电灾害给全球千百万的经济损失每年在十多亿美元以上。在雷击灾难与事故的背后，人们越来越深刻认识到富兰克林时代的防雷技术已跟不上信息时代的发展脚步。雷电灾害与

29、高科技的发展相伴，要将雷电灾害减至最低，就必须全面实施信息时代的综合防雷治理。现代综合防雷原则强调“全方位防治，综合治理，层层设防，把防雷当作一个系统工程”。按照相关的防雷规范，在建筑物外部和内部及各电子设备安装相应的防雷措施。有人认为，只要建筑物或设备安装了防雷装置就可以万无一失了，从经济观点出发，要达到这点是太浪费了。而且建筑物防雷设计规范GB50057-94 2000版第一章 总则的说明，按照防雷规范设计的防雷装置是防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和财产损失，并不是百分百的。完整的设备系统防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面。外部防雷系统包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等，其主

30、要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。在需要保护设备的前端安装合适的避雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体，将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。在人们追求建筑的舒适性、方便性、安全性的同时，这些信息系统的雷电防护安全问题显得越来越重要，这些系统中的设备对雷电电磁脉冲的耐受能力很弱，非常容易因感应雷电过电压而损坏，系统的瘫痪给人们的办公和生活带来了极大的不便，所以现代防雷的重点也因此而发生

31、了重大的改变。三、现代建筑防雷的新重点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。雷电防护已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。其中重要的防雷观念变化有：1重视雷电电磁感应作用以前建筑物防雷以防直击雷为主，侧重机械性破坏和雷电反击；现在则以防感应雷击为主，侧重雷电的电磁感应效应。独立避雷针附近电磁感应强度最大，对称引下避雷网内的电磁感应强度可明显减弱，实体法拉第笼内的感应电磁场强度为零。所谓感应雷，是指雷云放电时，在附近导体上产生的

32、静电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击。雷电在雷云之间或雷云对地的放电时，会在附近的电源线路、信号线路、埋地管道、设备间连接线和铁路钢轨等等导体上产生静电和电磁感应过电压，使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害。感应雷虽然没有直击雷猛烈，但其发生的几率比直击雷高得多。直击雷只在雷云对地闪击时才会对地面造成灾害，而感应雷则不论雷云对地闪击或者雷云对雷云之间闪击，都可能发生并造成灾害。此外直击雷一次只能袭击一个小范围的目标，而一次雷闪击都可以在较大的范围内多个小局部同时产生感应雷过电压，并且这种感应高压可以通过电力线、电话线等传输到很远，致使雷害范围扩大。装有避雷针的建筑物，可以避免雷击损坏建筑

33、物，但是在雷电从建筑物顶端泻放入大地或者附近发生雷击的时候，雷电电磁脉冲可以通过避雷针的引下线和接地系统地线产生很强的电场，建筑物内的所有金属物品均会产生感应电压，这些感应电压的高低随着金属形状、距地线的距离和雷击大小而变（根据IEC 61312标准，当雷击击中建筑物时，即使装有避雷针，直击雷电流50%的通过引下线和接地系统入地，仍然会有大约50%的雷击能量仍会分配到各线路系统）一旦您的电源输入线、电话线、网络线或其它电子设备的金属引出、引入线感应到瞬间高压，避雷针就无能为力了。感应雷击破坏的主要对象是电子电气设备。2注意防雷方式的系统性。以前建筑物防雷就想到装避雷针，现在注意到雷电的各种引入

34、渠道。雷电防护区（LPZ）的划分是从多级保护发展而来，采用了系统论的方法。其界面的划分是以电气节点分段的。GB 50057-94（2000版）建筑物防雷设计规范第六章防雷击电磁脉冲按电磁兼容的原理把信息系统所在建筑物或构筑物按需要保护的空间由外到内分为不同的雷电防护区 (LPZ),以确定各LPZ空间的雷击电磁脉冲的强度及应采取的防护措施。雷电防护区可分为：A直击雷非防护区（LPZ OA）：本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流；本区内的电磁场强度没有衰减。本区内的各类物体完全暴露在外部防雷装置的保护范围之外，都可能遭到直接雷击；本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减，属完全暴露的不设防区。

35、天空、没有避雷针保护的大楼外部、面没有顶棚等覆盖物的地面. 等等雷电可能会直接击中的的空间。如大楼顶部避雷针保护范围之外的空间。B直击雷防护区（LPZ 0B）：本区内的各物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，但本区内的电磁场强度没有衰减。本区内的各类物体处在外部防雷装置保护范围之内，应不可能遭到大于所选滚球半径雷电流直接雷击；但本区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减，属充分暴露的直击雷防护区。没有避雷针保护的非屏蔽大楼内部、有避雷针保护的大楼天台受保护部分、避雷线下的电缆等等雷电不易直接击中的LEMP没有衰减空间。如大楼顶部避雷针保护范围之内的空间和没有屏蔽的大楼内部或有屏蔽大楼内部的

36、窗口附近。C第一屏蔽防护区（LPZ1）： 本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流经各类导体的电流比LPZ 0B区进一步减小；且由于建筑物的屏蔽措施，本区内的电磁场强度也已得到了初步的衰减。雷电不易直接击中，但LEMP因屏蔽而衰减的空间。如上述屏蔽大楼内部（不包含窗口附近）。D后续防护区：为进一步减小所导引的电流或电磁场，以保护敏感设备而增设的后续防护区。如上述屏蔽大楼的另外设立的屏蔽网络中心。屏蔽网络中心内的机器金属外壳内部，或接地的机柜内部。3接地结构、等电位联结与电气接线的关联变化。以前接地是否合格以接地电阻值为准，现在则侧重接地结构兼顾接地电阻值。由于建筑物内电气设备的频率增高，其接地结构

37、、等电位联结和电气接线的方法都发生了变。设计者必须有电磁容的理论和实践知识。主要内容有：共地才是合理的选择；电源接地系统的制式；电气设备工作频率对接地结构的要求和对等电位联结式的选择。现在的城市，在一座建筑物内有许多不同性质的电气设备，需要多种接地装置，如避雷接地、电气安全接地、交流电源工作接地、通信及计算机系统接地（也叫直流接地，在数字逻辑系统中叫逻辑接地）等，这麽多系统的接地到底采用哪重好呢？现一一解释如下：根据实践证明，共用接地是应用最为广泛的接地方式。 A独立接地：如上面所谈到的需要接地的部分，都分别独立地建立自己的接地系统，这种接地方式称为独立接地。它的好处是各系统之间不会造成互相干

38、扰，这对通信系统尤其重要。但网络容易被雷击坏，故除有防爆炸要求的危险环境必须要采用独立的避雷方式外，一般不主张采用独立接地的方式。这种独立接地在六、七十年代以前采用比较多，现在多被共用接地所取代。 B共用接地：也叫统一接地。它是把需要接地的各个系统统一接到一个接地装置上，或者把各系统原来的接地装置通过地下或者地上用金属导体连接起来，使它们之间成为畅通的电气接地统一地网，这样的接地方式为共用接地。共用接地是目前应用最广泛的接地方式。C一点接地：把各系统的接地线接到接地母线同一点或同一金属平面上，这样的方法叫一点接地法。一点接地法能解决各系统接地线的等电位问题，所以能够降低各系统之间的干扰程度，尤

39、其是50Hz工频信号对系统的干扰基本上得以消除，所以一点接地法在工程上得到广泛应用。 一点接地消除了公共阻抗耦合和低频接地环路引起的干扰。能很好地工作于1MHZ及以上的额频率，当整个系统的连接点尺寸较小时（最大尺寸小于L /20，L为干扰信号的波长）可以应用到10MHz。 D多点接地：各系统的接地线采用多点短连线的接地方式，称作多点接地。 当信号或电磁干扰的频率相当高或采用快速逻辑时，电容耦合效应将会产生某种干扰耦合，这时引线长度成为主要矛盾，必须采用多点接地使串联阻抗减至最小，并将驻波减至最小。多点接地方式应用于高频电路（f>10MHz）。 在二三十年以前，干扰被称为无线电频率干扰，因

40、为绝大多数的噪音和干扰信号出自无线电频率。现今电子计算机、数字技术和逻辑电路不断扩大应用领域，现在的干扰被称为电磁干扰。电磁干扰包括导电性电磁干扰，其干扰能量通过导线或电缆从一电路传送到另一电路。减少导电性电磁干扰是通过电路的合理设计，采用滤波器和电路的合理接地来实现的；辐射性电磁干扰其能量是通过空气中的电磁场传送的。在设计外壳和箱体时，通过选用合理的屏蔽材料，构造技术和设备布置以及采用合理的接地技术等等来减少辐射性电磁干扰。其中处理好接地工程是防电磁干扰最重要的技术措施。 低频率干扰绝大部分是通过线路互相耦合而来的，即前面所提到的共阻抗耦合。当两个电路电流流经同一个公共阻抗时一个电路上的电流

41、在这个阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路，这就是共阻抗耦合。如果一个公用的接地网在不同的地方分别接上连线。由于共阻抗耦合关系，各连线之间将有Vg1和Vgz的电压，各连线的接地点电压不会一样。Vg1和Vgz就是干扰电压，经放大后就可能直接影响通信或控制信号。 多点接地的优点允许存在许多接地环路，这时同时使用低频率的电路是有害的，如有上述情况时，可考虑采用混合接地的方法。 E混合接地：所谓混合接地是在一部设备内的各电路板以最短的导线与机壳连接，或者信号电路相关的几部设备，以最短的导线与同一个金属体连接接地，然后多台设备分别用金属线接到地网的同一点上。像这样的接地方式称为混合接地。 混合接地在工程

42、上最简单的办法，是在交流电源送进房屋的总开关处，把零线重复接地（或把零线接到房屋的结构主钢筋上），然后在电源的零线处引出一条PE线连接所有应该接地的点。 四、智能建筑信息系统的防雷智能建筑信息系统一般由建筑物自动化（Building Automation System，BAS）、远程通信（Telecommunication System，TCS）和办公自动化（Office Automation System，OAS）三个系统构成，这3 个系统中又包含各自的子系统。依据GB50057-94（2000版）建筑物防雷设计规范的规定，智能建筑属于“重要的人员密集的公共建筑物”，因此通常按照二类防雷建筑

43、设计要求进行考虑。1建筑物自动化系统（BAS）建筑物自动化系统是采用计算机建筑物内所有机电设施进行自动控制。建筑物自动化系统一般有如下几个子系统：（1） 环境控制管理子系统主要包括：暖通空调（HVAC）系统控制，如对各种冷热源机组，空调机组、新风机组控制给排水系统控制，如各种水泵、水箱水位控制报警。运输系统控制，如各个电梯、自动扶梯的控制。电气系统控制，如对变配电设备、自备发电机、直流电源、照明、动力设备控制等。按照GB50057-94建筑物防雷设计规范标准第3.3.7条的要求，应该将建筑物内的设备、管道、构架等主要金属物就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上，不用另设接地装置。对

44、于控制系统用的12V的RS232和6V的RS485、RS422数据控制线，由于通常此类控制线的线路较长，布线比较复杂，容易感应到雷电和工频过电压，而数据线连接的控制主机耐压又比较低，所以需要在主机的各数据线输入端安装相应的数据信号浪涌保护器。比如：RS232数据控制线可使用SR-E12V/2S的数据信号浪涌保护器，RS485、RS422数据控制线可使用SR-E06V/2S的数据信号浪涌保护器。此系列一般用于控制回路额定的负载电流小于500mA的功率比较小的控制系统。如果控制回路的功率比较大，比如长距离的RS232数据控制线或者24V、48V双绞线，则可以选用额定负载电流1.5A的SR-P12V

45、/2S、SR-P24V/2S、SR-P48V/2S的数据信号浪涌保护器。这一点需要注意一下。一般在电梯、自动扶梯、变配电设备、自备发电机、动力设备控制中，都需要选用额定负载电流1.5A的数据信号浪涌保护器。额定的负载电流小的数据信号浪涌保护器插入损耗比较小（<0.1dB），因此数据传输的损耗比较小，其浪涌保护器（SPD）内部使用电阻元件（resistor），选型不正确的时候容易烧掉这个电阻元件。而额定的负载电流大的数据信号浪涌保护器插入损耗比较大（<0.2dB），因此数据传输的损耗稍微大，其浪涌保护器（SPD）内部使用电感元件（inductor），所以安全性比较高。（2） 火灾与保

46、安子系统主要有火灾报警及消防联动控制系统（FAS）。在建筑物内部装置感烟探测器、感温探测器及模拟显示盘。当发生火灾时，它能自动喷洒水或其他灭火液体气体。防排烟系统排除火灾时产生的烟雾并防止其漫延。保安系统（SCS）包括闭路电视（CCTV）监控、电子出入口控制（Access Control System）、身份识别、防盗防抢、保安巡逻、结构、地震监视与报警、煤气泄漏报警、水灾报警等。火灾报警及消防联动控制系统一般使用RS232数据控制线，从安全性和成本考虑，通常只需要在主机的数据采集端安装数据信号浪涌保护器，而无须在感烟探测器、感温探测器探头处安装数据信号浪涌保护器。安全监控系统的防雷保护比较复

47、杂，首先需要明确监控系统遭受雷击损害的主要原因以及雷电可能的侵入途径，尤其是雷击损坏较为严重的室外监控设备，在分析其损坏原因的基础上，以及研究和探讨信号、电源线路的布放、屏蔽及接地方式等，方可以正确选择和使用监控系统设备的防雷保护装置。电视监控系统（Closed Circait Televisiow），一般由以下三部分组成：1）前端部分。主要由黑白（彩色）摄像机、镜头、云台、防护罩、支架等组成。2）传输部分。使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。3）终端部分。主要由画面分割器、监视器、控制设备等组成。A前端设备的防雷：前端设备有室外和室内安装两种情

48、况，安装在室内的设备一般不会遭受直击雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，比如安装在地下停车场等的摄象机等。而室外的设备则同时需考虑防止直击雷和感应雷。前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。为了施工方便避雷针一般架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用 8的镀锌圆钢或35mm2铜导线，此时应注意依据GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范第2章、第2.5节、供电、接地与安全防护、第2.5.4条的要求，系统采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。为防止雷电波沿线路侵入前

49、端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，如电源线（220V或DC24V）、视频线、信号线和云台控制线。这样做比较麻烦，问题比较多，且要受安装空间的限制，因此可以选择“三合一”或者“二合一”的监控摄象机多功能电涌保护器。比如：SV-3/220、SV-3/024等。B传输线路的防雷：CCTV系统主要是传输信号线和电源线。室外摄像机的电源可从终端设备处引入，也可从监视点附近的电源引入。控制信号传输线和报警信号传输线一般选用芯屏蔽软线，架设（或敷设）在前端与终端之间。GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范的规定，传输部分的线路在城市郊区、乡村敷设时，可采用直埋敷设方式，当条件不充

50、许时，可采用通信管道或架空方式。采用通信管道或架空方式时，应注意传输线缆与其它线路其它线路共沟的最小间距和与其它线路共杆架设的最小垂直间距。比如与220V交流配电线的最小间距为0.5米，与通讯电缆的最小间距为0.1米，与110KV电力线的最小垂直间距为2.5米，与1KV以下电力线的最小垂直间距为1.5米，与广播线的最小垂直间距为1.0米，与通信线的最小垂直间距为0.6米等等。直埋敷设方式防雷效果较好，而架空线比较容易感应雷击。为避免首尾端设备损坏，在使用架空线传输时，应在每一支撑杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避

51、雷器。传输线埋地敷设也并不能完全阻止雷击设备的发生，统计数据显示雷击造成埋地线缆故障大约占总故障的30左右，即使雷击比较远的地方，也仍然会有部分雷电流流入电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电气连通。对防护电磁干扰和电磁感应非常有效，这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿金属管有困难时，可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入，但埋地长度不得小于15米，在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。C终端设备的防雷：在CCTV系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。监控室所在建筑物应有防直击雷

52、的避雷针、避雷带或避雷网，防直击雷措施应符合GB 5005794建筑物防雷设计规范的规定。进入监控室的各种金属管线应接到共用的接地装置上，易采用一点法接地。与硬盘录像机等连接且布线经过室外的信号线路主要为视频信号传输线及云台控制线，因此对于硬盘摄象机的信号保护，需要在由外面进入中心监控机房的线路接入设备之前，安装对应的浪涌保护器，按照YD/T 5098-2001通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范第五部分：SPD 的选择；第5.3条：信号线用SPD；第5.5条：计算机、控制终端、监控系统的网络数据线用SPD的要求规范的要求，通流容量应大于3KA。其余保安系统的防雷方法同上。2通信系统（TCS

53、）通信系统（Telecommunication System，TCS）的功能有语音通信、数据通信、图形图像通信。通信系统主要有下列几种：（1）有线话音通信：如程控交换机及模块局为核心的电话、集团电话、远端虚拟交换机。最重要的有线话音通信系统就是程控用户交换机，它可组成内部和外部通信系统。目前用户交换机已经发展为数字式交换机，它的内部和外部线路的数目是很重要的指标。（2）无线通信方式：如公共移动电话、专用集群移动电话、无绳电话系统、无线寻呼系统（Paging）。（3）语音增值业务和信息服务业务：如语言信箱（Voice mail）、可视图文（Tele text）、语音自动应答信息服务电话等。可视信

54、息系统，可使计算机随时接收信息中心的各项信息。应用语音识别系统通过电话也可实现对建筑自动化系统的控制。（4）非话业务：如分组交换数据业务（X.25）、数字数据网（DDN）业务、帧中继（FR）、电子数据交换（EDI）、传真（FAX）及传真存储转发、数据库检索、电子邮件（e-mail）、自动电话银行服务，远程会议电视（Video Conference）可视电话（Video Phone）等功能。（5）数据/语言综合通信：现代通信技术主要体现在综合业务数字网（ISDN）功能的通信网络技术。它能在一个通信网上同时实现语音、数据及文本的通信。在一个建筑物内，可通过一体化技术的综合布线系统实现上述功能。它可

55、以接入公用数据网，如数字数据网（DDN）、分组交换数据业务、卫星网。它分窄带综合业务数字网（N-ISDN）、宽带综合业务数字网（B-ISDN）等。（6）卫星通信（VSTV）系统。（7）电视系统：如有线电视（CATV）、卫星电视（SATV）、视频点播（VOD）等。一般在屋面设立多个频道天线及卫星电视（SATV）接收天线，经过放大后输送到各接收点，也可接入有线电视。共用天线电视接收系统（MATV）的设备有甚高频天线（VHF）、超高频（UHF）天线、卫星广播天线、天线放大器、频道放大器、卫星接收机、调制器、分配器、分支器、线路放大器、录放像机、摄像机等。（8）广播音响系统：如公共广播（PA）、背景音

56、乐、会议系统等。公共广播（Public Address System，PA）系统，一般分为业务性广播、服务性广播和事故广播。通常在走廊、门厅、餐厅、花园等公共场所设扬声器或扬声器箱。广播音响系统的设备有天线、广播接收机、卡带放音机、激光放音机、音频放大机、功率放大机、*、话筒、呼叫器、线路分配器、备用电源。主要设备设置在广播控制室。广播设备也可共用，平时用来作广播及背景音乐，发生火灾时作事故广播。先进的通信系统既可传输话音、数据，还可传输图像等多媒体信息。不同功能用途的建筑物，对通信要求根据应用需求，提供相应的应用系统。面对种类繁多，系统纷繁复杂的通信系统，其防雷设计显得非常复杂，往往另设计人

57、员感到头痛，其实只需要依据YD/T 5098-2001通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范和IEC 61643-3 低压系统的电涌保护器两个标准，在做好机房均压、线路屏蔽等工作的基础上，根据系统特点选择适合和有效接地方式，安装适合此系统线路参数使用的电涌保护器（SPD）就能有效解决这些问题。对于有线话音通信系统，与程控交换机连接的线路有电话外线和内线，由于电话线路的布线极其复杂，分布至整幢大厦的各个位置，每一条线路都有可能感应到过电压，造成对交换机的危害，是不是每条进出线缆都需要做防雷保护呢？从经济实用的角度考虑这是没有必要的。比如对西门子的400门交换机或者NEC的512门交换机的保护，其外线一般都在40对以上，内线400门或者512门，对其进行防护只需对外线使用40套RJ45-TELE/4S或者RJ45-TELE/2S，线架和出线使用LSA10G-230、LSA1-170D就可以了。对于拉出建筑的电话出线，比如门卫值班电话，可以考虑使用RJ45-TELE/2S进行保护。这样设计比较经济，从用户的角度讲是可以接受的。对于卫星通信（VSTV）、有线电视（CATV）、卫星电视（SATV）等系统，其卫星天线一般安装在建筑物天面，如卫星天线未在建筑物防直击雷避雷针、带的保护范围之内，需要增加接闪器作保护，如在建筑物防直击雷避雷针、带的