計算機控制系統(tǒng)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，關(guān)于智能建筑尚無統(tǒng)一的定義。國際智能工程學會認為，在一座建筑特中設(shè)計了可提供相應(yīng)的功能以及適應(yīng)用戶對建筑物用途、信息技術(shù)要求變動進的靈活性，即智能建筑應(yīng)該安全、舒適、系統(tǒng)、綜合、有效利用投資，節(jié)能并具備較強的使用功能，以滿足用戶實現(xiàn)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(shè)施，便于進行環(huán)境控制、安全管理、監(jiān)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(xiàn)在智能建筑主要由建筑自動化系統(tǒng)（BAS）、辦公自動化系統(tǒng)（OAS）、信息通信系統(tǒng)（CAS）三個系統(tǒng)組成，并利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)將此三個系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成。即將智能建筑管理系統(tǒng)，以語言、數(shù)據(jù)、視頻、監(jiān)控等不同信號的配線系統(tǒng)經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計，綜合成一套標準的布線系統(tǒng)，作為建筑物內(nèi)部之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)的綜合布線系統(tǒng)（GCS），又名弱電系統(tǒng)可分為建筑物內(nèi)綜合布線、建筑物群內(nèi)部之間的綜合布線。
　　智能建筑發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)：同代建筑技術(shù)、現(xiàn)代計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)。
　　從以上關(guān)于智能建筑的有關(guān)構(gòu)成中可以看出，智能建筑線纜密布、系統(tǒng)設(shè)備繁多、微電子裝備復(fù)雜，且過電壓防護能力薄弱，為保證系統(tǒng)、設(shè)備安全正常運行，必須采取專門、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(tǒng)的防雷:
　　以于弱電系統(tǒng)的防雷而言，除雷電直擊外，最具有破壞作用的是二次效應(yīng)，由于雷電具有高電位、大沖擊電流、瞬時性的特點，強大的閃電產(chǎn)生靜電場、交變電磁場和電磁輻射，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、使周圍的金屬特產(chǎn)生感應(yīng)電勢和感應(yīng)電流；一方面嚴重地干擾無線、有線通信，另一方面侵入微電子設(shè)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。
　　國際智能工程學會指出：雷電是高科技的天敵。電子設(shè)備防護能力單薄，雷擊釋放的能量達到數(shù)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(tǒng)的防雷于智能建筑的整體防雷中，特點是：
　　1．根據(jù)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，對各類建筑物的避雷措施在GB50057-94中已規(guī)定了相應(yīng)要求。
　　2．天線防雷設(shè)施：天線裝設(shè)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(yīng)裝設(shè)獨立的避雷針，并應(yīng)與天線避雷接地裝置可靠連接。為綜合防雷，天線宜裝設(shè)天線饋線系統(tǒng)避雷器。
　　3．進出建筑物管、線、纜的防雷：進出建筑物的各種金屬管、電纜、引入線應(yīng)在進出口處與大樓防雷接地裝置相連；電纜進出線應(yīng)在進出口處將電源金屬外皮、鋼套管等與電氣設(shè)備接地相連。如：電纜轉(zhuǎn)換成架空線，應(yīng)在轉(zhuǎn)換入裝置避雷器。
　　4．對于信息系統(tǒng)的保護：根據(jù)不同部位分別對待，妥善處理。
　　5．對電源系統(tǒng)保護：應(yīng)用電子避雷器進行分級保護，從高壓柜、低壓柜、主配電箱、分配電箱逐級保護，把雷電過電壓降到設(shè)備能夠承受的水平。
根據(jù)歷史統(tǒng)計分析資料，在雷擊損壞設(shè)備事故中，有70％以上是從供電線路入侵的因此，對電源供電線路實施多級防雷是電子設(shè)備及整個系統(tǒng)防雷的重要環(huán)節(jié)。
　　6．對電子設(shè)備的保護：從分析雷電脈沖襲擊電子設(shè)備的不同途徑來采取相應(yīng)的綜合防治措施。
　　對于整個弱電系統(tǒng)的防雷，總而言之可采取的措施有：對系統(tǒng)設(shè)備實行等電們連接；實行穿金屬管子敷線；加強屏蔽減少感應(yīng)效應(yīng)；實行設(shè)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(shè)備的雷電過電壓的幅值。
    弱電系統(tǒng)的接地：
　　接地問題是智能建筑普通性的問題，按作用可分為功能性接地、保護性接地兩大類。
　　1．功能性接地有：系統(tǒng)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、防雷接地分開設(shè)置。這樣做的目的是為了排除來自地線的干擾源；這是按電子計算機要求獨立接地或通信系統(tǒng)要求單獨接地而采取的接地措施。
　　為避免不同系統(tǒng)接地而引入不同電位，導致人身和設(shè)備事故，根據(jù)規(guī)范要求，各接地系統(tǒng)的距離必須大于20M，且它們的接地極和地線要保持絕緣，絕緣電阻應(yīng)在2MΩ以上，接地電阻小于4Ω。
　　聯(lián)合接地是將各種接地通過接地線連接在同一接地裝置上。除特殊情況外，一般一個建筑物只能存在一個接地系統(tǒng)，以免引入不同電位，而導致人身和設(shè)備事故。因此，智能建筑中的弱電系統(tǒng)如無特殊要求，建筑物接地應(yīng)采取聯(lián)合接地。
    弱電系統(tǒng)的抗干擾：
　　在建筑物、建筑群以外的自然環(huán)境及建筑內(nèi)部環(huán)境中存在著大量的電磁干擾，將會使智能化較生誤碼、錯碼、誤動作；使信號系統(tǒng)受到污染、產(chǎn)生噪聲。強大的脈沖干擾還會導致器件設(shè)備損壞；在實際工作中，使設(shè)備性能下降，無法工作的現(xiàn)象時有發(fā)生；需凈化電磁環(huán)境，防止雜散電磁波干擾及提高系統(tǒng)和設(shè)備的抗干擾能力。因此，抗干擾成了弱電系統(tǒng)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。
　　電磁干擾的來源分為自然干擾和人為干擾兩類。
　　據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計分析，對計算機及應(yīng)用計算儀表而言，危害最大的尖峰脈沖信號和衰減振動形成干擾信號，這是因為它們可能導致程序錯誤，存儲丟失、甚至系統(tǒng)的損壞。
　　干擾途徑：不論是設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部的干擾都是以電容耦合、電感耦合、電磁波輻射、公共阻抗和導線的傳導方式對設(shè)備產(chǎn)生干擾、公共阻抗和導線的傳導方式參設(shè)備產(chǎn)生干擾。因此，消除和抑制干擾的方法有電場屏蔽、磁場屏蔽、電磁屏蔽、電子設(shè)備接地和濾波。
    常見的措施有：
　　1．在電源的進出線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(xiàn)過電壓，智能設(shè)備建議使用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源供電；
　　3．對接地及公共阻抗帶來的干擾，其抑制方法是使各種接地之間不構(gòu)成回路；
　　4．弱電系統(tǒng)機房遠離強功率發(fā)射及電梯機房；
　　5．根據(jù)周圍環(huán)境電磁場干擾的情況，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傳輸數(shù)字信號；
　　8．建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋保持電氣的連續(xù)性；
　　9．照明裝置的供電線路上設(shè)置電源線路濾波器，供電端子進行屏蔽；
　　10．將受干擾電路和干擾電路隔開或分開。