計算機控制系統的防雷、接地、抗干擾

    自1984年美國建筑世界第一座智能建筑以來(lái)，關(guān)于智能建筑尚無(wú)統一的定義。國際智能工程學(xué)會(huì )認為，在一座建筑特中設計了可提供相應的功能以及適應用戶(hù)對建筑物用途、信息技術(shù)要求變動(dòng)進(jìn)的靈活性，即智能建筑應該安全、舒適、系統、綜合、有效利用投資，節能并具備較強的使用功能，以滿(mǎn)足用戶(hù)實(shí)現高效率的需要。因此，其基本要求是：有完整的控制管理、維護和通信設施，便于進(jìn)行環(huán)境控制、安全管理、監視報警，并為建筑使用人提供舒適、溫馨、便利的環(huán)境和氣氛，有利于提高工作效率，激發(fā)人們的創(chuàng )造性。
　　一般地，現在智能建筑主要由建筑自動(dòng)化系統（BAS）、辦公自動(dòng)化系統（OAS）、信息通信系統（CAS）三個(gè)系統組成，并利用計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、通信技術(shù)將此三個(gè)系統進(jìn)行系統集成。即將智能建筑管理系統，以語(yǔ)言、數據、視頻、監控等不同信號的配線(xiàn)系統經(jīng)過(guò)統一的規劃設計，綜合成一套標準的布線(xiàn)系統，作為建筑物內部之間的傳輸網(wǎng)絡(luò )的綜合布線(xiàn)系統（GCS），又名弱電系統可分為建筑物內綜合布線(xiàn)、建筑物群內部之間的綜合布線(xiàn)。
　　智能建筑發(fā)展的技術(shù)基礎：同代建筑技術(shù)、現代計算機技術(shù)、現代控制技術(shù)、現代通信技術(shù)。
　　從以上關(guān)于智能建筑的有關(guān)構成中可以看出，智能建筑線(xiàn)纜密布、系統設備繁多、微電子裝備復雜，且過(guò)電壓防護能力薄弱，為保證系統、設備安全正常運行，必須采取專(zhuān)門(mén)、特殊的措施加以保護，而防雷、接地、抗干擾則是重要必備有效的保護措施之一。
    弱電系統的防雷:
　　以于弱電系統的防雷而言，除雷電直擊外，最具有破壞作用的是二次效應，由于雷電具有高電位、大沖擊電流、瞬時(shí)性的特點(diǎn)，強大的閃電產(chǎn)生靜電場(chǎng)、交變電磁場(chǎng)和電磁輻射，以雷電波侵入、地電位反擊等形成雷電電磁脈沖LEMP，產(chǎn)生強大的變電磁場(chǎng)、使周?chē)慕饘偬禺a(chǎn)生感應電勢和感應電流；一方面嚴重地干擾無(wú)線(xiàn)、有線(xiàn)通信，另一方面侵入微電子設備的信號入口，將使器件擊穿、燒毀，從而使網(wǎng)絡(luò )癱瘓、商務(wù)報廢。
　　國際智能工程學(xué)會(huì )指出：雷電是高科技的天敵。電子設備防護能力單薄，雷擊釋放的能量達到數百兆焦耳，能量差別相當懸殊，必須采取措施加以保護。
　　弱電系統的防雷于智能建筑的整體防雷中，特點(diǎn)是：
　　1．根據建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷擊事故的可能性及后果，按防雷要求，將建筑物的防雷分為三類(lèi)，對各類(lèi)建筑物的避雷措施在GB50057-94中已規定了相應要求。
　　2．天線(xiàn)防雷設施：天線(xiàn)裝設在建筑物層頂，須與屋面上的防雷接地裝置連在一起，且連接的突出部分超出大樓的防雷防護范圍之外，應裝設獨立的避雷針，并應與天線(xiàn)避雷接地裝置可靠連接。為綜合防雷，天線(xiàn)宜裝設天線(xiàn)饋線(xiàn)系統避雷器。
　　3．進(jìn)出建筑物管、線(xiàn)、纜的防雷：進(jìn)出建筑物的各種金屬管、電纜、引入線(xiàn)應在進(jìn)出口處與大樓防雷接地裝置相連；電纜進(jìn)出線(xiàn)應在進(jìn)出口處將電源金屬外皮、鋼套管等與電氣設備接地相連。如：電纜轉換成架空線(xiàn)，應在轉換入裝置避雷器。
　　4．對于信息系統的保護：根據不同部位分別對待，妥善處理。
　　5．對電源系統保護：應用電子避雷器進(jìn)行分級保護，從高壓柜、低壓柜、主配電箱、分配電箱逐級保護，把雷電過(guò)電壓降到設備能夠承受的水平。
根據歷史統計分析資料，在雷擊損壞設備事故中，有70％以上是從供電線(xiàn)路入侵的因此，對電源供電線(xiàn)路實(shí)施多級防雷是電子設備及整個(gè)系統防雷的重要環(huán)節。
　　6．對電子設備的保護：從分析雷電脈沖襲擊電子設備的不同途徑來(lái)采取相應的綜合防治措施。
　　對于整個(gè)弱電系統的防雷，總而言之可采取的措施有：對系統設備實(shí)行等電們連接；實(shí)行穿金屬管子敷線(xiàn)；加強屏蔽減少感應效應；實(shí)行設備屏蔽、機房屏蔽、建筑物屏蔽；加裝電子避雷器，限制侵入電子設備的雷電過(guò)電壓的幅值。
    弱電系統的接地：
　　接地問(wèn)題是智能建筑普通性的問(wèn)題，按作用可分為功能性接地、保護性接地兩大類(lèi)。
　　1．功能性接地有：系統接地、工作接地、邏輯接地、屏蔽接地。
　　2．保護性接地有：安全接地、防雷接地、靜電接地等。
　　建筑物的接地按連接方式又可分為獨立接地和聯(lián)系接地。
　　獨立接地是把直流接地、保護霎地、防雷接地分開(kāi)設置。這樣做的目的是為了排除來(lái)自地線(xiàn)的干擾源；這是按電子計算機要求獨立接地或通信系統要求單獨接地而采取的接地措施。
　　為避免不同系統接地而引入不同電位，導致人身和設備事故，根據規范要求，各接地系統的距離必須大于20M，且它們的接地極和地線(xiàn)要保持絕緣，絕緣電阻應在2MΩ以上，接地電阻小于4Ω。
　　聯(lián)合接地是將各種接地通過(guò)接地線(xiàn)連接在同一接地裝置上。除特殊情況外，一般一個(gè)建筑物只能存在一個(gè)接地系統，以免引入不同電位，而導致人身和設備事故。因此，智能建筑中的弱電系統如無(wú)特殊要求，建筑物接地應采取聯(lián)合接地。
    弱電系統的抗干擾：
　　在建筑物、建筑群以外的自然環(huán)境及建筑內部環(huán)境中存在著(zhù)大量的電磁干擾，將會(huì )使智能化較生誤碼、錯碼、誤動(dòng)作；使信號系統受到污染、產(chǎn)生噪聲。強大的脈沖干擾還會(huì )導致器件設備損壞；在實(shí)際工作中，使設備性能下降，無(wú)法工作的現象時(shí)有發(fā)生；需凈化電磁環(huán)境，防止雜散電磁波干擾及提高系統和設備的抗干擾能力。因此，抗干擾成了弱電系統必不可少的技術(shù)措施。
　　為此，必須了解干擾產(chǎn)生的原因、分析干擾源、了解干擾的傳播途徑及抗干擾的措施及方法。
　　電磁干擾的來(lái)源分為自然干擾和人為干擾兩類(lèi)。
　　據有關(guān)資料統計分析，對計算機及應用計算儀表而言，危害最大的尖峰脈沖信號和衰減振動(dòng)形成干擾信號，這是因為它們可能導致程序錯誤，存儲丟失、甚至系統的損壞。
　　干擾途徑：不論是設備或系統內部的干擾都是以電容耦合、電感耦合、電磁波輻射、公共阻抗和導線(xiàn)的傳導方式對設備產(chǎn)生干擾、公共阻抗和導線(xiàn)的傳導方式參設備產(chǎn)生干擾。因此，消除和抑制干擾的方法有電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽、電磁屏蔽、電子設備接地和濾波。
    常見(jiàn)的措施有：
　　1．在電源的進(jìn)出線(xiàn)端口處加低通濾波器、消除電網(wǎng)中的高頻干擾；
　　2．為防止市電電網(wǎng)急劇變化或雷擊出現過(guò)電壓，智能設備建議使用串聯(lián)型穩壓電源供電；
　　3．對接地及公共阻抗帶來(lái)的干擾，其抑制方法是使各種接地之間不構成回路；
　　4．弱電系統機房遠離強功率發(fā)射及電梯機房；
　　5．根據周?chē)h(huán)境電磁場(chǎng)干擾的情況，決定有效屏蔽的方法；
　　6．電纜屏蔽層接地；
　　7．采用光電耦合器和光線(xiàn)傳輸數字信號；
　　8．建筑物結構內的鋼筋保持電氣的連續性；
　　9．照明裝置的供電線(xiàn)路上設置電源線(xiàn)路濾波器，供電端子進(jìn)行屏蔽；
　　10．將受干擾電路和干擾電路隔開(kāi)或分開(kāi)。