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《現代建筑電氣雜志》2014年第六期

1雷云感應靜電的防護

(1)建筑物內的金屬物(如設備、管道、構架、電纜外皮、鋼屋架、鋼門窗等較大構件)和突出屋面的金屬物均應接到防雷電感應的接地裝置上。(2)屋面周圍金屬物每隔約20m應采用引下線接地。(3)現場澆制或預制件組成的鋼筋混凝土屋面，其鋼筋宜綁扎或焊接成電氣閉合回路，并應每隔約20m采用引下線接地。

2雷閃電磁感應的防護

建筑物內部的電氣和電子系統，會受衰減后殘余磁場侵入影響的危害。應按GB/T21714．4—2008《雷電防護》的規定，對侵入的衰減后殘余磁場采取有效的防護，根據磁場屏蔽、電源系統采取不同的防護措施。

2．1電源系統(1)金屬管道等連接點用金屬線跨接。根據GB50057—2010《建筑物防雷設計規范》第4．2．2條的規定:為防止電磁感應，平行敷設的金屬管道、構架、電纜外皮等，其凈距＜100mm時，間隔距離≤30m，連接處的過渡電阻＞0．03Ω時，連接處應用金屬線跨接。(2)采用電涌保護器(SurgeProtectiveDevice，SPD)防護電磁感應。根據GB/T21714．4—2008，只有主配電盤，在LPS+LPZ1屏蔽的雷電電磁脈沖防護系統(LightningElectro-magneticPulseProtectionMeasuresSystem，LPMS)，當傳導浪涌(U2U0)和(I2I0)和輻射磁場(H2H0)時，采用LPZ1空間屏蔽和LPZ1入口安裝電源SPD防護的LPMS能使設備得到防護。

2．2無屏蔽情況電源系統當建筑物進線浪涌電壓較低時，在靠近進線處安裝一個SPD便可防護［3］。但在某些特殊情況下，例如安裝非常敏感的設備(電子設備、計算機)或需要保護的設備離安裝在入口處的SPD太遠，在建筑物內由于雷電放電和內部干擾源而產生電磁場時，有必要在靠近設備處或設備內部安裝附加的SPD。GB50343—2012《建筑物電子信息系統防雷技術規范》規定使用電源SPD需要滿足多級能量配合，才能起到有效的防護作用。耐沖擊電壓類別及電涌保護器分級(TN-S)示意圖如圖1所示。

2．3天饋系統(1)凡帶有室外架空天線的電子設備都應采取防雷保護措施。架空天線必須置于接閃器的保護范圍LPZ0B區域內。(2)天饋線路上選用的SPD最大傳輸功率應不小于平均功率1．5倍。其他參數應根據被保護設備的工作頻率、插入損耗、駐波、帶寬、阻抗特性、接口選用適配的天饋線路SPD。(3)天饋傳輸系統中宜在收/發通信設備的射頻出、入端口處安裝天饋線路SPD進行保護。使用多副天線的天饋傳輸系統，每副天線應設置一個SPD。(4)使用波導管作為天饋傳輸系統時，波導傳輸系統的金屬波導的段與段之間連接的法蘭盤，在其對角的連接螺栓處應用截面積為4mm2的鍍銀銅導線將兩個連接法蘭盤予以連通。(5)天饋線路SPD的接地端應接到室外饋線入口處的外壁、波導支撐架及天線反射器應做電氣連通，波導管彎頭處及接地線上。入口處就近接地，并與地網引出的接地線連通。同軸電纜的金屬外護層，應在其上部、下部及經走線架進入機房。(6)天饋線路SPD其標稱導通電壓Un≥1．5U(U為最大連續工作脈沖峰電壓)，標稱放電電流In≥5kA(8/20μs波形)，響應時間≤10ns的電涌保護器作為天饋線路防護。(7)天饋線路SPD插入損耗對甚高頻系統(30～300MHz)應不大于0．3dB，對高頻系統(0．3～10GHz)應不大于0．2dB。SPD的響應時間一般應低于10ns。天饋線上選用的SPD最大傳輸功率應為平均功率的1．5～2．0倍。其他參數，如工作頻率、駐波、插入損耗、特性阻抗、接口等均應符合系統的要求。天饋線路SPD性能參數如表1所示。

2．4電壓駐波比影響通信質量電壓駐波比示意圖如圖2所示。由圖2可見，理想狀態電壓駐波比為1，一般情況下電壓駐波比為1．15～1．35。這是因為傳輸電纜接頭不匹配，根本原因是電纜接頭J/K阻抗不可能恰好都等于50Ω。電纜接頭J/K阻抗不等，信號反射而產生電壓駐波。當電壓駐波比大時，通信系統幅頻特性變壞，如果幅頻特性波動＜1dB時，通信質量正常;如果幅頻特性波動＜3dB時，視頻圖像被干擾，數字信號誤碼率變壞，由原來的10－7變壞到10－4時無法正常通信。現場解決辦法以衛星通信系統為例。根據衛星通信設備技術說明書中天線饋線連接處的電壓駐波比指標，現場施工安裝天饋SPD時，選取天饋SPD電壓駐波比指標與設備天線饋線連接處的電壓駐波比指標相等。在衛星通信天線饋源接口處，由于微波頻段極高，天饋SPD研制、生產難度大，安裝困難。將天饋線SPD安裝在室外單元中頻輸出接口處。在中頻70MHz接口安裝天饋線SPD時，滿足反射損耗等技術指標要求，對通信系統防雷電感應效果良好。衛星站天饋線SPD安裝示意圖如圖3所示，饋線長度超過30m宜兩端安裝。

2．5信號傳輸線全模保護信號線路SPD應根據被保護設備的工作電壓、接口類型、特性阻抗、插入損耗、功率、信號傳輸速率、頻帶寬度及傳輸介質參數選用插入損耗小、限制電壓不超過設備端口耐壓的SPD。其防護安裝示意圖如圖4所示。

3結語

雷電危害的二次作用即雷電流產生靜電感應和電磁感應。相比直擊雷危害，靜電感應和電磁感應危害發生的概率要大得多。因為建筑物的近旁遭受直擊雷危害時，被保護的對象并未遭受到直擊雷危害，但遭受雷電流產生靜電感應和電磁感應的危害。在進行雷電感應防護設計與施工時，應引起設計人員的重視。進行雷電防護，需采取多種措施實現綜合防護。綜合防雷技術是對一個需要進行雷電防護的建筑物電子信息系統，從外部和內部對建筑物采用擊雷防護技術、等電位聯結技術、屏蔽技術，以及完善合理的綜合布線技術、共用接地技術和SPD安裝技術進行雷電防護。

作者：王蔚單位：貴州省貴陽市氣象局