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  1、前言

    智能建筑（Intelligent Building，IB）是采用計算機技術(shù)對建筑物內(nèi)的設(shè)備進行自動控制和管理并對用戶提供信息和通信服務(wù)等的一種新型建筑。智能建筑以建筑為平臺，兼?zhèn)渫ㄐ拧⑥k公、建筑設(shè)備自動化等功能，集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體，向人們提供一個高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。根據(jù)建設(shè)部《2000年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程項目實施方案》和《全國住宅小區(qū)智能化技術(shù)示范工程建設(shè)工作大綱》的方針與精神，國家已將建設(shè)智能化小康示范小區(qū)列為今后重點發(fā)展方向。近年來興起的現(xiàn)代高科技和信息技術(shù)(IT)正在由智能大廈(IB)走向智能住宅小區(qū)，進而走進家庭(SH)。現(xiàn)代社會的家庭成員正在以追求家庭智能化帶來的多元化信息和安全、舒適與便利的生活環(huán)境作為一個理想的目標。
    隨著現(xiàn)代化電子設(shè)備在智能建筑中的廣泛應(yīng)用，因雷擊導(dǎo)致的系統(tǒng)設(shè)備損壞數(shù)量不斷增多，其危害不僅在于受損設(shè)備的直接經(jīng)濟損失巨大，而且由此產(chǎn)生的間接損失和嚴重后果更難以估量。國際電工委員會第81技術(shù)委員會關(guān)于“防雷”的IEC61312-1(1995)文件中強調(diào)指出：“鑒于各種形式電子系統(tǒng)的應(yīng)用不斷增加，使本標準的制定成為必須。這些系統(tǒng)包括計算機、通信設(shè)備、控制系統(tǒng)等（統(tǒng)稱信息系統(tǒng)）。這些系統(tǒng)應(yīng)用于商業(yè)和工業(yè)的許多部門，包括相當大的資金投入、規(guī)模和復(fù)雜性很大的工業(yè)控制系統(tǒng)。出于代價和安全的考慮，雷電對其造成運轉(zhuǎn)停頓的影響是不可估量的”。 
    早時期單一的、片面的防雷措施已不能保證通信、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備的可靠、安全、和暢通。雷電災(zāi)害被國際電工委員會（IEC）稱為“電子化時代的一大公害”，雷電災(zāi)害給全球千百萬的經(jīng)濟損失每年在十多億美元以上。在雷擊災(zāi)難與事故的背后，人們越來越深刻認識到富蘭克林時代的防雷技術(shù)已跟不上信息時代的發(fā)展腳步。雷電災(zāi)害與高科技的發(fā)展相伴，要將雷電災(zāi)害減至最低，就必須全面實施信息時代的綜合防雷治理。
    現(xiàn)代綜合防雷原則強調(diào)“全方位防治，綜合治理，層層設(shè)防，把防雷當作一個系統(tǒng)工程”。按照相關(guān)的防雷規(guī)范，在建筑物外部和內(nèi)部及各電子設(shè)備安裝相應(yīng)的防雷措施。完整的設(shè)備系統(tǒng)防雷方案包括外部防雷和內(nèi)部防雷兩個方面。外部防雷系統(tǒng)包括避雷針、避雷帶、引下線、接地極等等，其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲，將可能擊中建筑物的雷電通過避雷針、避雷帶、引下線等，泄放入大地。內(nèi)部防雷系統(tǒng)是為保護建筑物內(nèi)部的設(shè)備以及人員的安全而設(shè)置的。在需要保護設(shè)備的前端安裝合適的電涌保護器，使設(shè)備、線路與大地形成一個有條件的等電位體，將可能進入的雷電流阻攔在外，將因雷擊而使內(nèi)部設(shè)施所感應(yīng)到的雷電流得以安全泄放入地，確保后接設(shè)備的安全。

   2、電涌保護器（SPD）在智能建筑電氣設(shè)計中的應(yīng)用

    2.1、開關(guān)型SPD和限壓型SPD的區(qū)別
    開關(guān)型SPD為間隙放電型器件，其雷電能量瀉放能力大，在線路上使用的主要作用是泄放雷電能量；限壓型SPD為氧化鋅壓敏電阻器件，其雷電能量瀉放能力小，但其過電壓抑制能力好，在線路上使用的主要作用是限制過電壓。因此，一般在建筑物入口處選用開關(guān)型SPD來泄放雷電能量，然后，在后級電路使用限壓型SPD來限制因前級雷電能量瀉放后，在后級線路產(chǎn)生的高過電壓。兩種SPD需配合使用，方能保證配電線路中設(shè)備的安全。
    2.2、RCD作用的有限性
    有一種觀點認為裝用RCD后就不會發(fā)生人身電擊事故了，其實不然，它的作用是有限的。RCD對接地故障危害的防范有很高的動作靈敏度，能在數(shù)十毫秒的時間內(nèi)有效地切斷小至毫安計的故障電流。即使發(fā)生直接接觸電擊，接觸電壓高達220V，高靈敏度的RCD也只能在人體發(fā)生心室纖顫導(dǎo)致死亡以前快速切斷電源。但它只能在所保護的回路內(nèi)發(fā)生故障時起作用，不能防止從別處沿PE線或裝置外導(dǎo)電部分傳導(dǎo)來的故障電壓引起的電擊事故。因此，在N與PE之間安裝電涌保護器（SPD）并做可靠的等電位連接是必要的。
    2.3、3+NPE模式SPD在電氣設(shè)計的應(yīng)用
    依據(jù)GB 50057-94（2000版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》標準，在圖6.4.5-1和圖6.4.5-3中，總配電箱內(nèi)都裝有作用于跳閘或報警信號的RCD，它是用于防接地電弧火災(zāi)和作為下級RCD的后備RCD用的。在圖6.4.5-3中RCD裝在SPD的電源側(cè)，而在圖6.4.5-1中的RCD則裝在SPD的負載側(cè)，這是IEC標準和我國GB50057-1994（2000年版）第六章內(nèi)的規(guī)定，這一規(guī)定是必要的。
    因為，壓敏電阻類的SPD即使是新品，在施加正常的相電壓后也會有微量的泄漏電流流通。隨著時間的推移，此泄漏電流會逐漸增大，最終導(dǎo)致SPD短路失效而壽命終了。維護管理人員發(fā)現(xiàn)SPD顯示行將失效的標志后若未及時更換備品，則失效的SPD將對地短路成為接地故障，將引發(fā)種種電氣事故。例如流過SPD的對地短路電流在接地電阻RA和接地引線上的電壓降，使PE線帶故障電壓而引起間接接觸電擊事故等。
    將RCD裝在SPD的電源側(cè)可檢測出這一故障電流，防止這一危險的發(fā)生。這一要求也適用于為防接地電弧火災(zāi)而裝設(shè)在電源進線處的RCD。在圖6.4.5-3中因有放電間隙將SPD與PE線隔離，SPD的失效短路不會導(dǎo)致接地故障，故可將RCD裝設(shè)在SPD的負荷側(cè)，以避免電源進線處大幅值的雷電脈沖電流不必要地通過RCD的零序電流互感器。
    因此在采用“3+NPE”模式進行保護時，由于NPE模塊是一種放電間隙型模塊,不會在線路中導(dǎo)致接地故障，因此其安裝位置可安裝于RCD電源側(cè)也可安裝于RCD負荷側(cè)。而采用“每線對地”模式進行保護時,就需要合理的選擇安裝位置。
    2.4、3+NPE模式SPD在高工頻接地電阻條件下的應(yīng)用
    在供電環(huán)境惡劣的地區(qū)，或不清楚供電情況的地區(qū)，建議用戶采用3+NPE電涌保護器。3+NPE電涌保護器是指相線與零線之間安裝壓敏電阻防雷模塊，而零線和地線之間安裝放電間隙防雷模塊。此種保護結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)的相線與地線間安裝防雷模塊，具有更可靠之優(yōu)點。
    在TT電網(wǎng)之下，電涌保護器如連接在市電相線與地線之間，回路阻抗主要是接地電阻，在不同的工地接地電阻差異很大，某些地方地阻值偏高，并非不常見。
    電網(wǎng)故障時，比如說中性線斷開或零點漂移，形成市電故障電壓長期高于電涌保護器最大持續(xù)工作電壓（Uc），電涌保護器損壞產(chǎn)生回路故障電流。在接地電阻值偏高或地線接觸不良的情況下，流經(jīng)電涌保護器的短路電流太小，無法使前級保險絲跳脫，使電涌保護器持續(xù)過電流，造成損壞。
    采用NPE模塊的3+NPE結(jié)構(gòu)電涌保護器在電網(wǎng)故障時，即使接地電阻值高或地線接觸不良的情況下，因為電涌保護器接在市電線與零線之間，而市電相線與零線回路阻抗，主要是供電變壓器及供電電纜，阻抗很低，故此故障電流很大，流經(jīng)電涌保護器的電流可使前級保險絲（空開）跳脫，使電涌保護器與電網(wǎng)隔離，確保電路安全。
3、結(jié)束語