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摘要：隨著的，人們的生活水平及要求不斷提高，人們對于家的概念，已經(jīng)不單是僅僅是住這么簡單了，家已逐漸成為娛樂，甚至辦公的場所。如今的智能小區(qū)由于具有電器多、化塑料材料多、布線密集等特點，一旦發(fā)生火災后果不堪設想。

 

 1 引言

　　1.1　隨著社會的發(fā)展，人們的生活水平及要求不斷提高，人們對于家的概念，已經(jīng)不單是僅僅是住這么簡單了，家已逐漸成為娛樂，甚至辦公的場所。如今的智能小區(qū)由于具有電器多、現(xiàn)代化塑料材料多、布線密集等特點，一旦發(fā)生火災后果不堪設想。
　　1.2　從市場的角度來看，房地產(chǎn)商推出的所謂智能小區(qū)在消防電氣設計方面還是空白，消防器材也僅僅局限于消防水龍和滅火器，而大多數(shù)人并沒有受過消防培訓，甚至連消防水龍都不會使用，一旦發(fā)生火災，損失巨大，這種狀況對于出資動輒百萬購房的住戶而言，是極不公平的。據(jù)問卷調查顯示廣州市區(qū)有87?8％的智能小區(qū)住戶對所住單元的消防設計不滿意，有 76?5％的住戶認為如果購房費用增加10％，但具有較完善的消防設計的小區(qū)他們?nèi)詴?yōu)先選擇。
　　在這樣的背景下，房地產(chǎn)商如果能適時地推出具有“安全”概念的智能小區(qū)一定會大受歡迎。

　　2 消防電氣設計

　　按照《高層民用建筑設計防火規(guī)范》的規(guī)定，一類防火建筑包括十九層及以上的普通住宅；建筑高度超過24m的住宅，賓館等。本文討論的智能小區(qū)多屬一類防火建筑。
　　2.1　火災自動報警系統(tǒng)
　　火災自動報警系統(tǒng)是為了早期發(fā)現(xiàn)并及時通報火災，以便采取有效措施，使火災得以控制和撲滅而設置在民用建筑內(nèi)的一種自動消防設施，也是與火災作斗爭的有力工具。
　　根據(jù)建筑物防火等級的不同，其自動報警系統(tǒng)采用不同的結構形式，一般來說報警系統(tǒng)有如下三種類型。
　　a.控制中心報警系統(tǒng)，控制中心報警系統(tǒng)的組成如圖一所示。集中火災報警控制器設在消防控制室內(nèi)，其他消防設備及聯(lián)動控制設備，可采用分散就長久地控制和集中遙控兩種方式，各消防設備工作狀態(tài)的反饋信號，必須集中顯示在消防控制室的監(jiān)視或總控制臺上，以便對建筑物內(nèi)的防火安全設施進行全面控制與管理。控制中心報警系統(tǒng)探測區(qū)域可多達數(shù)百甚至上千個。
　　b.集中報警系統(tǒng)　集中報警系統(tǒng)的組成如圖二所示，應設置在由專人值班的房間或消防值班室內(nèi)，若集中報警不設在消防控制室內(nèi)的，則應將它的輸出信號引至消防控制室，這有助于建筑物內(nèi)整體的火災自動報警系統(tǒng)集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理。
　　c.區(qū)域報警系統(tǒng)　區(qū)域報警系統(tǒng)的組成如圖三所示。采用區(qū)域報警系統(tǒng)時，其區(qū)域報警控制器不應超過三臺，因為未設集中報警控制器，當火災報警區(qū)域過多而又分散時就不便于集中監(jiān)控與管理。
　　以上三種系統(tǒng)應在實際設計的過程中根據(jù)具體情況加以選用
　　2.2　報警系統(tǒng)中火災探測器的選用
　　火災探測器是火災自動報警系統(tǒng)的檢測元件，其種類如圖四它將火災初期所產(chǎn)生的熱、煙或光轉變?yōu)殡娦盘枺斊潆娦盘柍^某一定值時，傳遞給與之相關的報警控制設備。它的工作穩(wěn)定性可靠和靈敏度等技術指標直接著整個消防系統(tǒng)的運行。
　　火災初期有陰燃階級，即有大量的煙和少量的熱產(chǎn)生，很少或沒有火焰輻射的火災（如棉、麻織物的引燃等），應選用感煙探測器。為了較早發(fā)現(xiàn)火災隱患，智能小區(qū)應多選用這種探測器。
　　對于感煙探測器而言，在禁煙、清潔、環(huán)境條件較穩(wěn)定的場所，如機房，書庫等，選用Ⅰ級靈敏度，對于一般場所，如臥室、起居室等，選用Ⅱ級靈敏度。對于經(jīng)常有少量煙、環(huán)境條件常變化的場所，如會議室及商場等，選用Ⅲ級靈敏度。
　　2.3　報警系統(tǒng)中自動報警控制器的選用
　　火災自動報警控制器是給火災探測供電，接受、顯示及傳遞火災報警等信號，并能輸出控制指令的一種自動報警裝置。它可單獨作火災自動報*，也可與自動防災及滅火系統(tǒng)聯(lián)動，組成自動報警聯(lián)動控制系統(tǒng)。
　　報警控制器按其作用和性質，又可分為區(qū)域報警控制器和集中報警控制器。區(qū)域報警控制器和集中報警控制器在其組成和工作原理上基本相似，但選擇上有以下幾點區(qū)別：
　　a.區(qū)域報警控制器控制范圍小，可單獨使用，而集中報警控制器負責整個系統(tǒng)，不能單獨使用；
　　b.區(qū)域報警控制器的信號來自各種各樣探測器，而集中報警控制器的輸入一般來自區(qū)域報警探測器；
　　c.區(qū)域報警探測器必須具備自檢功能，而集中報警控制器應有自檢及巡檢兩種功能。由于上下述區(qū)別，故使用時兩者不能混同。當監(jiān)測區(qū)域小時可單獨使用一臺區(qū)域報警控制器組成火災自動報警控制系統(tǒng)，但集中報警控制器不能代替區(qū)域報警控制器而單獨使用。

 

摘要：本文主要概述了，雷電的產(chǎn)生、雷電的危害及形式；防護區(qū)的分類；電氣線路三級防雷；SPD的選擇以及SPD后備保護元器件的選擇等。
 

關鍵詞：雷電產(chǎn)生 危害形式 防護區(qū) 三級防雷 SPD

 

一、雷電基本知識

1.雷電產(chǎn)生

    雷電的產(chǎn)生：大氣中的強對流會伴隨著電荷分布的變化，大氣電場也會隨之發(fā)生變化，從而形成雷雨云（專業(yè)稱"積雨云"），雷雨云團之間或雷雨云團與大地之間就可能發(fā)生劇烈的放電現(xiàn)象，這種強烈的放電就是閃電，又稱雷電或雷擊。

一個地區(qū)的雷電發(fā)生頻率一般用年雷暴日來表示。我國東部地區(qū)大部分屬多雷區(qū)、高雷區(qū)和強雷區(qū)，廣東、海南有些地區(qū)年平均雷暴日為100天以上。

我國平均每年因雷擊災害所造成的損失為幾十億元，廣東2002年已統(tǒng)計的發(fā)生雷害2263起，造成損失3億多元。 針對雷電災害我國近年來先后出臺了多部防雷標準和規(guī)范，為減少和防止雷電災害的發(fā)生，各級政府部門，施工單位應嚴格按照標準、規(guī)范的要求監(jiān)督實施。

2. 雷電的危害和雷電防護區(qū)

2.1雷電危害

    直擊雷：直擊雷是雷雨云對大地或建筑物的放電現(xiàn)象。它產(chǎn)生強大的脈沖電流、熾熱的高溫、猛烈的電動力損壞放電通道上的建筑物、輸電線、室外電氣、設備，擊死擊傷人員，同時產(chǎn)生的強烈的電磁感應和電磁輻射，對周圍的電氣、電子設備造成損壞或干擾。

    雷擊電磁脈沖（LEMP）：雷擊電磁脈沖是由于雷雨云之間和雷雨云與大地之間放電時，產(chǎn)生的電磁感應、電磁輻射以及雷雨云與輸電線靜電感應電荷在雷擊放電瞬間泄放,產(chǎn)生的過電壓、過電流通過連接建筑物內(nèi)外的各種金屬管道、電源線、信號線、電視天線等進入室內(nèi)設備，使用電設備損害。

對直擊雷的防護主要采用避雷針、避雷帶、引下線及接地體等傳統(tǒng)的外部避雷裝置。對雷擊電磁脈沖的防護主要采用SPD。

2.2雷電防護區(qū)

    直擊雷非防護區(qū)（LPZOA區(qū)）：本區(qū)內(nèi)的各類物體*暴露在外部防雷裝置的保護范圍之外，都可能遭到直接雷擊；本區(qū)內(nèi)的電磁場未得到任何屏蔽衰減，屬*暴露的不設防區(qū)。

    直擊雷防護區(qū)（LPZOB區(qū)）：本區(qū)的各類物體處在外部防雷裝置保護范圍之內(nèi)，應很少能遭到大于所選滾球半徑的直接雷擊；但本區(qū)內(nèi)電磁場未得到任何屏蔽衰減，屬充分暴露的直擊雷防護區(qū)。

    *屏蔽保護區(qū)（LPz1，區(qū)）：本區(qū)內(nèi)的各類物體不可能遭受直接雷擊，流經(jīng)各類導體的雷電流已經(jīng)分流，比LPZOB區(qū)進一步減小；且由于屏蔽措施，本區(qū)的電磁場強度也已得到了初步的衰減。為了進一步減小雷擊電磁脈沖的，可設第二屏蔽保護區(qū)LPZ2：和第三屏蔽保護區(qū)LPZ3。

二、電源線路SPD的選擇要求

（一）SPD的選擇

　　1、保護系統(tǒng)中安裝SPD的數(shù)量，依據(jù)雷電防護區(qū)概念的要求，被保護設備的抗擾能力和雷電防護分級而定。

　　2、在LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)交界處應安裝Ⅰ級分類實驗的SPD或限壓型SPD作為*級保護；在LPZ1區(qū)與LPZ2區(qū)交界處應安裝限壓型SPD作為第二級保護；在住宅配電箱輸出端應安裝限壓型SPD作為第三級保護。

　　3、SPD連接導線應短而直，其長度不宜大于0.5m。如果電網(wǎng)中有幾個浪涌保護器，它們將會互相影響，并聯(lián)的保護器之間必須達到能量的配合才能確保被保護線路的安全。配合的效果是：當由雷電形成一個浪涌過電壓時，電涌保護器（B級）將可靠地響應，帶走高能量的電流，以保護由于過載而損壞其它浪涌保護器（C級或D級）。當SPD具有能量自動配合功能時，線路長度不受上述規(guī)定限制。為防止SPD老化造成短路，SPD安裝線路上應有過電流保護裝置，宜選用有劣化顯示功能的SPD。

　　4、在電源總配電柜輸出端應安裝標稱放電電流In≥15KA（10/350μs波形）的開關型浪涌保護器；也可安裝標稱放電電流In≥80KA（8/20μs波形）的限壓型SPD作為一級防護。

　　5、在分配電柜輸出端應安裝標稱放電電流In≥40KA（8/20μs波形）的限壓型SPD作為二級防護。

　　6、在住宅終端配電箱輸出端應安裝標稱放電電流In≥20KA（8/20μs波形）限壓型SPD作為三級防護。

　　7、在配電箱輸出端也可安裝混合型或串聯(lián)型SPD，其技術指標應滿足設備要求。

（二）SPD后備保護元件的選擇。

　　基于電氣安全原因，并聯(lián)安裝在市電電源的SPD，為防止其失效后造成故障短路，必需在SDP前安裝短路保護器件。SPD的后備保護有熔斷器、斷路器和漏電斷路器三種。

　　在國內(nèi)外公司SPD的樣本中，對SPD后備保護的推薦方案比較亂，沒有統(tǒng)一的標準可遵循。國內(nèi)某公司使用手冊中推薦的熔斷器規(guī)格如下：

　　*級SPD為開關型15kA，10/350，斷路器為63A；

　　第二級SPD為限壓型40kA，8/20，斷路器為32A；

　　第三級SPD為限壓型10kA，8/20，斷路器為16A。

　　斷路器選擇C脫扣曲線

 

三、典型雷電描述：

1、雷電波形

　　a）10/350uS是時間與電流的曲線，是典型雷電擊穿大地的雷電流曲線，是雷電直接襲擊電力線和避雷針的雷電流曲線。我們一般稱直擊雷波形。

　　b）8/20uS是時間與電流的曲線，是典型雷電擊穿大地（避雷針或臨近接閃物）引起的電磁脈沖感應過電壓，這個感應過電壓擊穿、燒毀設備時的電流曲線。我們一般稱感應雷波形。

2、直擊雷波形和感應雷波形的區(qū)別：

　　a）標準與規(guī)定的差異性：IEC電工委員會標準IEC1024《建筑設計防雷規(guī)范》、IEC1312《雷電電磁脈沖防護》均執(zhí)行10/350uS和8/20uS雷電波形。國家標準GB11032-2000《交流避雷器》、GB3482-3483-83《設備雷擊實驗、導則》均執(zhí)行8/20uS雷電波形。

　　b）根據(jù)，同等雷擊電流作用下，10/350uS和8/20uS雷電焦耳能量之比為17.5（比如：一個8/20uS雷電流10KA其雷電焦耳為1000J，那么，一個10/350uS雷電流10KA其雷電焦耳近似為17500J），10/350uS和8/20uS雷電焦耳能量是有本質上的區(qū)別。

　　c）2000年10月1日，國家頒布了GB50057-2000《建筑設計防雷規(guī)范》標準，*次強制要求必須執(zhí)行10/350uS雷電波形，這是我國與接軌的*個雷電防護標準