中心議題：

• 新型浪湧保護器在樓宇控製係統中的應用

解決方案：

• 使用電湧保護器
• 采用公用接地係統

1 前言

為避免直接雷擊擊中建築時出現危險和恐慌情況，對於學校
、劇(ju)院(yuan)或(huo)展(zhan)覽(lan)館(guan)等(deng)公(gong)共(gong)建(jian)築(zhu)，國(guo)家(jia)有(you)關(guan)建(jian)築(zhu)標(biao)準(zhun)規(gui)定(ding)需(xu)安(an)裝(zhuang)外(wai)部(bu)防(fang)雷(lei)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)或(huo)將(jiang)防(fang)雷(lei)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)到(dao)樓(lou)宇(yu)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)之(zhi)中(zhong)。雖(sui)然(ran)有(you)這(zhe)種(zhong)措(cuo)施(shi)，但(dan)不(bu)可(ke)能(neng)全(quan)麵(mian)保(bao)護(hu)大(da)樓(lou)內(nei)敏(min)感(gan)的(de)電(dian)氣(qi)係(xi)統(tong)免(mian)遭(zao)損(sun)壞(huai)，因(yin)此(ci)
，在(zai)設(she)計(ji)和(he)建(jian)造(zao)這(zhe)種(zhong)複(fu)雜(za)係(xi)統(tong)的(de)時(shi)候(hou)，必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)對(dui)直(zhi)擊(ji)雷(lei)電(dian)流(liu)和(he)感(gan)應(ying)雷(lei)電(dian)流(liu)的(de)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi)。

雷lei擊ji保bao護hu和he電dian湧yong保bao護hu的de目mu標biao是shi保bao護hu建jian築zhu物wu和he個ge人ren
，必bi須xu包bao含han對dui敏min感gan電dian氣qi係xi統tong的de保bao護hu。現xian在zai，不bu僅jin要yao考kao慮lv雷lei擊ji對dui建jian築zhu物wu或huo供gong電dian線xian路lu的de破po壞huai
，而er且qie也ye要yao考kao慮lv電dian磁ci感gan應ying。雷lei擊ji放fang電dian包bao括kuo安an裝zhuang回hui路lu中zhong能neng引yin起qi高gao壓ya和he電dian流liu的de電dian磁ci感gan應ying。為wei確que保bao樓lou宇yu控kong製zhi係xi統tong在zai這zhe些xie條tiao件jian下xia能neng安an全quan運yun行xing，尤you其qi是shi易yi受shou雷lei擊ji的de總zong線xian設she備bei
，電dian湧yong保bao護hu器qi必bi須xu直zhi接jie安an裝zhuang在zai終zhong端duan設she備bei上shang。為wei此ci
，本ben文wen對dui新xin型xing浪lang湧yong保bao護hu器qi技ji術shu特te征zheng與yu在zai建jian築zhu內nei樓lou宇yu控kong製zhi係xi統tong中zhong的de應ying用yong作zuo分fen析xi介jie紹shao。
 
2  新的浪湧基本理念
 
2.1　關於電磁兼容性

電dian磁ci兼jian容rong性xing的de問wen題ti涉she及ji到dao每mei一yi個ge電dian力li電dian子zi設she備bei最zui大da可ke靠kao性xing保bao護hu方fang麵mian的de規gui定ding。在zai電dian子zi元yuan器qi件jian或huo係xi統tong部bu件jian之zhi間jian存cun在zai一yi定ding的de關guan係xi，必bi須xu提ti前qian加jia以yi預yu防fang以yi避bi免mian幹gan擾rao的de產chan生sheng。電dian磁ci兼jian容rong性xing是shi一yi個ge較jiao新xin的de規gui定ding，它ta始shi於yu確que保bao電dian子zi設she備bei（尤其是軍用及航空係統）dekekaogongzuohewanmeiwuque。suizhedianzixuedefazhanheweichuliqidepubianshiyong

，diancijianrongxingyikaishiyanzhongyingxiangwomen。geguozhuanjiakaishiyanjiuzhefangmiandewenti，bingyuceqianzaideweihaixingyijiruhekefuqifumianyingxiang。diancijianrongxingdailaidejishuhejingjiyingxiangshiwufayongshuzilaihengliangde,因為它是由各種原因導致而成。
如今歐盟設立No．89／3 36／EEC法規，其目的是對所有歐盟國家及簽署了會員協議的國家推行電磁兼容性條款。例如CSN3 32000—1標準的1 3．6．2段明確規定如下：“人、畜、財產必須避免受到浪湧的危害

，浪湧的原因是多種多樣，如大氣放電、線路過壓以及靜電等。 圖1表(biao)示(shi)出(chu)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)與(yu)環(huan)境(jing)間(jian)的(de)接(jie)口(kou)，它(ta)被(bei)互(hu)感(gan)和(he)輸(shu)入(ru)這(zhe)兩(liang)個(ge)因(yin)素(su)所(suo)影(ying)響(xiang)

，實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)兩(liang)個(ge)有(you)線(xian)或(huo)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao)。輸(shu)入(ru)可(ke)分(fen)為(wei)兩(liang)部(bu)分(fen)：在線幹擾和無線於擾。浪湧是在解決電磁兼容性問題時產生的主要問題之一。在涉及到電能傳輸時，必須牢記以下品質因素：電壓等級、非線性變化、浪湧等級（浪湧的波峰湧）。 
 
2.2　電力線等效電路圖應用

圖2是一種常使用的電力線等效電路圖。 shiyonggaidianlixiandengxiaodianlutudemudeshiyongcanshufanyingdianlishebeidekekaoxinghezhengchangyunzhuanqingkuang，tongshiyexudedaomouxiedingxingfangmiandecanshu。qizuizhuyaodemudejiushichuangzaoyizhongtiaojian
，quebaosuolianjiezaidianlixitongzhongdedianzishebeiyingjubeizuigaokekaoxingjizuijialiyonglv。  [page]
3  雷擊浪湧的危害性及其後果

3.1浪湧的危害性

⑴　夏季閃電是造成浪湧的最主要原因。但是在電網中有些設備可能被普通的一次開關動作產生的浪湧損壞
，如高靈敏度的設備：計算機

，EZS，NC控製器等。
 
⑵　leijideweixie。leijihuidailaijudadesunshiheyanzhongdehouguo
，leijijizhouweidedianciganyinghuisunhuaifujindexitongheshebei，jingchangxingdeleijijiguoliuhuijiangdishudianxianluhexitongdejueyuanzhibiao。

⑶　浪lang湧yong的de威wei脅xie與yu應ying對dui。浪lang湧yong對dui所suo有you的de電dian子zi設she備bei和he數shu據ju係xi統tong都dou有you潛qian在zai的de危wei害hai。它ta是shi隱yin伏fu的de，不bu可ke見jian的de，不bu可ke預yu測ce的de
，極ji端duan危wei險xian並bing且qie後hou果guo不bu可ke想xiang象xiang。實shi際ji浪lang湧yong的de幅fu值zhi一yi般ban較jiao雷lei擊ji電dian流liu小xiao


，但dan前qian者zhe可ke能neng會hui造zao成cheng和he後hou者zhe同tong樣yang的de損sun壞huai。通tong過guo提ti供gong高gao
、中、低級浪湧保護產品，可以很好地滿足用戶的需求。為防雷擊而設計的模塊成本較低
，可以方便地安裝在總配電箱、分(fen)配(pei)電(dian)箱(xiang)中(zhong)。為(wei)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)的(de)雷(lei)擊(ji)電(dian)流(liu)抑(yi)製(zhi)器(qi)使(shi)其(qi)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)直(zhi)擊(ji)雷(lei)和(he)電(dian)源(yuan)雷(lei)擊(ji)的(de)損(sun)害(hai)。高(gao)品(pin)質(zhi)的(de)變(bian)阻(zu)器(qi)可(ke)將(jiang)雷(lei)電(dian)導(dao)人(ren)接(jie)地(di)係(xi)統(tong)。對(dui)低(di)級(ji)保(bao)護(hu)也(ye)有(you)一(yi)套(tao)適(shi)用(yong)的(de)浪(lang)湧(yong)防(fang)護(hu)產(chan)品(pin)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)，如(ru)FUGO公司可提供多個係列的浪湧防護產品，可以滿足客戶的最大需要。
 
3.2浪湧的原因與後果

⑴　浪湧的原因可能是大氣放電、開關操作、靜電放電，以及高電壓下的導體接觸或上麵提及的電磁脈衝危害（NEMP）。靜電放電是在維護過程中人們意外接觸係統某個地方而導致的。
 
⑵　電dian力li設she備bei的de損sun壞huai。幹gan擾rao信xin號hao和he浪lang湧yong對dui電dian路lu的de不bu利li影ying響xiang是shi每mei一yi個ge電dian力li工gong程cheng師shi都dou不bu能neng忽hu視shi的de問wen題ti。在zai過guo去qu繼ji電dian器qi的de短duan時shi間jian過guo載zai輸shu入ru可ke能neng是shi沒mei有you危wei險xian的de，但dan是shi在zai使shi用yong半ban導dao體ti電dian路lu的de時shi代dai裏li，即ji使shi是shi低di能neng量liang脈mai衝chong也ye能neng造zao成cheng損sun壞huai或huo操cao作zuo失shi敗bai，其qi損sun壞huai見jian圖tu3所示。

在將來
，由於種種原因浪湧防護產品將變得越來越普及。即：集成密度的提高必然伴隨著電路中元器件(集成電路，三極管，二極管，電阻等)臨界載荷值的降低
；由於使用先進的生產機械，有必要增加生產過程的安全性；電子設備的應用中，要注意露天設備(如帶有智能傳感器的設備)的保護；核爆炸產生的電磁脈衝危害(NEMP)

，這是核爆炸產生的不可避免的次要結果
，它能損壞所有電子設備。  
4  多種新型浪湧保護器選用與技術特征

4.1  電源浪湧保護器的選用

⑴　1級電源浪湧保護器

在雷擊高發區，或架空線直接進戶的情況下
，具有超大能量的直擊雷往往會對設備造成毀滅性損壞。值此以FUGO公司的浪湧保護器為典例作說明。

如今己有間隙型(即開關型)和壓敏型(即限壓型)浪湧保護器兩種方案
，使用戶能自由地選擇最合適的直擊雷防護措施。它應用於建築物入戶端，低壓配電係統的第一級保護。間隙型(10／350μs)，其型號為MES一50B／230與MES一50B／440
；限壓型(8／20μs)，其型號為MES一160DST。其主要指標為：額定電壓（Un）220／385V；最大持續運行電壓（Uc）385／660V；標稱放電電流（Isn）25kA（間隙型）與80kA（限壓型）；最大放電電流（Imax）50kA（間隙型）與160kA（限壓型）
；保護水平(Up)2kV（間隙型）與2.5kV（限壓型）
；響應時間(Ta)<25ns；保護級別(IP)為20;外形尺寸142mmX76mmX35mm（間隙型）與90mmX72mmX66mm（限壓型）；工作溫度,-40℃--+85℃。

⑵　2級與3級電源浪湧保護器

單片(單極)設計
、用於防止電源係統因雷擊過壓或操作過電壓對設備造成損壞。適用於低配電係統的第二級保護。依據不同的配電係統(T T／T N／I T)的選擇多種組合方式。圖4所示為2級電源浪湧保護器原理圖。 4.2  低壓電源電源浪湧保護器的選用

shiyongyudiyagongdianxitongdejingxibaohu

，yijubutongdejiaozhiliudianyuandianyakexuanzegezhongxiangyingdeguige。youyuzhongduanshebeiliqianjilangyongbaohuqijulijiaoda，congershidegaixianlushangrongyichanshengzhendangguodianyahuoganyingdaoqitaguodianya，zediyadianyuandianyuanlangyongbaohuqishiyongyuzhongduanshebeidejingxidianyuanlangyongbaohu，yuqianjilangyongbaohuqipeiheshiyong，zebaohuxiaoguogenghao。
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4.3  網絡信號浪湧保護器的選用

BAxxiliexinhaolangyongbaohuqishizhuanweitongguoshuangjiaoxianjinxingxinhaochuanshudeshebeiersheji，yibaohuqibimianzaoshouganyingguodianyahecaozuoguodianyadesunhai。gailangyongbaohuqishuru
、輸出采用RJ45公／母於接頭串聯保護。網絡信號浪湧保護器原理圖見圖5所示。
 
以產品型號BAX-RJ45／UTP(／24)與BAX—RJ45／UTP—K(／24)為例，其主要指標是：接口／保護腳為RJ45/STP8線(24口)
；額定電壓Un為8V
；最大持續運行電壓Uc為12V;標稱放電電流Isn(8／20μs) 為5kA;最大放電電流Imax(8／20u s) 為10kA;保護水平Up線-線／線-地：40V／150V與44V／90V；響應時間ta為1 ns
；傳輸速率為155Mbit／s與1000Mbit／s
；外殼防護級別為IP20；插入損耗DB為<0．2dB；工作溫度-40～+85℃。

4.4  通訊信號浪湧保護器選用

MET係列產品是專門用於雙絞線傳輸線路中的過電壓信號浪湧保護器
，產品廣泛適用於通信係統和工業自動化控製回路係統(比如RS232
、RS422、RS485等等)的過電壓保護。產品包括2線式(1對線)和4線式(2對線)各種係統。圖6為原理圖。 4.5  通訊D型信號浪湧保護器選用

DET係列產品是為D型接口連接方式的信號傳輸設備而設計的，用於防止感應過電壓對設備造成的損壞
，傳輸係統包括EIA／DS485、V．24／RS232、V．11／RS422等
，保護方式采用全護方式，更適用於工業自動化和計算機通信的應用保護。
4.6  天饋信號浪湧保護器選用

高頻饋線浪湧保護器是專為保護微波
、移動基站
，以及衛星信號接收器和有線電視設備而設計的
，以防止因饋線感應過電壓而對接收設備造成損壞。

以產品型號CET-DNT／CATV與CET-DSP為例
，其主要指標是：接口為F、  F／F與N 、 FLl0；阻抗為75Ω與50 Ω；傳輸功率Po為≤100W；工作頻率（MHz）為45-870與DC-2000
；駐波比為1.2

；標稱放電電流Isn(8／20us) 為5kA；最大放電電流Imax（8／20 us ) 為10kA；保護水平Up為≤600V
；插入損耗DB為0.5dB；防護級別為IP20
；工作溫度-40—十85℃。
 
5  新型浪湧保護器在建築內樓宇控製係統的中的應用

值此，僅以新型多種浪湧保護器在金融電子設備防雷應用中的設計為例作分析說明。

如今電子設備被廣泛應用於金融網絡的運行係統中。其係統電子設備雷電過電壓及電磁幹擾防護是保護通信線路、設備及人身安全的重要技術手段，也是確保通信線路
、shebeiyunxingbibukequeshaodejishuhuanjie，shiyinxingxitongjinrongdianzihuajianshejiyunxingguanligongzuodezhongyaozuchengbufen。weici

，xuzhidinggongchuyitaowanzhengeryiyucaozuofangleishejiheyunxingjiejuefangan，congerdadaoshijinrongwangluoxitonganquanyunxingdexiaoguo。

設計依據 VDE675《過電壓保護器》
、GA73—1998《計算機信息係統防雷保安器》及IEC1312《雷電電磁脈衝的防護》等。
所采用的過電壓保護產品可選FUGO公司製造的電源及通信信號的過電壓保護器(SPD)。

5.2  防雷設計方案的基本架構

電湧保護器（SPD）是用以防護電子設備遭受雷電閃擊及其它幹擾造成的傳導電湧過電壓的有效手段。
 
係統的瞬態過電壓保護設計,係統過電壓保護必須運用電磁兼容原理將銀行係統局部的防護歸結到銀行係統的整體雷電過電壓保護；dianzishebeisuochudejianzhuwuzuoweiyigeyubaohudekongjianquyu，congdiancijianrongdejiaoduchufa
，keyouwaidaoneifenweijigeleidianbaohuqu，yiguidinggebufenkongjianbutongdeleidiancimaichongdeyanzhongchengdu
；依據雷電保護區的劃分要求，銀行建築物外部是直接雷的區域，在這個區域內的設備最容易遭受損害，危險性最高，是暴露區
，為0區；建築物內部及計算機房所處的位置為非暴露區
，可將其分為1區
、2區，越往內部，危險程度越低，雷電過電壓對內部電子設備的損害主要是沿線路引入。保護區的界麵通過外部的防雷係統
、建jian築zhu物wu的de鋼gang筋jin混hun凝ning土tu及ji金jin屬shu外wai殼ke等deng構gou成cheng的de屏ping蔽bi層ceng而er形xing成cheng。電dian氣qi通tong道dao以yi及ji金jin屬shu管guan則ze通tong過guo這zhe些xie界jie麵mian

，穿chuan過guo各ge級ji雷lei電dian保bao護hu區qu的de金jin屬shu構gou件jian必bi須xu在zai每mei一yi穿chuan過guo點dian做zuo等deng電dian位wei連lian接jie。
 
進入銀行大樓的電源線和通訊線應在建築物內部及計算機房所處的位置為各安全區交界處
，以及終端設備的前端。根據IECl3 12(雷電電磁脈衝防護標準)安裝不同類別的電源類SPD，以及通訊網絡類SPD。
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5.3  選用和使用SPD注意事項

⑴　應在不同使用範圍內選用不 同性能的SPD。在選用電源SPD時要考慮供電係統的形式
、額定電壓等因素
，LPZ 0與LPZ 1區交界處的SPD必須是經過10／350us波形衝擊試驗達標的產品。對於信號SPD在選型時應考慮SPD與電子設備的相容性，SPD保護必須是多級的。例如對銀行電子設備電源部分雷電保護而言，至少應采取泄流型SPD與限壓型SPD前後兩級進行保護。為各級SPD之間做到有效配合，當兩級SPD之間電源線或通訊線距離未達規定要求時，應在兩級SPD間采用適當退耦措施。建在城市、郊區、山區不同環境下銀行營業網點，設計選用過壓型SPD時，必須考慮網點供電電源不穩定因素
，選用合適工作電壓的SPD。
 
⑵　信號SPD應滿足信號傳輸帶率
、工作電平
、網絡類型的需要，同時接口應與被保護設備兼容。信號SPD由於串接在線路中
，在選用時應選取損耗較小的SPD。

⑶　為了保護網關，避免係統故障
，應該使用電湧保護器。電湧保護器可安全地保護接口
，防止電湧產生(由間接雷電流引起)
，而且需安裝在最接近被保護設備的地方。如為了保護ISDNS，總線、保護設備直接裝在接近電子設備的DIN軌處
，連接線直接在網關和NTBA連接，最後與等電位帶聯結(EB)。

⑷　供電係統的電湧保護

 金融網絡係統的供電係統通常位於配電板中間並且由低壓電氣裝置提供電流。2級電湧保護器，應安裝在配電板的供電區域。在這種裝置內
，這些位於230／400V電源的SPD為供電提拱了電湧保護。如果配電盤中的供電區域沒有SPD
，或僅僅是電源被保護，2級SPD必須直接安裝在電源上端。

5.4金融網絡設備的外部與內部防護措施

⑴　網絡設備的外部防護首先是使用建築物的避雷針將主要的雷電流引人大地；其次是在將雷電流引入大地的時候盡量將雷電流分流，避免造成過電壓危害設備；第三是利用建築物中的金屬部件以及鋼筋作為不規則的法拉第籠
，起到一定的屏蔽作用；第四是建築物各點的電位均衡
，避免由於電位差危害設備；第五是保障建築物有良好的接地，降低雷擊建築物時接地點電位升高而損壞設備。

⑵　金融網絡設備的內部防護，除了電源部分防護外應建立良好的接地係統,suoyoufangleixitongdouxuyaotongguojiedixitongbaleidianliuxierendadi。suoyi
，lianghaodejiedixitongshishebeiherenshenanquandebaozhang，yeshixianzhididianweishenggaodeshouduan。lingwaixitongfangganraodepingbiwenti、防靜電感應等都需要通過建立良好的接地係統來解決。網絡係統設備接地電阻除另有規定外一般不宜大於4Ω，當采用公用接地係統時阻值不應大於1Ω。選擇合適的<<S型等電位聯結並接地>>聯結方式，如圖7所示。

這種接法中，PE線不僅保護接地，還是設備的信號接地線。因網絡設備的工作頻率高於工頻，所以PE線具有較大阻抗，使得設備間信號線的噪聲較高。此方法簡單易行
，常用於設備本身抗幹擾能力較強而工作頻率較低的場合。
 
6  結束語

設計和安裝任何類型的信號係統時
，設計師和建築師不可避免地要為係統正常運行采取適當的措施
，為了使大樓更舒適
、安(an)全(quan)，設(she)備(bei)的(de)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)是(shi)一(yi)個(ge)前(qian)提(ti)條(tiao)件(jian)。因(yin)此(ci)
，必(bi)須(xu)安(an)裝(zhuang)電(dian)湧(yong)保(bao)護(hu)設(she)備(bei)以(yi)避(bi)免(mian)雷(lei)擊(ji)。在(zai)籌(chou)劃(hua)階(jie)段(duan)與(yu)專(zhuan)業(ye)安(an)裝(zhuang)時(shi)，從(cong)技(ji)術(shu)上(shang)和(he)經(jing)濟(ji)上(shang)考(kao)慮(lv)，這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)能(neng)夠(gou)以(yi)節(jie)約(yue)的(de)方(fang)式(shi)保(bao)護(hu)建(jian)築(zhu)裝(zhuang)置(zhi)。