近（jìn）年來，隨著信息係統的飛速（sù）發展，越來越多（duō）的弱電設（shè）備應（yīng）用於現代化辦公大樓，而微電（diàn）子設備的高度集成（chéng）化、低工作電平和小工作電流的特點，又帶（dài）來了絕緣強度低，耐過壓（yā）過流能力差等致命弱點。美國研究（jiū）報告（AD- -722675）指出（chū）:對具有類似元件的（de）計算機的運行經驗和實驗（yàn）結果表明,當雷電活（huó）動時,磁感應強度達到0.07GS時,無屏蔽計算機會發生誤動；當磁感應強度超過2.4GS時,計算機（jī）將會發生永久（jiǔ）性（xìng）損壞。也就是說,按（àn）安（ān）培環路定理估（gū）算,離無屏蔽計算機800米處,落一個（gè）100KA的雷,就可能發生誤動；距（jù）其83米處落（luò）一個（gè）100KA的雷,就要損壞。統計表明,目（mù）前雷擊弱電設備造成的（de）損害已遠遠超過雷擊火災（zāi）引起的損失,成為電子時代（dài）的一大公害。
大廈內部集（jí）中了大量先進的弱電係統（tǒng）,弱電設備因遭受雷擊而造成損壞（huài）的安（ān）全事故的機（jī）率無疑將會增（zēng）大。為了（le）防止和減少雷（léi）電對（duì）上述設備的損壞及人員傷亡，應考慮到閃電的各（gè）種（zhǒng）物理特性和其他危害作用（yòng），而采（cǎi）取三維空間的綜合立體防護設計。我們根據國內外（wài）最新（xīn）防雷規範，闡明如何對整個辦公（gōng）大樓進行先進的（de）、綜合性的雷擊電磁脈衝防護設計、施（shī）工。
1． 大廈情況（kuàng）概述
2． 科技大廈防（fáng）雷類別、等級及雷電防（fáng）護等級
2.1防雷類別、等到級的劃分
N=KNgAe=k×0.024T1.3d×Ae
式中：N—年預計雷（léi）擊次數（年（nián）/a）；
K—校正係數（shù），據本地情況（kuàng）取1；
Td—年（nián）平均雷暴日數，取1957—2003年平均值≈29.1d/a；
Ae—建築物（wù）等效麵積（Km2）。
經計算（suàn），N=0.76次/a，依據《建築物防雷設計規範》(GB50057—2010)第2.0.3條第八款規定:預（yù）計（jì）雷擊（jī）次數大於0.06次/a,的其它（tā）重要建築公共建築物，應劃分為第（dì）二類防雷建築物。依照《民（mín）用建築電氣高設計規範》(JGJ/T16—92)第12.2.2.3條規定:19層及以上的住宅建築物和高度超過50m的其它（tā）民用建築物，列為二級防雷建築物。
2．2雷電防（fáng）護等級的劃分
E=1-Nc/N=1-(5.8×10-1.5/C)/(N1+N2)
式中：E—防雷裝（zhuāng）置攔截（jié）效率；
Nc—引起（qǐ）電（diàn）子信息係統（tǒng）設備損壞（huài）可接受的（de）最大年均雷擊次數（年/ a）；
N—年（nián）預計雷擊次（cì）數（年/a）；
C—各（gè）類因（yīn）子C=c1+c2+c3+c4+c5+c6分（fèn）別取1.0，2.5,3.0，0.5，1.5，1.0。
計算結果E=0.92。依據《建築物電子信息係統防雷技術規範（fàn）》（GB50343—2004）第4.2.4條2款，雷電防護（hù）等級劃分為B級；參照4.3.1表,大廈（xià）內設有中型計算機中（zhōng）心及各種網絡控製係統,應確定為雷電防（fáng）護B級（jí）。
3.內部弱電設備遭受雷電的原因（yīn）分析
眾（zhòng）所周知，弱電設備均為靈敏的電子元器件組成，這些（xiē）電子元器件（jiàn）和共（gòng）同特點是耐壓能力十分（fèn）脆弱，極低的過（guò）電（diàn）壓都會（huì）造（zào）成其擊穿損壞。僅就計算機（jī）及網絡設備而言，此類設備（bèi）是由大量的大規模（mó）集成電路組成，在1㎜2芯片上集成了十幾萬個元（yuán）件（jiàn），它的最大擊穿電壓為幾十伏。最大允許工作電流為幾微安，雖（suī）采取了許多抗幹擾措（cuò）施，對低（dī）能量幹擾比較有效，但對雷電電磁脈衝生成的過電壓過電流，其抗衝擊（jī）能力十分脆弱（象晶體管要（yào）在10–1焦耳能量（liàng）的衝擊下損壞（huài），集成電路芯片在10–7焦耳能量的衝擊下就出現損壞，而（ér）正常工（gōng）作條件下可將幹擾（rǎo）輻射能量控製在10–7焦耳以下（xià），但雷電電磁脈衝幹擾就很難控製）。每次雷（léi）電雲地放（fàng）電（diàn）過程中，峰值電（diàn）流在幾十千安以上，電流上（shàng）升（shēng）時間僅為幾個微秒，持續時間（jiān）為毫秒到（dào）幾秒鍾。因此雷電放電產生強大的電磁輻射，其產生的過電壓過電流通過輸電線、通信線、接收天線（xiàn）和空間輻射（shè）等途徑侵入到計算機網絡係統，其幹擾輻射等能量多數大於10–7焦耳，嚴（yán）重威脅到計算（suàn）機網（wǎng）絡（luò）係統的（de）正常（cháng）工作和安全運行。
大廈內（nèi）所有弱電係統的雷電保護應重點考（kǎo）慮。對諸如辦公（gōng）自動化（huà）係統、計算機網絡（luò）係統、消防（fáng）係（xì）統、閉路監控係統、視頻會議係統工程（chéng）、電話係統等弱電設備，按照安（ān）全可靠（kào）、經（jīng）濟（jì）合理的原則，進行雷擊電（diàn）磁脈衝保護，並兼顧大廈的直擊雷防護。
具體采取的雷電防護措施為：主要機房（如計算機主機房、閉路監控主機房、消防主機房、會議室等）須進行金屬網格或者鋁塑板屏蔽，電源線與各種信號（hào）線穿鐵管或者布防在金屬（shǔ）線槽內進屏（píng）蔽；主要機房須采取等電位接（jiē）地措施；電源線（xiàn）與各種信號線（xiàn）路上安裝國家規範中（zhōng）要求的避雷器（qì）（SPD）。
4．電（diàn）波侵入及雷電電流反（fǎn）擊的（de）防護林措施
4.1進入本樓（lóu）的電（diàn）纜，在進入大廈前須采用鎧（kǎi）裝電纜埋地引入，長度不小15米。入樓後在總配電盤（pán）及各層配電箱均進行接地（dì）處理。
4.2進（jìn）入（rù）本樓的暖氣管道除在空中架設中經（jīng）鋼管架與地麵進行接地（dì）處理外，在進（jìn）入大廈前再進行接地處（chù）理。
4.3進入本樓的自來（lái）水管（guǎn）道在入樓前進行接地（dì）處理。
4.4樓內電源線與各種信（xìn）號線穿鐵（tiě）管或者布防在金屬（shǔ）線槽內進行屏蔽，金屬管（guǎn）首如母線槽、信號（hào）線、電線暗管均進行接（jiē）地處理。
4.5大廈主機（jī）房內門、窗、各牆壁均安裝小於15×15㎝格距的金屬屏蔽網，各屏蔽網與主引下線做好電氣聯結。或（huò）者（zhě）采用鋁塑板進（jìn）行屏蔽。
5． 等電位連接與接地處理
5.1大廈主體等主體等到電位聯接（jiē）與接地
進入本大廈的電纜金屬外皮、采暖管、自來水管、消防幹管、金屬構件等在進入大廈前與樓體主筋行電氣連（lián）接，暖（nuǎn）氣管在空中架設中經鋼管架與（yǔ）地麵進行接地處理，樓內母線槽、電梯軌道、信號線及電線暗管均進行等到（dào）電位接地（dì）處理。玻璃幕牆金屬支（zhī）架（jià）也與大樓主筋焊接（jiē）在一起，各房間內PE線、直流地（既把給設備供電的三插孔上端（duān）PE地線用6平方毫米銅線與等電位母排短接）、屏蔽地、靜電地及SPD接地、管道及各金屬構件（jiàn）等均（jun1）與大樓主筋進行（háng）等電位連接，其中靜電地（dì）板的金（jīn）屬（shǔ）支撐（chēng）之間民進行電（diàn）氣連接處理，最終實現共（gòng）用接地。
5.2主要機房等電位聯結措施
等電位聯結技術是現代防雷技術的核心（xīn）內容（róng）,現行國標及IEC標準都是圍繞此項內容展開的,甚至通常（cháng）所說的電湧保護器(俗稱避雷器)也隻是作為一種等電位聯結器件。雷擊發生時,由於所有的設備及人員都處於同（tóng）一電位,此電位即使高達幾（jǐ）十萬、上百萬伏也不會造成任（rèn）何損（sǔn）失。根（gēn）據新規範的要求，辦公樓應采用M型等電位連接，這樣可以使各設備（bèi）工作地（dì）線最短，消（xiāo）除頻幹擾，滿足弱電設備正常工作要求，尤其是在雷擊情況下能使各設備（bèi）處（chù）在真正的等電位狀態下而避免（miǎn）損壞。
6．屏蔽技術措施（shī）
屏蔽是減少雷電電磁幹擾的基本措施。一般要作好機（jī）房本身所（suǒ）在設備（bèi）間的屏蔽及線路（lù）屏蔽。線（xiàn）路的（de）屏（píng）蔽（bì）層應（yīng）至少在兩端並宜在雷電防護區交界處做等電位聯結。設備間應在（zài）六麵牆上裝飾金屬（shǔ）板材屏蔽（bì）；進（jìn）入機房的（de）所有電源、信號線路均穿在金（jīn）屬管中（zhōng）；窗戶采用（yòng）金屬網屏蔽，門宜采用金屬（shǔ）板門。所有的屏蔽體均參與多處等電位聯結。與屏蔽措（cuò）施相適用（yòng），所（suǒ）有的信（xìn）息設備均與建築物（wù）外牆保持（chí）0.8m以上的間距。
7．電源與信號係統避雷器(SPD)防護
7.1電源係統防護
大廈總配電櫃(即（jí）配電室)處安裝（zhuāng）在計算機係統總電（diàn）源配電櫃處安（ān）裝並接第一級AT PORT／4P－B100三相B級電源避雷器。初步衰減從電源（yuán）線引入的強雷電流和高電壓。其技術參數：最高防（fáng）雷擊電流Iimp=100 KA（8/20）、最大容許工作電壓（伏）Uc=255V、響應時間tA≤100 ns 。各樓層配電箱空氣開關處並接第二級AT T385／4P－C40三相C級電源避雷器，進一步衰減從第一級分流下來的強雷電流和高電壓，把雷（léi）電流脈衝降低到設備（bèi）能承受的水平。其技術參數：最高防雷擊電流Iimp=40KA（8/20）、最大容許工作電壓（伏）Uc=275V、響應時間tA≤25 ns 。一、二、三級電湧保護器地線均進行接地處理，SPD引線長度不應大於0.5m。
7.2信（xìn）號係統防護
計算機網絡（luò）（諸（zhū）如網絡交換機、服務器、路由器）信（xìn）號接口AT RJ45－100、視頻信號（hào）線接（jiē）口AT BNC－VIDEO、各種通訊（xùn）（含電話AT TEL－RJ45／11、衛星AT－ST）信號線（xiàn）接口等安裝相應的信號避雷（léi）器防護，並做好接（jiē）地處理。
8.直擊雷保（bǎo）護
大廈樓頂安裝1支避雷針,避雷器與鐵塔支架進行可靠連接,引下線與建築物（wù）主盤進行不少於4處（chù）電（diàn）氣連接。這（zhè）樣可以大大延緩雷電放電時間,削弱雷電脈衝的（de）強度,使電磁場對上述弱（ruò）電設備造成的損失大幅度降低。
大廈雷電電（diàn）磁脈衝防護（hù）