建筑物电子系统用SPD设计基本原则\内容和方法

论文导读：
摘要：本文根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010和《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》GB50689-2011的相关条文规定，结合作者自身的实践，较为详尽地论述了建筑物电子系统用SPD设计安装的基本原则、内容和具体方法，为设计单位在进行建筑物电子系统用SPD设计时提供一定的指导，具有借鉴作用。
关键词：电子系统SPD设计基本原则内容方法
0、引言
近年来，我国政治、经济体制改革取得突破性成果，国民经济发展令全世界瞩目，人民的生活水平得到进一步提高，各种各样的电子设备不断进入人们日常的家庭生活中，使我们的生活质量大大提升。然而，这些电子设备是通过各种网络连接在一起的，信息流通过电缆、光缆、无线电波等传输媒质在这些电子设备间传送，较长的传输线中就可能存在危及电子设备的浪涌电压。同时，由于电子设备的工作电平较低，其抗干扰的能力较差，因此，我们需要在电子系统中通过安装相应的SPD来降低电子系统/设备遭受浪涌过压/过流而损坏的风险。本文将结合作者的具体实践经验，依据GB50057-2010和GB50689-2011等国家规范的有关规定，较为详细地介绍建筑物电子系统用SPD安装设计的基本原则、内容和方法。

1、建筑物电子系统用SPD设计的基本原则。

1.1 坚持综合防雷的原则。

在进行建筑物电子系统用SPD安装设计时，我们必须坚持综合防雷的原则，切实做好如下两个方面的工作：
一是SPD的安装设计必须符合安装现场的实际。设计人员在进行建筑物电子系统用SPD的安装设计时，应充分了解和分析SPD安装现场的电磁环境；同时还必须弄清楚被保护对象可能遭受雷击的主要通道。
二是必须对SPD安装设计的技术、经济效益进行认真的综合平衡。设计人员在进行SPD的安装设计时，首先必须确保所安装的SPD与其他防雷措施之间的技术指标保持平衡；其次还要进行SPD技术性能与费用之间的综合平衡，以期达到节约投资的目的。

1.2 坚持科学实用性原则

在进行建筑物电子系统用SPD安装设计时，我们还必须坚持科学实用性的原则。这就要求我们做好如下两个方面的工作：
一是SPD的安装设计必须符合现行有效的相关技术标准的要求。设计人员在进行建筑物电子系统用SPD的安装设计时，应根据被保护对象的特点，确定其主要设计依据，并保证其现行有效；同时，设计人员还要根据风险评估的结论及用户的要求，做出具体的设计方案。
二是对SPD的实用性能及运行效能必须进行必要的验证试验。对于所安装的SPD，设计人员还要对其运行效能做出具体的判定，方法可采用实验室的检测试验，亦可采用现场试验。

1.3 坚持安全第一的原则

在进行建筑物电子系统用SPD安装设计时，必须坚持安全第一的原则，这包括三方面的内涵：其一，SPD本身就是安全保护器件，不允许出现因使用SPD而造成新的安全问摘自：毕业论文格式要求www.7ctime.com
题；其二，必须关注SPD的老化问题，应确保SPD的老化不会造成火灾、电击等危险性；其三，应关注所安装SPD的故障模式，应保证所安装的SPD在短路失效时不会导致火灾、电击等危险情况的出现，亦应确保SPD在开路失效时，能让管理人员及时发现电子系统保护中断的状况，得以及时更换SPD，确保电子系统保护的连续性。

2、建筑物电子系统用SPD设计的基本方法。

与低压配电系统用SPD（以下简称电源用SPD）相比，电子系统用SPD（以下简称信号用SPD）有其特点。主要表现为：电源用SPD传递的是能量，而信号用SPD传递的是信息；电源用SPD的保护效果按绝缘配合的要求来评判，而信号用SPD的保护效果则是按电磁兼容浪涌抗扰度来评判的；电源用SPD只涉及直流和工频交流，而信号用SPD却涉及从直流到超高频的各种工作频率的模拟量或数字量；信号用SPD的工作电压大多比电源用SPD低；信号用SPD的工作电路阻抗比电源电路要高得多，等等。基于信号用SPD具有的特点，在进行建筑物电子系统用SPD设计时，应采取如下基本方法：

2.1 确定SPD的测试类型

我们应该充分调查信号用SPD安装地点的电磁环境的基础上确定其测试类型。一般情况下，SPD试验波形及其严酷程度（电流/电压值）是依据信号用SPD安装部位的防雷分区及浪涌进入的耦合机制来确定的，信号用SPD的测试类型详见GB50057-2010 附录J的内容。

2.2 确定SPD的保护水平

在进行建筑物电子系统用SPD设计时，我们应在充分考虑被保护设备冲击抗扰度的基础上来确定SPD的保护水平。表1列出的冲击抗扰度水平可供选用信号用SPD时参考。
表

1. 通信信号设备冲击抗扰度基本要求

C
注： A—设备能承受住规定的测试而无损坏和出现其他紊乱，且测试后设备在规定的范围内能正常运行，测试期间并不要求设备一定能正常运行。
B—长度为1500B的数据包能正常传输，且5min内不出现丢包。
C—试验后5min内不出现误码现象或通话恢复清晰。

2.3 确定SPD的基本配置

我们在进行建筑物电子系统用SPD设计时，应经现场勘查，确定被保护设备的技术类型，以及设备所在的防雷区划分和设备所处的电磁环境，然后在此基础上选择SPD的类型、安装位置和安装方法，并确认其注意事项。

2.4 信号用SPD的选型的确定

SPD的选型应在完成了2.1、2.2、2.3中关于SPD的测试类型、保护水平和基本配置的确认后才进行的。信号用SPD的选型主要包括SPD结构形式和内部电路以及在能运行参数的选用等几方面的内容。

3、建筑物电子系统用SPD设计的基本内容。

3.1 设计的目标和要求

电子系统用SPD的安装设计方案（下简称《SPD设计方案》）中，应以文字的形式详细反映用户的使用要求和需达到的安全保护目标，即设计的目标和要求。电子系统用SPD的设计目标和要求应包括以下两个方面的具体内容：
3.1.1 定性目标和要求：降低雷电损害电子系统（设备）的风险。根据GB50057-2010和GB50689-2011论文导读：统室外线路采用金属线时，在其引入的终端箱处应安装D1类SPD，其短路电流当无法确定时为2KA（第一类防雷建筑物）。不同的设计目标和要求反映在《SPD设计方案》中，其具体内容相差甚远，要实现的技术经济目标和投入的成本亦存在重大差距。3.2设计的主要依据《SPD设计方案》的设计依据主要包括GB50057、GB5034

3、GB5060

等国家规范所设计的《SPD设计方案》的防雷安全度并非100%，其可接受的年最大损坏风险RT=10-5/a。
3.1.2 定量目标和要求：用户可以根据被保护电子系统/设备的冲击抗扰度，而提出具体的量化保护目标，例如，当电子系统室外线路采用金属线时，在其引入的终端箱处应安装D1类SPD，其短路电流当无法确定时为2KA（第一类防雷建筑物）。
不同的设计目标和要求反映在《SPD设计方案》中，其具体内容相差甚远，要实现的技术经济目标和投入的成本亦存在重大差距。

3.2 设计的主要依据

《SPD设计方案》的设计依据主要包括GB50057、GB5034

3、GB50601和GB50689等国家标准。

3.3 环境—电子系统的技术状况

3.1 电子系统所处的自然环境：说明电子系统所处地点的温度、湿度、大气压力等状况。

3.2 电子系统的布线特性：说明电子系统（设备）线路布线是架空还是埋地。

3.3Ng：？次/km2•a。