淺析建筑物消防系統(tǒng)的防雷電方案設(shè)計
時間:2014-2-25 17:23:50
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益繁忙龐雜的事務(wù)通過高速電腦,自動化設(shè)備及通訊系統(tǒng)得以井然有序,而這些敏感電子設(shè)備工作電壓卻在不斷降低,其數(shù)量和規(guī)模不斷擴大。它們受到過壓特別是雷電的襲擊的可能性大大增加,因受雷擊引起設(shè)備損壞已占硬件維護相當(dāng)?shù)谋戎?。僅以廣東省為例,1995年“雷電災(zāi)害”225起,1996年猛增1197起,1997年則為1465起,而且大部分事故發(fā)生在電子電器設(shè)備被損壞。因雷電襲擊導(dǎo)致系統(tǒng)運行中斷,其間接經(jīng)濟損失難以估算,雷電和浪涌電壓成了電子化時代的一大公害。安裝合適的避雷過電壓保護裝置,已成為現(xiàn)代電子計算機房、網(wǎng)絡(luò)中心、通訊系統(tǒng)安全運行的必要措施。
一、雷電的基本理論
雷電入侵設(shè)備通常有三種形式:
(1)、直擊雷直接擊中線路,雷電高電壓沿線路直接入侵設(shè)備。這種情況在高山通信站、鄉(xiāng)村較常發(fā)生;閃電直接落在野外或山上的電源線、電話線、天饋線上。雷電能量非常大,嚴重時會導(dǎo)致導(dǎo)線熔化,設(shè)備的元器件燒焦、炸裂。
(2)、感應(yīng)雷。雷擊可通過靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的形式,在各種導(dǎo)線中感生幾千伏到幾萬伏的高電壓,感應(yīng)高電壓沿線路入侵設(shè)備。感應(yīng)雷是直擊雷的二次效應(yīng),所以能量比直擊雷要小得多,往往設(shè)備受感應(yīng)雷襲擊后,其元器件外觀無明顯損壞痕跡,而用儀表測量才發(fā)現(xiàn)內(nèi)部擊穿。這種情況表現(xiàn)最突出的是一些脆弱的集成器件、晶體管,例如近年常見的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受雷電擊壞的多為網(wǎng)卡、收發(fā)器、調(diào)制解調(diào)器(MODEM)、集線器等。
(3)、由于建筑物避雷針接閃,在強大的雷電流通過地網(wǎng)入地的瞬間,引起建筑物附近地電位急劇變化,通過各種分立接地線引入高電位,對設(shè)備造成反擊而損壞。這種情況相對前兩種雷擊發(fā)生較少,但對設(shè)備損害最為嚴重。
從雷電入侵設(shè)備的三種形式看,雷電入侵主要有三種途徑:
①電源線;
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二、接地重要性
現(xiàn)代防雷工程從技術(shù)設(shè)計到施工,接地問題是首要項目,尤其是現(xiàn)代電子通訊系統(tǒng)。接地是分流和排泄直接雷擊和雷電電磁干擾能量的最有效手段之一。感應(yīng)雷電壓可達幾千、幾萬伏,有時可達幾十萬伏,沒有接地裝置或接地不良時,電子設(shè)備特別是電子計算機、攝像鏡頭、控制鏡頭轉(zhuǎn)換角度的電源線等電子設(shè)備耐壓較低,受到雷電脈沖的沖擊其過電壓瞬間擊壞其內(nèi)部電子元件。接地是電力、電子、無線電工程技術(shù)中為保證各類信號的傳輸質(zhì)量,保護設(shè)備和操作人員安全的一種措施,同時也是電子工程技術(shù)中電位的參考。
三、消防系統(tǒng)的防雷一般方案
包括兩個方面,第一個方面是電源防護;第二個方面是信號防護。
1.為消防系統(tǒng)主機作三級電源的防護。
所謂的電源的三級防護,即為總配電房為第一級電源防護、樓層的配總開關(guān)為第二級電源防護、消防系統(tǒng)主機的電源供電為第三級電源防護。在電源附近安裝電源過電壓防護避雷箱,必須保證避雷箱的地線與電源地線(或建筑物梁內(nèi)主筋)可靠連接在一起,一般要求接地電阻必須達到10歐姆以下為合格。
2.消防系統(tǒng)主機與其他連接設(shè)備之間的信號防護。
與消防主機連接的設(shè)備主要有火災(zāi)報警探頭、自動噴淋裝置、聯(lián)動控制、24伏直流電源裝置、火警電話、火警廣播等,其兩端的數(shù)據(jù)線路都必須串接信號避雷器,而音頻信號線路則必須串接音頻避雷器,直流電源則要用直流電源避雷器,注意:火災(zāi)報警探頭往往傳輸?shù)氖悄M感應(yīng)信號,在定做避雷器時注意不要在信號通過避雷器時發(fā)生衰減。
3.電源及信號線路的布線系統(tǒng)屏蔽及其良好接地
屏蔽是利用各種金屬屏蔽體來阻擋和衰減加在電子設(shè)備上之電磁干擾或過電壓能量。具體可分為建筑物屏蔽、設(shè)備屏蔽和各種線纜(包括管道)之屏蔽。建筑物之屏蔽可利用建筑物鋼筋、金屬構(gòu)架、金屬門屬、地板等均相互連接在一起,形成一個法拉第籠,并與地網(wǎng)有可靠之電氣連接,形成初級屏蔽網(wǎng)。設(shè)備之屏蔽應(yīng)在對電子設(shè)備耐過電壓水平調(diào)查之基礎(chǔ)上,按國際電工委員會IEC劃分之雷電防護區(qū)(LPZ)施行多級屏蔽。屏蔽之效果首先取決于初級屏蔽網(wǎng)之衰減程度,其次取決于屏蔽層對于射電磁波之反射損耗和吸收損耗程度。對入戶之金屬管道、通信線路和電力線纜要在入戶前進行屏蔽(使用屏蔽線纜或穿金屬管)接地處理。
4.等電位連接
等電位連接是內(nèi)部防雷裝置中一部份,其目的在于減少雷電流所引起之電位差。等電位是用連接導(dǎo)線或過電壓(電涌)保護器將處在需要防護之空間內(nèi)之防雷裝置,建筑物之金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來之導(dǎo)線、電氣裝置、電信裝置等連接,形成等電位連接網(wǎng)絡(luò),以實現(xiàn)均壓等電位,防止需要防護空間之火災(zāi)、爆炸、生命危險和設(shè)備損壞。
5.防雷器接地
這是散泄雷電流和有效降低電位之措施。接地有多種類型,有通信之信號地、電源之交流地、人身之保護地、計算機系統(tǒng)之邏輯地,再加上防雷接地。由于用途不同,對地線之要求也不相同,防雷地之物理要求是:一旦有雷電流發(fā)生,盡快把雷電散發(fā)到大地。因而其接地裝置接地電阻越低、等電位裝置與接地裝置間連接距離越短,相對而言,設(shè)備受雷電損壞之機率越低。
6.防雷器的安裝
為抑制經(jīng)金屬導(dǎo)體線路傳導(dǎo)而來之過電壓和過電流以及對等電位連接網(wǎng)中無法使用導(dǎo)體直接連接之部位實行等電位連接,適用器件為過電壓保護器(俗稱防雷器)