出口加工區(qū)的防雷保護

盧 崴，徐祥華，鄧寧文

1.玉林市氣象局，廣西 玉林 537000

2.山東滕州市氣象局，山東 滕州 277500

3.廣西壯族自治區(qū)防雷中心，廣西 南寧 530022

1 概況

改革開放以來，加工貿(mào)易在我國有了長足的發(fā)展。 為促進加工貿(mào)易發(fā)展，規(guī)范加工貿(mào)易管理，我國從2000年開始，在各地設立出口加工區(qū)，對加工貿(mào)易實行封閉式區(qū)域管理。

出口加工區(qū)按功能分為工業(yè)、倉儲物流、行政商務和公共配套等若干區(qū)域。在出口加工區(qū)內(nèi)建有行政辦公大樓，監(jiān)管倉庫，標準廠房等。其中行政辦公樓有“計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)”、“生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)”、“安檢系統(tǒng)”、“監(jiān)控系統(tǒng)”、“火災自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)”、CATV系統(tǒng)等。出口加工區(qū)內(nèi)有記重卡口系統(tǒng)、圍網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)等。

出口加工區(qū)一旦發(fā)生雷擊事故，將會危害區(qū)內(nèi)的人員人身安全及對國家財產(chǎn)造成重大損失，并使出口加工區(qū)內(nèi)業(yè)務工作不能夠正常進行從而遭受進一步的經(jīng)濟損失。所以出口加工區(qū)的雷電防護尤為重要。

2 出口加工區(qū)的外部防雷保護

主要包括對行政辦公大樓的直擊雷保護和監(jiān)控系統(tǒng)在室外的攝像機的防雷保護。

2.1 行政辦公大樓的外部防雷保護

依據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》，在大樓頂部設避雷帶，所有突出屋面的金屬物體均與避雷帶可靠焊接。利用結構柱內(nèi)兩根F16mm主筋作為引下線，以焊接的形式從柱頂直通到柱底，與基礎鋼筋焊接相連，并與大樓基礎鋼筋、梁柱鋼筋、金屬框架連接起來，形成閉合良好的法拉第籠，大樓內(nèi)豎向金屬管道應每三層與圈梁的均壓環(huán)相連，均壓環(huán)應與防雷裝置專設引下線相連。大樓為框架結構，具有一定的電磁屏蔽作用，有利于適當削弱雷電磁場強度，整個鋼筋骨架均按引下線要求焊接連通，金屬欄桿及金屬門窗等較大的金屬物體與防雷裝置連接。在辦公樓天面加設1m×1m的避雷網(wǎng)格，以確保樓內(nèi)電磁場強度符合標準的要求。應將大樓內(nèi)的工作地、安全保護地、防雷接地與建筑物法拉第籠良好連接，形成一個等電位體，避免接地線之間存在電位差，以消除感應過電壓產(chǎn)生的原因。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的外部防雷保護

為了減少避雷針的維護，防止雨水對避雷針的腐蝕，在室外的攝像機支承桿頂安裝不銹鋼避雷針,以保護攝像頭免遭直擊雷危害,并與圍網(wǎng)接地網(wǎng)就近連接。

3 出口加工區(qū)的內(nèi)部防雷保護

3.1 電源系統(tǒng)的防雷保護

許多重要的電子設備都安裝于行政辦公大樓內(nèi)，從總配電房開始，按照國家標準的要求設置四級電涌保護器（SPD）。在出口加工區(qū)總電源配電柜安裝第一級電涌保護器；在行政辦公大樓的總電源配電柜安裝第二級電涌保護器；在計算機網(wǎng)絡中心機房、通信機房、監(jiān)控機房所在樓層分配電柜處安裝第三級電涌保護器；特別重要的場所（如計算機網(wǎng)絡中心和其他弱電中心機房的重要設備），要在計算機房、監(jiān)控機房等配電盒處安裝第四級電涌保護器。

3.2 信息系統(tǒng)的防雷保護

信息系統(tǒng)的防雷保護主要考慮網(wǎng)絡中心機房、監(jiān)控中心機房等各個弱電系統(tǒng)的信號線路的雷電電涌防護。所有進出大樓的各種信號線均須在防雷區(qū)界面處做等電位連接，即安裝相應的信號系統(tǒng)的電涌保護器（光纜除外）。樓內(nèi)的信號線路，當其穿過兩個防雷區(qū)界面時，必須考慮在一端安裝信號避雷器。

出口加工區(qū)內(nèi)的信息系統(tǒng)有很多，根據(jù)其使用性質(zhì)和重要性，主要考慮以下3個系統(tǒng)：計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、圍網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、記重和卡口系統(tǒng)。

3.2.1 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的防雷保護

在行政辦公大樓里主要考慮局域網(wǎng)的防雷保護。局域網(wǎng)雷電防護的重點是做好局域網(wǎng)網(wǎng)線的屏蔽，同時加強終端設備局域網(wǎng)端口的雷電防護。局域網(wǎng)絡通常以雙絞線傳輸數(shù)據(jù)，無屏蔽保護，布線也往往不盡規(guī)范，除了有可能遭受感應雷擊的襲擊外，交流線路的干擾也會對網(wǎng)絡系統(tǒng)造成影響。在局域網(wǎng)絡的兩端安裝SPD，可有效地防止各種過電壓對設備造成的破壞。局域網(wǎng)的網(wǎng)口應該采取防雷保護措施，服務器、網(wǎng)絡交換機、集線器等端口應加設專用SPD。出戶的局域網(wǎng)線及BNC遠程局域網(wǎng)也必須安裝SPD。485數(shù)據(jù)線接口、422數(shù)據(jù)線并口、RS232數(shù)據(jù)串口、TTY傳感器數(shù)據(jù)接口等，均應安裝匹配的SPD，匹配原則應參照防雷標準和計算機通信協(xié)議。

在這要說一下，如果出口加工區(qū)行政辦公大樓的網(wǎng)絡總進線及中心機房主要信息設備間是采用光纜傳輸信息的，由于光纖是通過光信號來傳遞信息的，光信號不受雷擊的影響，則需要將光纜加強芯妥善接地即可，如無光纜加強芯，則無須防護；中心機房內(nèi)部的所有設備處于同一雷電防護區(qū)（LPZ1區(qū)）內(nèi)，且相互之間的聯(lián)絡線路為光纜，因此在各設備的信號線路出入口處無須進行防雷保護；分交換機與終端之間處于不同的防雷區(qū)內(nèi)，因此在該防雷區(qū)界面處（區(qū)與后續(xù)防護區(qū)）安裝1級電涌保護。

3.2.2 圍網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護

監(jiān)控系統(tǒng)的防雷保護需要明確監(jiān)控系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要原因以及雷電可能的侵入途徑，尤其是雷擊損壞較為嚴重的室外監(jiān)控設備，在分析其損壞原因的基礎上，以及研究和探討信號、電源線路的布放、屏蔽及接地方式等，正確選擇和使用監(jiān)控系統(tǒng)設備的防雷保護裝置。

圍網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)部防雷保護包括2個部分：攝像機支撐架和圍網(wǎng)的接地及信號線路的電涌防護。

鑒于圍網(wǎng)本身的范圍之大，在圍網(wǎng)周圍設置水平人工接地體作為攝像機支撐架和圍網(wǎng)的接地系統(tǒng)。

在電源后或攝像頭設備前安裝串聯(lián)式電源SPD。在監(jiān)控機房到室外的監(jiān)控攝像頭的視頻傳輸電纜做屏蔽處理，且兩端應安裝視頻信號SPD，以保護攝像頭。有云臺的攝像機安裝一只控制線路SPD，在監(jiān)視器前分別安裝對應接口的視頻SPD。在監(jiān)控機房主控計算機上安裝控制線路電源SPD（見圖1）。所有設備外殼必須與均壓等電位連接排良好連接，并共同良好接地。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)信號線路防雷示意圖

3.2.3 記重和卡口系統(tǒng)的防雷保護

由于記重和卡口系統(tǒng)的信號線路均處于露天，其性質(zhì)類同于戶外攝像機，因此其信號線路必須安裝相應的信號SPD（見圖2）。

圖2 卡口及計重信 系統(tǒng)防雷示意圖

3.3 屏蔽措施

為改善電磁環(huán)境，所有與大樓組合在一起的大尺寸金屬部件都應等電位連接在一起，并與接地裝置相連。立面金屬表面、混凝土內(nèi)鋼筋和金屬門窗框架，都必須進行等電位連接后接地。

連接信號電路設備的信號線路穿金屬管或采用有金屬屏蔽層的電纜，并在首、末兩點接地，線路較長時應增加接地點。對于外部線路最好穿金屬管埋地進入室內(nèi)。

在需要保護的空間內(nèi)，當采用屏蔽電纜時其屏蔽層至少在兩端并宜在雷電防護區(qū)交界處做等電位連接。當微電子設備系統(tǒng)要求只在一端做等電位連接時，可將屏蔽電纜穿金屬管引入，金屬管兩端做等電位連接。大樓與出口加工區(qū)內(nèi)建筑之間的連接電纜應敷設在金屬管道內(nèi)，這些金屬管道從一端到另一端應全線電氣貫通，并連到各建筑物的等電位連接帶上。電纜屏蔽層也應連到這些帶上。建筑物或房間的大空間屏蔽是由金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋這些自然構件組成的。這些構件構成一個柵格形大空間屏蔽。穿入這類屏蔽的導電金屬物應就近與其做等電位連接后接地。

計算機網(wǎng)絡中心機房和監(jiān)控機房的設備應與建筑物外墻保護1m左右距離。以防止大樓遭到直擊雷時沿外墻泄流入地的引下線周圍產(chǎn)生較強的電磁場而損壞微電子設備。

3.4 等電位連接與接地

由于行政辦公大樓內(nèi)含有大量的電子設備與布線系統(tǒng)，這些電子設備及布線系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊、反擊都會使電子設備受到不同程度的損壞或嚴重干擾。因此對行政辦公大樓這種智能建筑的防雷接地設計必須嚴密，可靠。大樓的所有功能接地，必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎，并建立嚴密，完整的防雷結構。

配置有信息系統(tǒng)設備的機房內(nèi)應設等電位連接網(wǎng)絡，電氣和電子設備的金屬外殼、機柜、機架、計算機直流地、防靜電接地、屏蔽線外層、安全保護地、交流工作地及各種SPD接地端均應以最短的距離就近與等電位連接網(wǎng)絡直接連接。在建筑物內(nèi)應設置總等電位接地端子板，每層或若干層豎井內(nèi)設置樓層輔助等電位接地端子板，各設備機房設置局部等電位接地端子板。各接地端子板應裝設在便于安裝和檢查以及接近引入線的位置，避免裝設在潮濕或有腐蝕性氣體及易受機械損傷的地方，等電位接地端子板的連接點應具有牢固的機械強度和良好的電氣連續(xù)性。

將進入行政辦公大樓的各類管線的屏蔽層、機架等在進入大樓前進行等電位連接后接地。在進入設備前再進行二次等電位連接后接地。將大樓外攝像頭輸出的同軸電纜的外層和其它管線外層在進入大樓前進行等電位連接后接地。

將分開的外導電裝置用等電位連接導體連接后接地，以減少系統(tǒng)設備所在的建筑物金屬構件與設備之間或設備與設備之間因雷擊產(chǎn)生的電位差。為方便等電位連接施工，應在一些合適的地方預埋等電位連接預留件。

進入系統(tǒng)所在建筑物的各類水管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道的金屬外層在進入建筑物處應做等電位連接，并與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件連接在一起，做總等電位連接之后，接向總等電位連接帶，并可靠連通接地。

4 結論

隨著智能化技術的日趨完善以及智能建筑在我國的不斷普及，雷電防護技術也將不斷得到發(fā)展。隨著人們對雷暴不斷深入研究，在電子設備和人身的防護上取得了突破性的進展，提出了全方位的防護，綜合治理，層層設防，把防雷看作是一個系統(tǒng)工程，它包括：直擊雷的防護、等電位連接、屏蔽措施、綜合布線、設計安裝SPD、完善的接地系統(tǒng)六個部分組成。雷電防護已經(jīng)不僅僅是對建筑本體的防護，更側重于對建筑內(nèi)人身和電氣設備的安全的防護。

[1]華東建筑設計研究院主編.智能建筑設計技術.

[2]虞昊，臧庚媛，趙大銅，等.現(xiàn)代防雷技術基礎[M].北京：氣象出版社.

[3]曾永林.智能大樓雷電電磁脈沖的防護設計[J].雷電防護與標準化，2002(2).