智能建筑的幾種有效防雷接地技術分析

彭胤

（株洲市氣象局湖南株洲412000）

智能建筑的幾種有效防雷接地技術分析

彭胤

（株洲市氣象局湖南株洲412000）

近些年，我國智能建筑發(fā)展迅速，由于其往往高度較高，因此更容易遭到雷電危害。雷電對于智能建筑的危害，不僅僅局限于雷電直擊的破壞，同時，還有雷電流產生的巨大變電磁場，都會使建筑物內的金屬產生感應電壓和感應電流，產生極大危害。根據(jù)智能建筑的內容、設備的安全性要求及雷電侵入智能建筑的形式，本文主要對智能建筑防雷技術基本原則進行了闡述，并分析了內部和外部防雷技術，從而為提高人們的生活質量作出了貢獻。

智能建筑；防雷技術；接地系統(tǒng)

1 引言

設計完整嚴密的智能建筑防雷接地系統(tǒng)可以快速的將雷電流泄入大地，實現(xiàn)分流，從而減弱雷電對通訊信號以及電氣設備的損壞。從技術方面來看，智能建筑之所以會受到雷電的損害，主要原因是由于設備過于脆弱，硬件設備的防雷布置不完善，且防雷能力比較弱，一旦受到了雷電災害，就會對智能建筑的安全運營產生極大的影響。

2 智能建筑防雷接地概述

智能建筑防雷接地系統(tǒng)是將建筑物的結構、設備等等依據(jù)用戶的需求來進行合理的組合，從而為人們提供舒適的生活環(huán)境。所以說智能建筑是現(xiàn)代建筑科學技術的集大成之產物。但是，由于智能建筑的使用功能較多，同時對系統(tǒng)的配置要求也相對較高，因此對防雷電系統(tǒng)整體設計要求較高，而雷電產生的同時伴隨著電磁場的產生，必須采取相應措施防止電磁場對智能建筑中的電器設備、通訊信號帶來干擾，或者使電器設備產生短路現(xiàn)象，嚴重時還會造成電氣設備損壞、燒毀。

3 智能建筑防雷接地的基本原則

雷電災害形式被分為直擊雷、感應雷和雷電波侵入這幾種。直擊雷是指雷電直接擊中線路并經(jīng)過電器設備入地的雷擊過電流，感應雷是指由雷閃電流產生的強大電磁場變化與導體感應出的過電壓與過電流形成的雷擊，現(xiàn)如今很少出現(xiàn)有直擊雷造成的災害，但是感應雷以及雷電波對智能建筑造成的危害卻逐漸增加，強大的電磁場所產生的感應雷和脈沖電壓可以直接侵入室內的各種微電子設備之中，輕則導致系統(tǒng)失靈，重則導致系統(tǒng)或者零件損壞。因此，為雷電提供一條對地泄放的合理低阻抗路徑，而不讓雷電隨機的選擇放電通道至關重要。

干擾源、干擾通道和受擾設備是進行雷電干擾的基礎條件。干擾源可以被分為內部干擾源和外部干擾源，內部干擾源直接決定了裝置的原理以及質量，而外部干擾源則是受設備的使用條件和外界環(huán)境因素的影響而變化，對內部干擾源進行的防護一般被稱之為內部防雷或防雷電電磁脈沖，對外部干擾源進行的防護一般被稱之為外部防雷。干擾通道被分為傳單耦合、公共阻抗耦合和電磁耦合這三種，內部干擾包含了這三種干擾通道，而外部干擾只具有電磁耦合這一種干擾通道。現(xiàn)代防雷保護主要有以下三種保護方式，分別為外部防雷保護、內部防雷保護以及過電壓保護。

目前我國規(guī)定的建筑物防雷系統(tǒng)設計要求建筑物的防雷系統(tǒng)要包含避雷針、避雷網(wǎng)（帶）、混合組成的接閃器、鋼筋網(wǎng)與鋼屋架、屋面板鋼筋等幾個部分，并且要根據(jù)智能建筑的電氣、設備以及重要程度來進行分類保護，從電源線、信號線、數(shù)據(jù)線等方面進行多級層保護（見圖1）。

4 幾種有效的防雷接地技術分析

4.1 外部防雷

建筑物的防雷又被稱之為外部防雷，一般是對直擊雷進行防護。外部防雷多采用避雷針以及接地裝置來對建筑物進行保護，采用防雷接閃器來對雷擊電流進行接收。由于建筑物的房頂以及房頂上較為突出的部位容易遭受雷擊，因此要在房頂上安裝避雷裝置。智能建筑屬于一級負荷，因此，要按照一級防雷建筑物的保護措施來進行防雷設計。為了有效的減少建筑物遭受雷擊的可能性，要在房頂覆蓋避雷網(wǎng)，并將避雷網(wǎng)延伸到女兒墻上，從而將房頂、墻都籠罩在避雷帶的保護范圍之內，除此之外，樓層鋼筋、圈梁鋼筋、外墻面的金屬構件也要與引下線相互連接，從而組成一個具有多層屏蔽能力的防雷體系。這樣，不僅僅可以有效的防止雷電對建筑物內的設備造成影響，還可以防止建筑物受到外部電磁的干擾。

圖1 智能建筑防雷技術構成圖

4.2 內部防雷

內部防雷系統(tǒng)主要是在建筑物之內容易受到電壓破壞的弱電設備上安裝電壓保護裝置，當設備受到了電壓的侵襲時，可以利用過壓、分流、箝位等手段來幫助裝置快速的泄放電壓，從而保護設備的正常運行。當雷電感應使得電涌危及設備時，防護裝置瞬間啟動，將電涌電流泄流入地，從而將被保護端口的雷擊電涌殘壓箝制在端口可以承受的數(shù)量范圍之內，從而起到對設備的保護作用。內部防雷系統(tǒng)被分為通信端口信號防雷和供電電源線路防雷這兩種方式。

4.2.1 電源線路防雷系統(tǒng)

電源線路防雷系統(tǒng)主要被用來防止雷電波通過電源線路來對智能建筑智能的計算機等設備造成影響，依據(jù)相關的防雷工程方案，要以分級保護和逐級泄流為原則。在電源的總進線處要安裝放電電流比較大的一級電源防雷器，在重要樓層或者重要設備的進線處要安裝二級或者三級電源防雷器。

4.2.2 通電設備各信號端口的防雷系統(tǒng)

由于雷電波可以感應到較高的瞬時沖擊能量，因此，要在網(wǎng)絡通信的接口處加裝防雷保護裝置，從而保證網(wǎng)絡通信設備可以承受較高能量的瞬時沖擊，從而保障網(wǎng)絡通信系統(tǒng)得以安全運行。

4.2.3 等電位聯(lián)結

建筑物上的避雷針中引入了電磁場變化，因此可以在相鄰的導線上感應出雷電過電壓，所以，在建筑物中的避雷系統(tǒng)防止直擊雷的同時，會對電子設備造成雷電干擾，因此，必須要建立等電位聯(lián)結，通過減小點位差的方式來保證電子設備的安全運行。等電位聯(lián)結可以使建筑物在遭受雷擊時，保證建筑物的內部和外部處于等電位，從而減少建筑物金屬部件的點位差。

采用導線或者過電壓保護器可以將建筑物內的防雷裝置、金屬部件、電氣設備等連接起來，從而構成一個統(tǒng)一的導電系統(tǒng)，避免接地線之間存在電位差，有效的消除了感應過電壓。

整個建筑物結構都是等電位聯(lián)結的一部分，因此，要將整個建筑物結構綁扎成統(tǒng)一的導電系統(tǒng)，并將其連接到綜合的共用接地裝置之上。智能化系統(tǒng)要采用同一個接地裝置，如果采用建筑物的金屬體來作為接地裝置時，要保證接地電阻不超過1Ψ。如果接地電阻無法達到規(guī)定的要求時，可以選擇采用深埋接地體、換土、設置外延接地體或者降阻劑等方式來使接地電阻符合規(guī)定。如果接地體所處位置的土壤腐蝕性比較強，則可以采用石墨接地體，并采用耐腐蝕性材料。如果建筑物的電子設備相對比較少，則可以采用S型結構的等電位聯(lián)結網(wǎng)，這種結構中的金屬組件不需要額外設置專用的接地線引。除了等電位點外，還要與共用接地系統(tǒng)的其他部件絕緣。

如果電子信息系統(tǒng)的規(guī)模較大，則可以采用M型網(wǎng)狀結構的等電位聯(lián)結網(wǎng)，這種結構中的金屬組件不與接地系統(tǒng)中的各組件絕緣，M型等電位聯(lián)結網(wǎng)通過多點組合到共用接地系統(tǒng)中。

5 結束語

本文通過對智能建筑系統(tǒng)的幾種防雷技術的研究，來闡述了雷電對人們所產生的重大危害。防雷與接地工程是一個整體性的工程，只要堅持以科學的態(tài)度認真地把握好每個細節(jié)，對若干有效防雷接地技術展開分析，控制好每個節(jié)點，對智能建筑進行合理化的配置，就能有效抵御雷電或避免雷電所帶來的危害，確保智能建筑運行安全。當前我國的建筑行業(yè)發(fā)展逐步趨向于智能化，隨著智能化建筑的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，綜合防雷技術在智能建筑中的應用也將越來越廣泛。

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[2]李承昊.智能建筑的幾種有效防雷接地技術措施[J].科技資訊，2016，14（10）：13～14.

[3]周茂.智能建筑弱電工程防雷接地技術分析[J].智能城市，2015（1）：88～90.

TU856

A

1004-7344（2016）28-0302-02

2016-9-18

彭胤（1985-），女，助理工程師，本科，主要從事防雷檢測工作。