智能建筑中的電氣安全防護(hù)分析說(shuō)明
| 自1984年美國(guó)建成世界上第一座智能建筑以來(lái)，智能建筑為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)信息化與經(jīng)濟(jì)國(guó)際化的需要以及隨計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展、相互滲透而持續(xù)地發(fā)展。國(guó)際智能工程學(xué)會(huì)認(rèn)為，在一座建筑物中設(shè)計(jì)了可提供相應(yīng)功能以及適應(yīng)用戶(hù)對(duì)建筑物用途、信息技術(shù)要求變動(dòng)時(shí)的靈活性，亦即智能建筑應(yīng)該安全、舒適、系統(tǒng)、綜合、有效利用投資，節(jié)能并具備很強(qiáng)的使用功能，以滿(mǎn)足用戶(hù)實(shí)現(xiàn)高效率的需要。一般地，現(xiàn)代智能建筑主要由建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)（ＢＡＳ）、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（ＯＡＳ）、信息通信系統(tǒng)（ＣＡＳ）三個(gè)系統(tǒng)組成，以及利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通信技術(shù)，將此三個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集成的智能建筑管理系統(tǒng)，和把語(yǔ)言、數(shù)據(jù)、視頻、監(jiān)控等不同信號(hào)的配線經(jīng)過(guò)統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計(jì)、綜合在一套標(biāo)準(zhǔn)的布線系統(tǒng)作為建筑物或建筑群內(nèi)部之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)（ＳＣＳ）。 智能建筑中線纜密布、系統(tǒng)設(shè)備繁多，微電子裝備復(fù)雜，且防護(hù)能力單簿，為保證系統(tǒng)、設(shè)備安全正常運(yùn)行，必須采取專(zhuān)門(mén)、特殊的措施加以保護(hù)，而防雷、接地、抗干擾則是重要的、必備的、有效的保護(hù)手段，以下僅就此三方面加以分析說(shuō)明。 ?。?nbsp;智能建筑的防雷 對(duì)于智能化系統(tǒng)而言，除雷電直擊外，最具破壞作用的是二次效應(yīng)，由于雷電具有高電位、大沖流、瞬時(shí)性的特點(diǎn)，強(qiáng)大的閃電產(chǎn)生靜電場(chǎng)、交變電磁場(chǎng)和電磁輻射、雷電波侵入、地電位反擊等，雷電電磁脈沖ＬＥＭＰ影響。由于雷電流變化梯度大，能產(chǎn)生強(qiáng)大的變電磁場(chǎng)，使周?chē)慕饘傥锂a(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流。一方面嚴(yán)重地干擾無(wú)線、有線通訊；另一方面，一旦侵入微電子設(shè)備的信號(hào)入口，將使器件被擊穿、燒毀，從而使網(wǎng)絡(luò)癱瘓，設(shè)備報(bào)廢。國(guó)際電工委員會(huì)ＩＥＣ指出：雷電是高科技的天敵。由于電子設(shè)備的防護(hù)能力較弱，敏感的電子設(shè)備其所能承受的能量最多只達(dá)毫焦耳級(jí)，而雷擊釋放的能量達(dá)到數(shù)百兆焦耳，能量差別相當(dāng)懸殊，因此必須采取措施加以保護(hù)。 ?。ǎ保└鶕?jù)建筑物的重要性、功能、發(fā)生雷擊事故的可能性及后果，按防雷要求，將建筑物的防雷分為三類(lèi)。對(duì)各類(lèi)建筑物的避雷措施，防雷規(guī)范ＧＢ５００５７－９４中已規(guī)定了相應(yīng)要求； ?。ǎ玻┨炀€防雷設(shè)施：天線裝設(shè)在建筑物屋頂，須與屋面上的防雷接地裝置連在一起，且連接點(diǎn)不得少于兩處。如天線的突出部分超出大樓的防雷防護(hù)范圍之外，應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立的避雷針，并應(yīng)與天線避雷接地裝置可靠連接。為綜合防雷，天線宜裝設(shè)天線饋線系統(tǒng)避雷器； （３）進(jìn)出建筑物管、線、纜的防雷：進(jìn)出建筑物的各種金屬管、電纜、引入線應(yīng)在進(jìn)出處與大樓防雷接地裝置相連；電纜進(jìn)出線應(yīng)在進(jìn)出口處，將電源金屬外皮、鋼套管等與電氣設(shè)備接地相連。如電纜轉(zhuǎn)換成架空線，應(yīng)在轉(zhuǎn)換處裝置避雷器； ?。ǎ矗?duì)于信息系統(tǒng)的保護(hù)：應(yīng)分級(jí)保護(hù)，根據(jù)電子設(shè)備的敏感性及不同部位分別對(duì)待，妥善處理； ?。ǎ担?duì)電源系統(tǒng)的保護(hù)：應(yīng)用電子避雷器進(jìn)行分級(jí)保護(hù)，從高壓柜、低壓柜、主配電箱、分配電箱逐級(jí)保護(hù)，把雷電過(guò)電壓降到設(shè)備能夠承受的水平； ?。ǎ叮?duì)電子設(shè)備的保護(hù)：從分析雷電脈沖ＬＥＭＰ襲擊電子設(shè)備的不同途徑來(lái)采取相應(yīng)的綜合防治措施。雷電能量作用于電子設(shè)備相連的各種導(dǎo)線上，形成雷電波、感應(yīng)過(guò)電壓沿導(dǎo)線侵入電子設(shè)備，包括配電線、信號(hào)線、天饋線等；雷電能量直接耦合作用于電子元件上，造成元器件誤動(dòng)作和損壞；通過(guò)地電位反擊，損壞設(shè)備的元件，損壞導(dǎo)線、器件的絕緣材料?？刹扇〉拇胧┯校簩?duì)系統(tǒng)設(shè)備實(shí)行等電位聯(lián)結(jié)；實(shí)行穿金屬管敷線，加強(qiáng)屏蔽、減少感應(yīng)效應(yīng)；實(shí)行設(shè)備屏蔽、機(jī)房屏蔽、建筑物屏蔽；加裝電子避雷器，限制侵入電子設(shè)備的雷電過(guò)電壓的幅值。 根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)分析資料，在雷擊損壞設(shè)備的事故中，有７０％以上是從供電線路侵入的。因此，對(duì)電源供電線路實(shí)施多級(jí)防雷是電子設(shè)備及整個(gè)系統(tǒng)防雷的重要環(huán)節(jié)。電源避雷器目前主要采用壓敏電阻防雷。 ?。?nbsp;智能建筑的接地 接地問(wèn)題是強(qiáng)電、弱電、智能化系統(tǒng)帶有普遍性的問(wèn)題。接地按作用可分為功能性接地和保護(hù)性接地兩大類(lèi)。 功能性接地有：系統(tǒng)接地、工作接地、邏輯接地、屏蔽接地； 保護(hù)性接地有：保護(hù)接地、防雷接地、靜電接地、重復(fù)接地等。 建筑物的接地按連接方式又可分為獨(dú)立接地和聯(lián)合接地。 ?。ǎ保┆?dú)立接地是把直流接地、保護(hù)接地、防雷接地分開(kāi)設(shè)置，如圖１所示。 這樣做的目的是為了排除來(lái)自地線的干擾源。這是根據(jù)電子計(jì)算機(jī)設(shè)備要求獨(dú)立接地或通信系統(tǒng)要求單獨(dú)接地而采取的接地措施。 為避免不同系統(tǒng)接地而引入不同電位，導(dǎo)致人身和設(shè)備事故，根據(jù)規(guī)范要求，各接地系統(tǒng)的距離必須大于２０ｍ，且它們的接地極與地線之間要保持絕緣，絕緣電阻應(yīng)在２ＭΩ以上，接地電阻小于４Ω。 ?。ǎ玻┞?lián)合接地是將各種接地通過(guò)接地線連接在同一接地裝置上，如圖２所示。 一般地，除特殊情況外，一個(gè)建筑物只能存在一個(gè)接地系統(tǒng)，以免引入不同電位而導(dǎo)致人身和設(shè)備事故。因此，智能建筑中的智能系統(tǒng)設(shè)備如無(wú)特殊要求，建筑物接地應(yīng)采取聯(lián)合接地。 ３ 智能建筑的抗干擾 在建筑物建筑群以外的自然環(huán)境和建筑內(nèi)部設(shè)備的環(huán)境中存在著大量的電磁干擾，電磁干擾將會(huì)使智能化系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生誤碼、錯(cuò)碼，產(chǎn)生誤動(dòng)作；使信號(hào)系統(tǒng)受到污染、產(chǎn)生噪聲。強(qiáng)大的脈沖干擾還會(huì)導(dǎo)致電子器件、設(shè)備的損壞；在實(shí)際工作中，使設(shè)備性能下降、無(wú)法工作的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；因此，必須凈化建筑物電磁環(huán)境，防止雜散電磁波干擾以及提高建筑物內(nèi)系統(tǒng)和設(shè)備的抗干擾能力?？垢蓴_成為建筑智能化系統(tǒng)必不可少的技術(shù)措施。在采用適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施及方法前，首先必須分析干擾源，了解干擾產(chǎn)生的原因及干擾的傳播途徑。 ?。常?nbsp;干擾源的產(chǎn)生 ?。ǎ保V播、通信、雷達(dá)、導(dǎo)航發(fā)射設(shè)備的信號(hào)頻譜。這些設(shè)備的發(fā)射功率很大，它的基波可以產(chǎn)生有用信號(hào)的干擾，諧波可以構(gòu)成無(wú)用信號(hào)的干擾； （２）工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療、感應(yīng)加熱設(shè)備的輻射場(chǎng)強(qiáng)。這些設(shè)備由于功率大，屏蔽又不夠好，功率泄漏大，高次諧波成分強(qiáng)； ?。ǎ常┘芸针娏€及電氣牽引系統(tǒng)的電磁干擾，主要是導(dǎo)線電暈及接觸不良以及滑動(dòng)受電時(shí)偶爾產(chǎn)生火花或微??； ?。ǎ矗┢?chē)點(diǎn)火系統(tǒng)及日光燈照明設(shè)備的電磁干擾。汽車(chē)的干擾主要來(lái)自點(diǎn)火系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)、風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)等。日光燈啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電擊穿脈沖，造成射頻干擾，可通過(guò)燈管本身及供電電源線而產(chǎn)生輻射發(fā)射，也可通過(guò)電源線注入公用電源，構(gòu)成比較強(qiáng)的傳導(dǎo)干擾；日光燈在工作時(shí)由于鎮(zhèn)流器而產(chǎn)生的工頻諧波干擾，進(jìn)而大大增加供電電源的諧波成分，造成供電質(zhì)量下降； ?。ǎ担┕?a >電源、靜電放電、電磁脈沖。由于公用電源內(nèi)阻并不等于“零”，因此，公用電源既提供給設(shè)備有用的電能，同時(shí)也提供了干擾電壓。 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)計(jì)算機(jī)及應(yīng)用計(jì)算技術(shù)的儀表而言，危害******的是尖峰脈沖信號(hào)和衰減振動(dòng)形成的干擾信號(hào)，這是因?yàn)樗鼈兛赡軐?dǎo)致程序錯(cuò)誤，存儲(chǔ)丟失甚至系統(tǒng)的損壞。 ?。常?nbsp;干擾途徑 不論是設(shè)備還是系統(tǒng)內(nèi)部的干擾都是以電容耦合、電感耦合、電磁波輻射、公共阻抗（接地系統(tǒng)）和導(dǎo)線（電源線、信號(hào)線、輸出控制線等）的傳導(dǎo)方式對(duì)設(shè)備產(chǎn)生干擾。因此，消除和抑制干擾的方法有電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽、電磁屏蔽、電子設(shè)備接地、搭接和濾波。 ?。常?nbsp;常見(jiàn)的抗干擾措施 （１）在電源的進(jìn)出線端口處加設(shè)低通濾波器，消除電網(wǎng)中的高頻干擾； ?。ǎ玻榉乐故须婋娋W(wǎng)急劇變化或雷擊出現(xiàn)過(guò)電壓，智能設(shè)備建議使用串聯(lián)型電源 target=_blank>穩(wěn)壓電源供電； ?。ǎ常┙拥丶肮沧杩箮?lái)的干擾，其抑制方法是使各種接地之間不構(gòu)成回路； ?。ǎ矗┲悄芑到y(tǒng)機(jī)房遠(yuǎn)離強(qiáng)功率發(fā)射源及電梯機(jī)房； ?。ǎ担└鶕?jù)周?chē)h(huán)境電磁場(chǎng)干擾的情況，決定有效屏蔽的方法； ?。ǎ叮╇娎|屏蔽層接地； ?。ǎ罚┎捎霉怆婑詈掀骱凸饫w傳輸數(shù)字信號(hào)； ?。ǎ福┙ㄖ锝Y(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋要求保持電氣的連續(xù)性，如采取焊接連通； ?。ǎ梗┱彰餮b置的供電線路上設(shè)置電源線路濾波器，供電端子進(jìn)行屏蔽； ?。ǎ保埃⑹芨蓴_電路和干擾電路隔開(kāi)或分開(kāi)。 從以上幾個(gè)方面的分析可看出，防雷的手段是接地，接地的目的是為了抗干擾。防雷、接地、抗干擾的最終目的是為了保證建筑物及建筑物內(nèi)設(shè)備與人身的安全。 |
