智能建筑信息系统雷击电磁脉冲LEMP研究与防护设计

摘要

随着全球信息技术的迅速发展,智能建筑的兴起,使人们生活方式和办公观念悄悄地发生了改变.智能建筑中含有大量的通信信息系统,它们属于弱电设备.如何有效地防止雷击电磁脉冲(LEMP)对智能建筑信息系统的危害,降低雷击电磁脉冲造成的直接与间接损失,是智能建筑防雷设计中应该首要考虑的问题.文章主要围绕雷击电磁脉冲对智能建筑信息系统的入侵危害进行研究,并有针对性地提出了信息系统雷击电磁脉冲防护设计的实现框架和技术细节.论文首先简单介绍了建筑物防雷的探索历程及现状以及其发展趋势,接着对雷电的产生机理和雷电流波特性作详细的分析与研究,雷电流数学模型仿真结果显示雷电流波能量主要分布在低频部分.然后对雷击电磁脉冲的成因及其对信息系统的耦合方式和侵入渠道进行深入分析,主要从空间、接地和进线三个角度进行研究.接着探讨它对应的防护技术,其中屏蔽技术是切断LEMP对信息系统的空间耦合途径,等电位联结与接地技术则能防止LEMP形成的地电流脉冲干扰,而电涌保护器(SPD)的使用可以有效阻止雷击浪涌沿进线进入信息系统各端口.最后,文章研究了电涌保护器的负载特性、有效保护距离以及多级之间的配合保护,并在此基础上针对防雷设计的可靠性与经济性要求,提出了浪涌保护器设计方案设计流程图.屏蔽、等电位联结与接地、电涌保护器是雷击电磁脉冲防护中三种常用技术手段,把三者有效地相互结合,将能实现对信息系统的有效防护.

目录

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第1章绪论

1.1选题背景

1.2防雷技术的探索

1.2.1防雷技术的探索历程

1.2.2防雷技术的现状与趋势

1.3文章的主要研究工作及创新点

1.3.1本文的主要研究工作

1.3.2文章创新点

第2章雷电产生机理及雷电流特性分析

2.1雷电现象

2.1.1雷云的形成与起电机理

2.1.2雷云的放电原理

2.1.3雷云的放电过程

2.2雷电的主要参数及的统计特性

2.2.1雷电的主要特征参数

2.2.2雷电流波的统计特性

2.3雷电电流波数学模型仿真分析

2.3.1雷电流的数学解析式

2.3.2模型仿真

2.3.3雷电波的频谱分析

第3章雷击电磁脉冲成因及危害途径

3.1雷击电磁脉冲的成因

3.1.1静电感应脉冲

3.1.2地电流脉冲

3.1.3电磁脉冲辐射

3.2雷击电磁脉冲的时域与频域特性

3.3雷击电磁脉冲的耦合方式

3.3.1传导耦合方式

3.3.2公共阻抗耦合

3.3.3辐射耦合

3.4雷击电磁脉冲对信息系统的干扰途径

第4章智能建筑信息系统的雷击电磁脉冲防护

4.1智能建筑雷击防护

4.1.1智能建筑的特性

4.1.2智能建筑雷击电磁脉冲防护的重要性与迫切性

4.2建筑物防雷区(LPZ)及防雷等级划分

4.3雷击电磁脉冲防护中的屏蔽技术

4.3.1屏蔽原理与屏蔽目的

4.3.2屏蔽方法

4.3.3屏蔽设计的要点与注意点

4.4等电位联结与接地系统设计

4.4.1等电位联结与接地的作用

4.4.2信息系统中的等电位联结实现

4.4.3信息系统雷击电磁脉冲防护接地系统设计

4.5结论

第5章浪涌保护器的使用原则和方法研究

5.1 SPD的功用与分类

5.1.1 SPD的功能与应用评估

5.1.2 SPD的分类

5.2 SPD工作原理和主要技术参数

5.3 SPD的使用原则与方法

5.3.1 SPD使用原则与安装位置

5.3.2 SPD的有效保护距离研究

5.3.3多级SPD配合保护

5.4 小结

结论

参考文献

致谢

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