建筑物电子信息系统防雷设计分析

2020-07-13付立明

探索科学(学术版) 2020年1期

付立明

南京临江老城改造建设投资有限公司江苏南京 210000

引言

建筑物电子信息系统是由计算机、通信设备、处理设备、控制设备以及相配套的设施设备等电子设备按照一定目的和规则对建筑物运行的相关数据信息进行采集、传输、加工、存储以及检索的人机系统。由于建筑物的电子信息系统安装大量的电子设备，这些电子设备容易受到雷电干扰和侵袭，导致电子设备内部元件损坏，无法正常运行，影响到建筑物的功能。2012年修正并颁发了《建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2012)》，对建筑物电子信息系统的防雷设计、施工、检测与管理做出了详细的说明。因此，建筑物电子信息系统在设计的时候，要做好防雷设计，确保电子信息系统的安全性和可靠性。

1 雷电的形式与危害

我国是雷电自然灾害比较频繁的地区，尤其是南方夏季多雷电现象，雷电灾害也被电工委列为电子时代的一大公害。雷电是雷云层接近地面时，地面感应出相反电荷，当电荷达到一定数量，则在云间、云和大地之间放电，迸发光、电现象。雷电可以分为直击雷、感应雷和球形雷。直击雷是带电积云层接近地面时，与地面凸出物之间的放电现象，雷电电流直接流入地下，让雷击点与连接金属部分产生对地高压，直接击伤人和动物[1]。感应雷分为静电感应雷和电磁感应雷，静电感应雷是带电积云在架空电缆导线与其他导电凸出物感应出大量电荷。带电积云层与其他导体放电后，感应电荷失去负荷，以大电流、高电压的形式沿着导线或者导电凸出物传播；电磁感应雷是雷电放电时，在周围产生强大的电磁场，从而导致周围的导体产生感应电动势。球形雷是一种星球、发红光和极亮白光的火球，可以直接从窗户、门、管道等通道入侵，危害比较大。

2 建筑物电子信息系统防雷设计

雷电发生的瞬间产生高温、强烈的电磁辐射，瞬间释放几十万倍的电流，可以直接击毁建筑物、供配电系统、通信设备，造成计算机系统故障，威胁到财产和人身安全。雷电感应电压主要通过供电电源和计算机网络接口和交换设备，破坏计算机和交换机、路由器等设备，因此要做好建筑物电子信息系统防雷设计

2.1 防雷系统设计根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010的要求，必须根据建筑物的使用性质、重要性划分防雷等级。建筑物电子信息系统的防雷等级可以分为A、B、C、D四级。A级主要是大型计算机中心、大型通信站、国家金融中心、银行、火车站、机场、甲级安全防护系统、大型电子医疗设备、五星级酒店等；B级指中型计算机中心和通信站、大型体育场监控系统、中型电子医疗设备、雷达站、高速公路监控系统和收费系统、安全防护系统和四星级酒店；C级指小型通信站、电信局、大中型有线电视系统以及三星级以下酒店。D级别是以上三种以下的电子信息系统设备。建筑物电子信息系统的防雷系统包括外部防雷系统和内部防雷系统，外部防雷系统主要由接闪器、引下线和接地装置构成，直击雷电流流入到接闪器上，接闪器和引下线直接将电力传入到接地装置，接地装置将其引入到地里[2]。内部防雷系统主要是减少雷电流对建筑内产生的电磁感应雷，一般采用等电位连接、避雷器等方式。通过等电位连接，可以将建筑物内、附近的钢筋、水管、金属管道等金属物统一用电气连接的方式连接起来，让建筑物构成一个等电位体，减少建筑物内间接接触的电压和不同金属之间的电位差，降低雷电从建筑物外部流入建筑内部管线和管道的危害。

2.2 共用接地系统与等电位联结由于建筑物电子信息系统安装了大量的电子设备，这些电子设备对电磁感应、电流比较敏感，因此，建筑物电子信息系统与建筑电气系统共用接地系统，减少两者之间的电位差。供配电系统变电室安装总等电位接地箱，电子信息系统机房设置等电位联结网络。总等电位接地箱与共用接地系统联结，并通过接地线引入各个楼层的等电位接地箱，局部等电位接地箱和预留的楼层主钢筋接地端子联结。接地线可以采用铜芯的导线和铜带，导线横断面积大于16 mm2，不同楼层的综合布线系统、不同的防雷电护区的配线相接面必须设置等电位接地箱，配电柜的接地线采用绝缘子导线。建筑内部的所有电气和电子设备的外壳、柜体、机架、屏蔽线缆、防静电接地、浪涌保护器等与等电位连接网络接地端连接，采用的连接导线距离最短[3]。等电位连接网络主要有M 型、S型以及M型和S型共同的组合，其中M 型适合大型计算机房、通信系统、大型医疗设备等；S型适合小型的电子信息系统，比如建筑设备监控系统、安防系统等；M 型和S型联合方式适合复杂的电子信息系统。

2.3 屏蔽系统设计电子信息系统安装了大量的电子设备，这些电子设备容易受到电磁感应脉冲冲击，所以建筑物内部的机房、电子设备、通信设备等保修采用电磁屏蔽措施，屏蔽系统必须与建筑物的金属框架、墙面、屋顶等自然金属物与防雷接地装置连接，构造大空间屏蔽系统。如果建筑金属大空间屏蔽系统无法满足电子信息系统的防电磁感应要求，则需要增加机房的屏蔽措施，电子信息系统的电子设备采用屏蔽电缆，屏蔽电缆的两端与建筑物的等电位连接带连接。