王子強(qiáng)

（天津市東麗區(qū)文化廣播電視局 中國 天津 300300）

淺析小區(qū)弱電系統(tǒng)防雷方案

王子強(qiáng)

（天津市東麗區(qū)文化廣播電視局 中國 天津 300300）

隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，小區(qū)智能化建設(shè)也逐步完善。本文從雷電類型、弱電系統(tǒng)設(shè)備防雷和線路防雷等方面進(jìn)行分析，以期起拋磚引玉的作用,為相關(guān)部門在雷雨季節(jié)防止雷擊破壞起到一些指導(dǎo)作用。

弱電系統(tǒng)；防雷；防雷器；布線；電位連接

雷電是大氣中的放電現(xiàn)象。在大氣層中，云層間或云和地之間的電位差增大達(dá)到一定程度時(shí)，即發(fā)生猛烈放電現(xiàn)象（閃電）。同時(shí)，放電的路徑上空氣的溫度瞬間可以增高幾萬度，空氣由于急劇增熱而膨脹就會(huì)引起空氣劇烈振動(dòng)、沖擊、爆炸，產(chǎn)生強(qiáng)烈的雷鳴（打雷）。

1 雷電的侵入

雷電波的侵入主要是指雷電從地表建筑物、架空線纜等導(dǎo)體的引入線引入室內(nèi)，發(fā)生閃擊和雷擊事故。

雷電擊中地表物體，其強(qiáng)大的能量有將近一半從引下線等安全泄放到大地，另外還有不到一半的能量通過建筑物的電力系統(tǒng)分流，還有一很小部分的能量通過弱電線纜分流，剩下的能量通建筑物的金屬管線分流。本文提供的能量配比也隨著建筑物內(nèi)的具體狀況和結(jié)構(gòu)而變化。

2 雷電的分類

雷電的分類方法很多，本文從雷電影響居民弱電系統(tǒng)的角度，將其分為直擊雷、感應(yīng)雷。

2.1 直擊雷

雷云攜帶大量電荷，當(dāng)雷云在云云間或云地間擊穿空氣直接放電，稱作直擊雷。直擊雷電流的峰值很高，甚至可以達(dá)到上百千安,破壞力極強(qiáng)，但是峰值時(shí)間維持很短。

避雷針是防止直擊雷最有效措施，避雷針（其實(shí)應(yīng)該叫引雷針）往往設(shè)置在建筑物或其他物體的最高處，把雷電流通過接地引下線和接地裝置，將強(qiáng)大電流安全送到大地。直擊雷發(fā)生幾率很小，本文不做重點(diǎn)介紹。[1]

2.2 感應(yīng)雷

感應(yīng)雷又叫二次雷，雷電流變化度很大，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場，使得周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流可能向周圍物體放電，而感應(yīng)到正在聯(lián)機(jī)的導(dǎo)線上就會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈的破壞性。感應(yīng)雷遠(yuǎn)沒有直擊雷的破壞力強(qiáng)，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多，也是本文研究的重點(diǎn)。感應(yīng)雷又分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩類。[2]

2.2.1 靜電感應(yīng)

當(dāng)線路或設(shè)備附近發(fā)生雷擊，雖然沒有直接擊中線路或設(shè)備，但在導(dǎo)體上會(huì)感應(yīng)出大量的與雷云極性相反的束縛電荷，雷擊發(fā)生后，雷云中所帶電荷迅速消失，導(dǎo)體上的感應(yīng)出的大量電荷瞬間失去束縛，極速向?qū)w兩端涌去，從而出現(xiàn)過電壓，稱為靜電感應(yīng)過電壓。

2.2.2 電磁感應(yīng)

鑒于雷電流的特殊性，峰值極大而且持續(xù)時(shí)間很短，在它周圍有強(qiáng)大的變化電磁場，處在其中的導(dǎo)體因此而感應(yīng)出強(qiáng)大的電動(dòng)勢，而對有氣隙的導(dǎo)體之間放電，甚至產(chǎn)生火花，引起災(zāi)害。

3 小區(qū)弱電系統(tǒng)的布網(wǎng)方式

小區(qū)的弱電系統(tǒng)主要分為互聯(lián)網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、固話網(wǎng)和視頻監(jiān)控等幾個(gè)方面。根據(jù)建設(shè)年代不同，布網(wǎng)方式也不盡相同。下面總結(jié)歸納為以下三種方式分別研究。

3.1 簡易布網(wǎng)

這種布網(wǎng)方式多見于老舊小區(qū)。這類小區(qū)一般都是后期布網(wǎng)，一個(gè)樓一個(gè)交換機(jī)。級聯(lián)線和入戶線靠室外一根鋼絞線固定，橫七豎八，走線極不規(guī)范。有些入戶線甚至從窗戶直接斜拉到交換機(jī)上。

3.2 設(shè)備進(jìn)樓

在一些后期布網(wǎng)的小區(qū)里，參考前期的市場調(diào)查，有些小區(qū)會(huì)設(shè)計(jì)成設(shè)備進(jìn)樓的類型。每個(gè)樓棟一個(gè)交換機(jī)，且都在樓道內(nèi)，各樓棟之間的級聯(lián)線多為光纜連接，也有電纜連接的，但一般采用地埋方式，也有少數(shù)靠鋼絞線固定的。

3.3 光纜入戶

光纜入戶是目前最新型的布網(wǎng)方式。在三網(wǎng)融合的大趨勢下，為承載更多的業(yè)務(wù)需要，從政府到運(yùn)營商一直在強(qiáng)調(diào)“光進(jìn)銅退”。光纜入戶已經(jīng)是一種必然的趨勢，新建小區(qū)基本上都是光纜入戶。

4 防雷解決方案

弱電系統(tǒng)的防雷，要綜合考慮。主要從設(shè)備防雷和線路防雷兩方面加以防范。一般運(yùn)營商，把重點(diǎn)放在設(shè)備防雷上，其實(shí)，大多數(shù)的感應(yīng)雷破壞，都是電力線或者信號線上的浪涌造成的。必須兩方面都嚴(yán)格的實(shí)行防雷方案，才能在最大程度上減輕雷擊對弱電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的破壞。[3]

4.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的防雷

運(yùn)營商的機(jī)房防雷一般都嚴(yán)格執(zhí)行防雷規(guī)范，本文不做過多贅述，主要針對小區(qū)接入設(shè)備進(jìn)行分析。目前，市面上各式各樣的防雷器良莠不齊，且價(jià)格不菲，往往是設(shè)備免遭雷擊，防雷器卻被破壞了。非但沒有防止雷擊破壞，反而造成了更嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，所以選一款質(zhì)量過硬的防雷器尤為重要。有條件的話還可以對匯聚設(shè)備改用在線式的UPS，并加裝浪涌電源保護(hù)器。

4.2 傳輸線路的防雷

傳輸線路的防雷是整個(gè)弱電防雷的核心。規(guī)范施工方案是唯一行之有效的方法。先就上述三種小區(qū)布網(wǎng)方式，介紹下具體的防雷措施。

根據(jù)筆者十多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，雷擊破壞主要集中在前兩種布網(wǎng)方式，對于光纖入戶的方式，由于設(shè)備之間都是光纜連接，幾乎沒有雷擊破壞。

對于電纜入戶的，不但對設(shè)備存在危險(xiǎn)，而且對用戶家里的電腦電視等電器，破壞的也不在少數(shù)，很容易引發(fā)糾紛。解決方案總結(jié)為四點(diǎn)，光纜連接、規(guī)范布線和屏蔽等電位連接。

4.2.1 光纜連接

室外線盡量采用地埋的方式，全部采用光纜連接。光纜本身不導(dǎo)電，是防雷的最佳介質(zhì)。目前光電轉(zhuǎn)換器成本低廉，改用光纜級聯(lián)是非常不錯(cuò)的防雷方案。

4.2.2 規(guī)范布線

室外分布的弱電電纜是感應(yīng)雷破壞的主要對象。橫七豎八的弱電線纜就好像樓頂分布的引雷帶，雷雨季節(jié)幾乎是無一幸免。有些城市已經(jīng)進(jìn)行了舊城區(qū)改造，把所有室外入戶弱電線纜都改進(jìn)樓道，統(tǒng)一敷設(shè)線槽，這一舉措既美觀了市容，又把弱電雷擊的概率大大降低了。

4.2.3 屏蔽等電位連接

屏蔽的目的是降低或消除電磁對弱電系統(tǒng)的干擾，結(jié)合屏蔽電纜創(chuàng)建等電位連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)弱電系統(tǒng)遭到雷擊后可以將電流轉(zhuǎn)移到地下。好多施工不規(guī)范的小區(qū)，雖然傳輸線埋地敷設(shè)，但是并沒有阻止雷擊設(shè)備的發(fā)生。事實(shí)證明，只有采用帶有屏蔽層的線纜或者線纜穿過鋼管埋地敷設(shè)，保持鋼管的電氣連通，才能有效防護(hù)電磁的干擾和電磁感應(yīng)，這主要是因?yàn)榻饘俟艿钠帘巫饔煤屠纂娏鞯募w效應(yīng)。如果電纜穿金屬管有困難，可在電纜穿過終端和前端設(shè)備前穿金屬管埋地引入，但埋地長度不得小于15米，在入戶端將電纜金屬外皮、鋼管同防雷接地裝置相連。

5 結(jié)束語

雷電對弱電系統(tǒng)的損害途徑是多方面的。本文主要對弱電系統(tǒng)遭受雷擊損害的主要幾個(gè)方面，作了初步的分析，同時(shí)對防雷保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的介紹。防雷是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，對安全監(jiān)控系統(tǒng)的避雷設(shè)計(jì)既取決于防雷裝置的性能，更重要的取決于施工規(guī)范。要充分考慮到地理環(huán)境，合理設(shè)計(jì)線纜布放方式、屏蔽及接地方式?？傊?，防雷保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮，才能獲得良好的效果。

［1］銀燕，等.防雷技術(shù)與科學(xué)[J].2011.

［2］江海君.弱電智能化系統(tǒng)防雷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究[J].電力防雷設(shè)計(jì)，2009，15（2）：15-18.

［3］智能建筑技術(shù)[M].中國建筑工業(yè)出版社.

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