近年（nián）來（lái），隨著（zhe）信息係（xì）統的飛速發展（zhǎn），越來越多的弱電設（shè）備應用於現代化辦公大樓，而微電子設（shè）備的高度集成化、低工作電（diàn）平和（hé）小工作電（diàn）流的特點，又帶（dài）來了絕緣強度低，耐過壓過流能力差（chà）等（děng）致（zhì）命弱點。美國研究報告（AD- -722675）指出:對具有（yǒu）類似元件的計（jì）算（suàn）機的運行經驗和（hé）實驗結果表明,當雷電活動（dòng）時,磁感應強度達到（dào）0.07GS時,無屏蔽（bì）計算機會發生誤動；當（dāng）磁感應強度超過2.4GS時,計算機將（jiāng）會發生永久性損壞。也就是說,按安培環路定理估算,離無屏蔽計算機800米處,落一個100KA的雷,就可能發生（shēng）誤動；距其83米處落一個100KA的雷（léi）,就要損（sǔn）壞。統計表明,目前雷擊弱電設備造（zào）成的損害已遠遠超（chāo）過雷擊火（huǒ）災引起的損失,成為電（diàn）子時代的一大公（gōng）害。

   大廈內部集中了大量先進的弱電係統,弱（ruò）電設備因遭受雷擊（jī）而（ér）造成損壞的（de）安全事故的機（jī）率無疑將會增大。為了防止和減（jiǎn）少雷（léi）電（diàn）對上述設備的損壞及人員傷亡，應考慮到閃電的各種物理特性和其他危害作用，而采取三（sān）維空間的綜合立體防護設計。我們根據（jù）國內外最（zuì）新（xīn）防雷規範，闡明（míng）如何對整個辦公大樓（lóu）進行先進的、綜合性的（de）雷擊電磁脈衝防護設計、施工。

1．  大廈情況概述

2．  科技大廈防雷類別、等級及（jí）雷電防護等級

2.1防雷類別、等到級的劃分

N=KN_gA_e=k×0.024T^1.3_d×A_e

式中（zhōng）：N—年預計雷擊次數（年/a）；

K—校正係數，據本地（dì）情況（kuàng）取1；

T_d—年平均雷暴日數，取1957—2003年平均值≈29.1d/a；

A_e—建築物等效麵積（Km²）。

經計（jì）算，N=0.76次（cì）/_a，依（yī）據《建（jiàn）築物防雷設計規範》(GB50057—2010)第2.0.3條第八款規定:預計雷擊次數大於0.06次/a,的（de）其它重要建築公（gōng）共（gòng）建築物，應（yīng）劃分為第二類防（fáng）雷建築物。依照《民用建築電氣高設計規範》(JGJ/T16—92)第12.2.2.3條規定:19層及以（yǐ）上的住宅建築物和高度超過50m的其它民用建築物（wù），列為二級防雷建築物。

2．2雷電防護等級的劃分

E=1-N_c/N=1-(5.8×10^-1.5/C)/(N1+N2)

式中：E—防雷裝置攔截效率；

N_c—引起電子信息係（xì）統設備損壞可接受的（de）最大（dà）年均雷擊次數（年/ a）；

N—年預計（jì）雷（léi）擊次數（年/a）；

C—各類因子C=c₁+c₂+c₃+c₄+c₅+c₆分別（bié）取1.0，2.5,3.0，0.5，1.5，1.0。

計（jì）算結果E=0.92。依據《建築物電子（zǐ）信息係統防雷技術規範》（GB50343—2004）第4.2.4條2款，雷電防護等級劃分為B級；參照4.3.1表,大廈內設有中型計算機中心及各種網絡控製係統,應確定為雷電防護B級。

3.內部弱電設備遭受雷電的原因（yīn）分析

眾所周知，弱電設備均（jun1）為靈敏的電子元器件組成，這些電子元器件和共同特點是耐壓能力十分脆弱，極低的過電壓都（dōu）會造成其擊穿損壞。僅就計算機及網（wǎng）絡設備而（ér）言，此類設備是由大量的大規模集成電路組成，在1㎜²芯片上（shàng）集成了十幾萬個元件，它的最大擊（jī）穿電壓為幾十伏。最大允許工作電流為幾微安，雖采取了許多抗幹擾措施，對低能量幹擾比較有效，但對雷（léi）電電磁脈（mò）衝生成的過電壓過（guò）電流，其抗衝擊能（néng）力十分脆弱（象晶（jīng）體管要在10^–1焦耳能量的（de）衝擊下損壞，集（jí）成（chéng）電路芯片在10^–7焦耳能量的衝擊下就（jiù）出現損壞，而正常工作條件（jiàn）下可將幹擾輻射能量控製在10^–7焦耳以下，但雷電電磁脈（mò）衝幹擾就很難控製）。每次雷電（diàn）雲地放電過程中，峰值電流在幾十千安以上，電流（liú）上升時間僅為幾個微秒，持續時間為（wéi）毫秒（miǎo）到幾秒鍾。因此雷電放電（diàn）產生強大的電磁輻射，其（qí）產生的過電壓過電流通過輸電線（xiàn）、通信線、接收天線和空間輻射（shè）等途徑侵入到計算機（jī）網絡係統，其幹擾輻射等能量多數大於10^–7焦耳，嚴重威脅到計算機網絡係統的正常工作和安全運行。

大（dà）廈內所有弱電係統的雷電保護（hù）應重點考慮。對諸如辦公（gōng）自動化係統、計算機網絡係統、消（xiāo）防係統、閉路監控係統、視頻會議係統工程、電話係統等弱電設備，按照安全可靠（kào）、經濟合理的原（yuán）則，進行（háng）雷擊電磁脈衝保護（hù），並兼顧大（dà）廈的（de）直擊雷防護。

具體采取的雷電防護措（cuò）施為：主要機房（fáng）（如（rú）計算機（jī）主機房、閉路監（jiān）控主機房、消防主（zhǔ）機房、會議室等）須進行金（jīn）屬網格（gé）或者鋁塑板屏蔽，電源線與各種信號線穿鐵管或（huò）者布（bù）防在金屬線槽（cáo）內進屏蔽；主要機房（fáng）須采取等電位接地措（cuò）施；電源線與各種信號線路上安裝（zhuāng）國家規範中要求的避雷器（SPD）。

4．電波侵入及雷電電流反擊的防護林措施

4.1進入本（běn）樓的電纜，在進入大廈前須采用鎧裝電纜（lǎn）埋地（dì）引入，長度不小15米。入樓後在總配電盤及各層配電箱均進行接地處理。

   4.2進（jìn）入本樓的暖氣管（guǎn）道除在空（kōng）中架設（shè）中經鋼管架與地（dì）麵進行接（jiē）地處理外（wài），在進入大廈前再進行接地處理。

   4.3進入本樓的（de）自來水（shuǐ）管道在入樓前進行接（jiē）地處理。

   4.4樓內電源線與（yǔ）各種信號線穿鐵管或（huò）者布防在金屬線槽內進行屏蔽，金屬管首如母線槽、信號線、電線（xiàn）暗管均進行接地處理。

   4.5大廈主機房內門、窗（chuāng）、各牆壁均安（ān）裝小於15×15㎝格距的金屬（shǔ）屏蔽網，各（gè）屏蔽網與主引下線做（zuò）好（hǎo）電氣聯結。或者采用鋁塑（sù）板進行屏蔽。

5． 等電位連接與接（jiē）地處理

5.1大廈主（zhǔ）體等主體等到電位（wèi）聯接與接地

進入（rù）本大廈的電纜金屬（shǔ）外皮、采暖管、自來水管、消防幹管、金（jīn）屬構件等在進入大廈前與樓體主筋行電氣連接，暖氣管在空中架設中經鋼管架與地麵（miàn）進行（háng）接地處理，樓內母線槽、電梯軌（guǐ）道、信號線及（jí）電線暗管均進行等到電位接地處理（lǐ）。玻璃幕牆金屬支架也與大樓主筋（jīn）焊接在一起（qǐ），各房間內PE線、直流地（既把給設備供（gòng）電的三插孔上端（duān）PE地線用6平方毫米銅線（xiàn）與等電位母排（pái）短接）、屏蔽地、靜電地及SPD接地、管道及各金屬構件等均與大樓主筋進（jìn）行等電位連（lián）接，其中靜電地板的金屬支撐之間民進行電氣連接處理，最終實現共用接地。

5.2主（zhǔ）要（yào）機房（fáng）等電位聯結措施

等電位（wèi）聯結技術是現代防雷（léi）技術的核心內容,現行國標（biāo）及IEC標準都是圍繞此項內容展開的,甚至通常所（suǒ）說的電湧保（bǎo）護器(俗稱避雷器（qì）)也（yě）隻是作為一種等電位聯結器件。雷擊發生時,由於（yú）所有的設（shè）備及（jí）人員都處於（yú）同一電位,此電位即使高達幾十萬、上百萬伏（fú）也不會造成任何損（sǔn）失（shī）。根據新規範的要求，辦公樓應采用M型等電位連接（jiē），這樣可以使各設備工作（zuò）地（dì）線最短，消除頻幹擾，滿足弱（ruò）電設備正常工作要求，尤其是在雷（léi）擊情況下能使各設備處在真正的等電位狀態（tài）下而避免損壞。

6．屏蔽技術措施

   屏蔽（bì）是減少雷電電磁幹擾的（de）基本措（cuò）施。一般要作好機房本身所在設備間的屏蔽及線路屏蔽。線路的屏蔽層應至少在（zài）兩端並宜在雷電防護區（qū）交界處做等電（diàn）位聯結。設備間應在六（liù）麵牆上裝飾金屬板材屏蔽；進入機房的所有電源（yuán）、信號線路均穿在金屬管中；窗戶采用金屬（shǔ）網（wǎng）屏蔽，門宜采用金屬板門。所有的屏蔽體均參與多（duō）處等（děng）電位聯結（jié）。與屏蔽措施相適用，所有的信息設備均（jun1）與建築物外牆保（bǎo）持0.8m以上的間距。

  7．電源與信號係統避雷器(SPD)防護

7.1電源（yuán）係統防（fáng）護（hù）

大廈總配電櫃(即配電室)處安裝在計算機係統總電（diàn）源（yuán）配電櫃處安裝並接第一級AT　PORT／4P－B100三相B級（jí）電源避雷器。初步（bù）衰減從電（diàn）源線引入的強雷電流和高電壓。其技術參數：最高防（fáng）雷擊電流I_imp=100 KA（8/20）、最大（dà）容許工作電壓（伏）Uc=255V、響應時間t_A≤100 ns 。各樓層（céng）配電箱空氣開關處並接第（dì）二級AT　T385／4P－C40三相C級電源避雷器（qì），進一步衰減從第（dì）一級分流下（xià）來的強雷電流和高電（diàn）壓，把雷電流脈衝降低（dī）到設備能承受（shòu）的水平。其技術參數：最高防雷擊電流I_imp=40KA（8/20）、最大容許工作電壓（伏）Uc=275V、響應時間t_A≤25 ns 。一、二、三級電湧保護器（qì）地（dì）線均進行接地處理，SPD引線（xiàn）長度（dù）不應大於0.5m。

7.2信（xìn）號係統（tǒng）防護

計算機網絡（諸如網絡交換機、服務器（qì）、路由器）信號接（jiē）口AT　RJ45－100、視頻信號（hào）線接口AT　BNC－VIDEO、各種通訊（xùn）（含電話AT　TEL－RJ45／11、衛星AT－ST）信號線接口等安裝相應的（de）信號避雷器防護（hù），並做好接地處理。

8.直擊雷保護

   大廈樓頂安裝1支避雷針,避雷器與鐵塔支架進行可靠連接,引下線（xiàn）與建築物主盤進行不少於4處電氣連接。這樣可（kě）以（yǐ）大大延緩雷電放電時間,削弱雷電脈（mò）衝的強度,使電磁場對上述（shù）弱電設備造成的損失大幅度降低。