隨著科學技術的高速發展,大量采用電子技術的先進的計算機信息系統、監控系統等現代通信技術得到了廣泛的應用,隨之而來的是遭受雷擊事件頻繁發生。在日常工作中,常遇到雷擊的方面是無線電系統、電源系統、中繼線、網絡設備等,我們在消防審核工作中普遍考慮供電的低頻信號線路的防護總是但由于雷擊而造成各類事故乃是不斷發生。為此本人從消防安全角度進行分析,談談對雷電防范的看法。
一、雷電對社會帶來的危害性
雷電不僅給企事業單位的電氣、電子通信系統造成癱瘓,同時由于雷擊而引起的人員傷亡和火災事故更是數不勝數。
雷電的破壞作用表現在:強大的電流、熾熱的高溫、猛烈的沖擊波和強烈的電磁輻射等物理效應,危害建筑物及電子電器設備。正因為有了強大的電流流過導體及電器設備,容易產生高溫,引起導體及附屬設備周圍的可燃物的燃燒而發生火災,就拿119指揮中心和中隊通信室來說,遭受雷擊后,一方面,被損害的設備需要修理或更換,其間要有一個時間過程;另一方面,從損害的那一刻一直到修復完畢這段時間內都無法正常工作,勢必影響119高度通信暢通。同樣在城市建設的過程中,大量高層建筑如雨后春筍般地聳立起來,對建筑物的防雷要求更是提上議事日程。
二、上海高層建筑防雷設施的情況
(一)從消防設施方面分析
目前,上海幾乎所有高層建筑,在設計時就要求安裝避雷帶和避雷網裝置;特別是上海消防局的通信機房,計算機房及電源部分都裝有浪涌防護器,中繼線的各端口同樣也有防雷設備,地面鋪設了防靜電地板以及U型銅排實行等電位連接;并且每年都對接地電阻進行測試,但自辦公自動化的開通以來,支隊及中隊的通信設施遭受雷擊的事件年年發生。
(二)雷擊的破壞對消防的影響
由于雷擊勢必造成通信不暢,影響了119指揮中心對各中隊及參戰車輛間指令的下達;其次是影響滅火救援工作的開展;第三是由于雷擊而造成的火災、特別是電器設備的短路,以及雷電的高壓電波所產生的火花,甚至有觸電的危險。
三、消防工作中常用防雷對策
(一)從消防方面看,引起雷擊的主要原因
近幾年來,上海消防各單位通信設施經過不斷升級改造,辦公自動化的開通,提高了工作效率,在接處警方面有了很大的改善,但幾年來不斷發生的雷擊事故充分說明了雷電防護的重要性。從所發生的幾起雷擊情況看:基本在電源系統引入、信號傳輸通道引入、地電位反擊、布線不合理及因機房屏蔽不良而造成的。
(二)通信系統的防雷電措施
現代防雷技術包括外部防護和內部防護兩種:外部防護是指將絕大部分雷電流直接引入地下泄放,外部保護主要指直擊雷的防護,它是防雷技術的主要部分,其技術措施可分接閃器引下線、接地體和法拉第籠;內部保護是指對雷電波等侵入的防護,其技術措施可分為屏蔽(含法拉第籠)、均壓等電位、供電系統的防雷與接地,機房交流電力變壓器高、低壓側的三根相線,應分別就近對地加裝氧化鋅避雷器,供電設備正常的不帶電金屬部分及避雷器的接地端均應做好保護接地,嚴禁做零保護。
對機房鐵塔饋線應有完善的防直雷和二次感應雷的防雷裝置,同軸電纜的金屬外護層應在上、中、下部位和走線架進機房入口處就近接地,進入機房與通信設備連接外應安裝饋線避雷器,以防天饋線引入的感應雷。由于現代通信設備中采用集成電路電壓越來越低,印刷電路板的線間距離越來越少,使設備的抗雷擊的能力越來越弱,所以更因在前期的設計中予以重視。
在現代高層建筑中,利用建筑物鋼筋混凝土的鋼筋作為接地體,以及利用供排水用的金屬管道作為自然接地體,其地網面積是相當可觀的,利用其引雷入地,既可大大削弱閃電侵入的瞬變電磁場,又可作為金屬屏蔽,削弱電磁脈沖的入侵。而采用共地運行方式比分地運行方式對人體和通信設備的安全保障更有利。若沿通信設備機房屋頂四周敷設均壓帶,并從四面用引下線與圍繞通信設備機房外敷設的房外水平閉合接地相連,房外水平閉合接地帶與通信設備接地網之間至少有兩根以上連接。這樣做的目的,是使所引下的雷電散發均勻,減少可能出現的感應過電壓。
在消防工作中,我們采用防雷的基本方法是:1、安裝具有氣室的雷電防護器(避雷器)、2、四分之一波長(λ/4)短路棒雷電防護器、3、避雷針、浪涌防護器。
(三)雷電防護器的有效連接
為了保證無故障運行和使殘余電壓最小,在應用雷電防護器材時必須遵循如下幾個要點:
1.在安裝時,必須使雷電防護器件以一種低電感的方式和設備在中央接地點相連。若接地回路的接地原理不當、接地電纜尺寸太小、連接不好等等都會由于阻抗增大而增加雷電防護器后面的能量。
2.接地連接的接觸點必須有極好的導電性(觸點必須裸露并沒有污物)。
3.緊固螺絲接觸點時,必須遵照廠家規定的最小扭矩以使接觸電阻最小。
4.要盡可能將雷電防護器件安置在非保護區域以排除雷電的感應干擾。
5.頻率范圍對頻帶較窄的四分之一波長電涌放電器特別重要。對各種不同用途的通信設備都有不同的要求,所以采用的方法也有所不同。
6.必須考慮器件的金屬外殼部件與安裝壁之間或與緊固及接觸元件之間的電化學電位差。
(四)接地種類及方式
接地種類有:工作接地、防雷接地、保護接地、防靜電接地、防干擾接地。
接地方式分為分散接地和聯合接地兩種。由于聯合接地的接地電阻可以做得很小,各點的電位分布均勻,人身和設備安全能得到有效保障。
1.分散接地
各接地系統分開設置各自獨立的接地體稱為分散接地。各接地系統之間的距離不小于2米,接地體與建筑物基礎間的距離應保持3~5米。防雷系統的接地電阻小于10Ω,工作地、保護地應小于4Ω。
對固定無線電臺采用分散接地,其缺點是不宜將串接在天線饋線上的避雷器安裝在機房內,更不宜安裝在機架上,應安裝在室內、外交接處,并將饋線外導體的室外部分接至防雷地,室內部分接至工作地或保護地,并注意就近連接。
2.聯合接地
所有接地使用一個接地體稱為聯合接地。聯合接地電阻應不大于1Ω。對計算機房和OA系統我們均采用聯合接地方式。
3.接地導線和接地體
連接地線的導線應采用大截面的導體,不僅電阻小,面且引線電感小。不要采用扁平紡織或絞合線。
接地體應深埋1米以下,其材料可為鋼材或銅材,規格視接地電阻要求和材料而定,并與埋入濃度及土質有關。
四、防雷措施
在防雷工作中,分為外部防雷和內部防雷,但我們強調全方位防護,綜合治理、層層設防的原則,在指揮中心的供電設備、用電設備、備用發電設備、天饋線系統、信號傳輸系統、程控交換系統、計算機網絡系統、辦公自動化系統等設備上進行可靠有效的防護、在攔截、分流、均衡、屏蔽、接地、布線等六大方面實施完整的、多層次的防護措施。
為此,對消防方面而言,既要考慮其特點、要點,但自身防護乃是重中之重,即使各項設計都符合防雷規范,其防雷概率也只能達到90%~95%左右。因此,對通信設備的防雷、避雷、引雷、消雷、泄雷是一個值得探計的課題。總之,對雷電防護的好壞,直接關系到消防工作的順利開展。
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