智能建筑中的屏蔽技术探索

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我国是雷电多发的国家,雷电给人们生活带来了极大的安全隐患。近年来，中国社会经济、信息技术特别是计算机网络技术发展迅速，城市智能建筑物日益增多，雷电危害造成的损失也越来越大。智能建筑对防雷技术提出了更新更高的挑战，在防雷技术相对滞后于智能建筑技术发展的今天，在智能建筑的防雷设计施工中应结合智能化子系统设备的特点，遵循雷电自然规律，全面系统地考虑智能建筑物的防雷设计，真正做到“安全高效，经济实用”。本文仅从屏蔽技术在智能建筑防雷中的应用作一探索.
对于屏蔽的措施，目前，我国已颁布《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000，其中对于线路屏蔽以抗击雷电过电压及电磁干抗的措施已规定得相当规范，因此在实际设计中应严格执行GB/T50311-2000的相关规定。从原理上讲,为减小电磁感应效应,应采取的措施为外部屏蔽的设计、线路屏蔽和内部布线措施等。
1． 外部屏蔽的设计
（1） 为了改善电磁环境，与建筑物相关联的所有大尺寸金属部件应连接在一起并且与防雷装置（LPS）等电位连接，如金属屋顶及金属立面、混凝土内钢筋、门窗的金属框架等，构成法拉第笼削弱进入建筑物内部的电磁感应强度；
（2） 信息系统设备主机房的六面应敷设金属屏蔽网，屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连；
（3） 金属导体，电磁屏蔽层及金属线槽（架）等进入机房时，应做等电位连接。
2.   线路屏蔽措施
（1） 信息系统设备主机房应避免设在建筑物的高层，宜选择在建筑物低层中心部位，其设备应避免紧靠建筑物立柱或横梁，设置在雷电防护区（LPZ）的较高级别区域（LPZ2或LPZ3）内 ；
（2） 对于需要重点保护的信号线缆，宜采用屏蔽电缆进行布线，也可采用光缆。当采用屏蔽线系统时，线缆中传输信号频率为1MHZ以下时，采用单端接地，线缆中传输信号频率为1MHZ以上时，采用两端接地。采用单端接地应保持各子系统中屏蔽层的电气连续性。在电缆屏蔽层二端接地时，两个接地装置之间的接地电位差不应大于1vr.m.s（联合接地系统）；
（3） 架空电力与电讯导线应尽可能避免架空引入，如确有困难时，其线路由终端杆引下后应更换为屏蔽线缆，进入智能建筑物应水平直埋50m以上，埋地深度应大于0.6m,屏蔽层两端接地；非屏蔽线应穿镀锌钢管并水平直埋50m以上，钢管两端接地；
（4） 在分离的建筑物间布设的电缆应敷设在金属电缆槽中（如金属管、槽架或混凝土中的格栅形钢筋网中），这些金属管槽应首尾电气贯通，并与各个建筑物的等电位连接排连接。电缆屏蔽层应与这些连接排相连接；
（5） 光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等，应在入户处直接接地。
3.  内部布线
（1） 在综合布线系统工程中，材料的选用应符合我国国情的有关技术标准（包括国际标准和我国的国家标准及行业标准）的定型设备和器材，工程所用的布线缆线及相关部件的型号、规格、性能、质量应符设计中的规定，并经国家有关产品质量监督检验机构鉴定，合格的产品才可以进入施工。因此在材料进场时，应检查电缆和光缆的外包装有无破损，对缆身应检查外护套是否完整，有无压扁或裂缝等现象。如发现外包装有严重破损或外套有损伤时，应做好详细记录，并进行抽样检查测试。
（2） 各种系统（通信系统、计算机系统、楼宇自控系统、广播卫星电视系统和火灾报警系统等）信号线、控制线及电源线，如在同一路由上敷设时，应采用金属管槽或桥架，按系统分离布放，金属管槽或桥架应有可靠的接地装置。各个系统缆线间的最小间距及接地装置应符合设计要求和标准规范的规定，以免互相干扰。
（3） 为保证通讯网络的安全运行，综合布线电缆与附近可能产生高电平电磁干抗的电动机、电力变压器等电气设备之间应保持必要的间距，在建筑物内有其他管线（如给水管、压缩空气管、煤气管）与弱电缆线平行或交叉敷设时，其平行或交叉的最小净距也要符合相关规范中的有关规定。
(4)综合布线系统应根据环境条件选用相应的缆线和配线设备，或采取防护措施。当综合布线区域内存在的干扰低于有关规定时，或用户对电磁兼容性有较高要求时，宜采用非屏蔽缆线和非屏蔽配线设备进行布线，也可采用光缆系统。当综合布线路由上存在干扰源，且不能满足最小净距要求时，宜采用金属管线进行屏蔽。
（5）综合布线系统采用屏蔽措施时，必须有良好的接地系统。保护地线的接地电阻值，单独设置接地体时，不应大于4Ω；采用联合接地体时，不应大于1Ω。所有屏蔽层应保持连续性。屏蔽层的配线设备（FD或BD）端必须良好接地，用户（终端设备）端视具体情况宜接地，两端的接地体应连接至同一接地体。若接地系统中存在两个不同的接地体时，其接地电位差不应大于1vr.m.s。
（6）采用屏蔽布线系统时，每一楼层的配线柜都应采用适当截面的铜导线单独布线至接地体，也可采用竖井内集中用铜排或粗铜线引到接地体，导线或铜导体的截面与距离远近，插座数量，专线条数，工作站数量（个）等有关，一般选6~16mm2及16~25mm2。接地线导线应接成树状结构的接地网，避免构成直流环路。
（7）综合布线的电缆采用金属槽道或钢管敷设时，槽道或钢管应保持连续的电气连续，并在两端应有良好的接地。干线电缆的位置应尽可能位于建筑物的中心位置。当电缆从建筑物外面进入建筑物时，电缆的金属护套或光缆的金属件均应有良好的接地。当电缆从建筑物外面进入建筑物时，应采用过压、过流保护措施，并符合相当规定。综合布线的有源设备的正极或外壳，与配线设备的机架应绝缘，并用单独导线引至接地汇流排，与配线设备、电缆屏蔽层等接地。宜采用联合接地方式。根据建筑物的防火等级和对材料的耐火要求，综合布线应采取相应的措施。在易燃的区域和大楼竖井内布放电缆或光缆，应采用阻燃的电缆或光缆；在大型公共场所宜采用阻燃、低烟、低毒的电缆或光缆；相邻的设备间或交接间应采用阻燃型配线设备。
总之。随着智能建筑的不断发展，雷电造成的损失也越来越大，人们必将对屏蔽技术提出更为严格的要求，对于广大工程技术人员而言，提高智能建筑系统的稳定性和可靠性将是一项长期而艰巨的任务。路漫漫其修远，吾辈需要上下而求索