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关于建筑防雷六要素
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为雷电侵害网络设备的途径有以下三种:

1.直击雷经过建筑物接闪器(富兰克林避雷针,避雷带)入地泄放雷电流,导致数万伏的地网地电位,通过设备接地线入侵网络设备形成地电位反击。

2.雷电流沿建筑物避雷引下线入地时,在引下线周围生强磁场,从而在引下线周围的金属管(线)上经感应而产生过电压,通过网络系统的电力或信号线入侵网络系统。

3.进出建筑物的电源线或通信线等在大楼外受直接雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线路窜入,侵害网络设备。

由此可见,雷电主要是通过供电电源线路,通信线路及接地系统入侵计算机网络系统。因而网络系统的防雷主要是针对上述三种可能进行雷电防护,通过增加各级防雷设施,尽可能地防御和减轻雷电灾害对计算机网络系统造成的损害。

由于计算机网络设备一般放置在建筑物内的计算机机房内,建筑物通常都有防直击雷的避雷设施,湖北防雷工程师表示,一般情况下,网络设备受到建筑物防雷设施防直击雷的保护,处于雷电的非暴露区,因而遭受直击雷的可能性相对较小,而遭受感应雷的概率则较高,因而计算机网络系统考虑更多的是感应雷及雷电波入侵的防护问题。通过对电源线路和通信线路等潜在雷电入侵隐患加装电涌保护器(SPD),来阻止或减轻雷电对网络系统的冲击。

防雷是一项系统工程。王时煦先生早在1960年作人民大会堂电气工程总结及写作《建筑物防雷设计》一书时就提出了建筑物防雷设计的六项重要因素,这对我国建筑防雷规范化起到了重要作用。

屏蔽作用-防雷工程

屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。建筑物内的这些设施,不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰,而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低,有时附近打雷或接闪时,也会受到雷电波的电磁辐射的影响,甚至在其他建筑物接闪时,还会受到从该处传来的电磁波的影响。因此,我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋,即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋,使其构成一个六面体的网笼,即笼式避雷网,从而实现屏蔽。由于结构构造的不同,墙内和楼板内的钢筋有疏有密,钢筋密度不够时,设计人应按各种设备的不同需要增加网格的密度。良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解,而且对防御雷电电磁脉冲也是有效的措施。此外,建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。

接地效果-防雷工程

防雷工程:指接地效果的好坏。良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果好和经济。王时煦先生认为,当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时,应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时,可做周圈式接地装置,但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的外边(不必离开建筑物3m以外)。接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位,同时还可节省为挖深沟所花费的人力和物力。在基础完工后再挖深沟则易影响基础的稳定性。

对木结构和砖混结构建筑物,必须做独立引下线并采用独立接地方式。当土壤电阻率大,使用接地极较多时,也可做周围式接地装置。因为周圈式接地装置的冲击阻抗小于独立接地装置的冲击阻抗,而且有利于改善建筑物内的地电位分布,减小跨步电压。采用独立式接地方式时,以钻孔深埋接地极(约4~12m)的效果为好,深孔接地极容易达到地下水位,且能减少接地极的用钢量。

接闪功能-防雷工程

指实现接闪功能所应具备的条件,包括接闪器的形式(避雷针、避雷带和避雷网)、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。

分流影响-防雷工程

指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果,引下线多,每根引下线通过的雷电流就小,其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高,引下线很长时,应在建筑物的中间部位增加均压环,以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流,而且还可以降低反击电压。

均衡电位-防雷工程

使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位,即等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体,建筑物内当然就不会产生不同的电位,这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压,对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。钢筋混凝土结构的建筑物具备实现等电位的条件,因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。为满足防雷装置的要求,应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起,同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起,这就使整个建筑物成为良好的等电位体。

合理布线-防雷工程

指如何布线才能获得好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电视和计算机等设备的管线,在防雷设计中,必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响,

防雷工程首先,应该将这些电线穿于金属管内,以实现可靠的屏蔽;

其次,应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位,且避免靠近用作引下线的柱筋,以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施较长的路线上,还需要两端接地。

第三,应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法,防止雷电波侵入。除考虑布线的部位和屏蔽外,还应在需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。因此,设计室内各种管线时,必须与防雷系统统一考虑。

雷电侵害计算机网络有两种方式:直击雷侵害和感应雷侵害。雷电直接击中设备所在建筑物或设备连接线路并经过网络设备入地的雷击过电流称为直击雷;由雷电电流产生的强大电磁场经导体感应出的过电压,过电流所形成的雷击称为感应雷。直击雷击中建筑物,会产生强大的雷电流,如果电压分布不均会产生局部高电位,对周围电子设备形成高电位反击,击毁建筑物,损坏设备,甚至造成人员伤亡。感应雷一般由电磁感应产生,通过电力线路,信号馈线感应雷电压入侵计算机网络系统,从而造成网络系统设备的大面积损坏。

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