智能建筑的雷击影响分析与防雷系统工程关键问题的研究

摘要

近年来,智能建筑方兴未艾,在其内部密集着的众多电子设备和各种计算机系统,雷电是其主要干扰源之一,由雷灾引发的各种灾害和事故呈现上升的趋势. 如何对建筑物进行安全有效的防护,降低雷电的危害程度和雷灾损失,一直是国内外研究学者和工程技术人员共同关注的重大问题. 智能建筑的雷电防护问题是一项将高压强电与低压弱电相结合的多学科汇集、又十分复杂的系统工程.目前,国内外在雷电理论研究及计算方法上还不完善,也没有十分有效的防护措施；我国现行的防雷规范、规程也存有不足之处,不能完全满足设计和运行的要求；行业内现在使用的各种电气工程软件,也仅限于采用滚球法或折线法计算避雷针的保护范围.而避雷针的引雷作用不但不能有效地对建筑物进行保护,反而给智能建筑内的各种电子设备带来更大的危害,因此这类计算软件不适宜对智能建筑防雷保护的计算和分析. 针对目前该领域存在的问题,本文主要作了以下几方面的工作: (1) 研究现代建筑物雷灾的特点及防雷技术的发展趋势,对雷电波侵入建筑物的形式及其所造成的危害进行分析. (2) 研究雷电流在建筑物金属构架中的分布,在此基础上从场的角度对建筑物内雷电电磁场的分布进行计算和分析,并与前人的结果进行比较. (3) 开发了雷击建筑物暂态响应数值计算软件,利用这一工程化计算软件,可对雷击建筑物与构筑物钢筋柱网内形成的电流、电位和室内电磁场强度分布进行定量分析.并通过在实际工程中的应用,取得一些具有实际意义的结论. (4) 提出了针对智能建筑及其内部的电子设备防雷保护的方案和措施.重点研究如何利用屏蔽、均压及接地等保护措施对建筑物自身及其内部电子设备进行防护. 本项目的研究成果可为智能建筑防雷工程的设计、对敏感设备正确的布位、对雷击事故的分析提供有效的辅助分析软件和设计手段,具有一定的实际应用价值,能够带来较高的社会效益和经济效益.

目录

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第一章绪论

1.1论文工作的背景和意义

1.2雷灾的特点及其对电子设备的危害

1.2.1雷灾的新特点

1.2.2雷电对智能建筑内的电子设备的干扰途径

1.3国内外研究的现状

1.4本文研究的主要内容

第二章雷击建筑物时感应电流和室内磁场分布的计算方法

2.1概述

2.2感应电流和室内磁场分布的计算

2.2.1防雷系统电气参数计算

2.2.2防雷系统中雷电流分布计算

2.2.3建筑物内磁场分布的计算

2.3小结

第三章雷击建筑物暂态响应数值计算软件的实现

3.1设计概述

3.1.1软件的需求分析

3.1.2软件功能模块划分

3.2软件设计方案

3.2.1软件操作系统的选择

3.2.2软件开发工具的选用

3.3系统的设计与实现

3.3.1具体设计

3.3.2软件的主要功能及实现

3.4系统的测试与维护

3.4.1软件测试

3.4.2软件维护

3.5小结

第四章雷击建筑物暂态响应数值计算软件在实际工程中的应用与研究

4.1防雷系统电气参数分析

4.1.1电气参数计算结果的比较

4.1.2电容参数对计算结果的影响

4.2电流分布比较

4.3电磁场分布比较

4.4实际工程分析

4.4.1增大均压环间距分析

4.4.2减小引下线间距分析

4.4.3雷击点位置变化分析

4.5小结

第五章智能建筑的整体防雷措施与电子设备的保护

5.1智能建筑的整体防雷措施

5.2直(侧)击雷的防护

5.3雷击电磁脉冲的防护

5.3.1雷电防护区(Lightning Protection Zone)的划分

5.3.2建筑物内电子设备的综合防护

5.4小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2建议

6.2.1施工建议

6.2.2设备布位建议

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢