智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程接地與防雷技術(shù)

容最欣

智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程接地與防雷技術(shù)

容最欣

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 東莞 523120

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷深入推進(jìn)，越來(lái)越多的建筑工程開(kāi)始采用智能建筑設(shè)計(jì)，提升了建筑工程整體的功能性。這也就要求在施工時(shí)，需要有針對(duì)性地應(yīng)用接地技術(shù)和防雷技術(shù)。根據(jù)自身研究智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程接地與防雷技術(shù)展開(kāi)了分析與調(diào)研，并根據(jù)實(shí)際情況給出相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用形式，希望能對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

智能建筑；通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；接地；防雷技術(shù)

引言

智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)建筑智能化工程的主要系統(tǒng)。因此，智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)防雷接地技術(shù)質(zhì)量決定了系統(tǒng)能否正常、穩(wěn)定運(yùn)行。在研究接地防雷技術(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)接地技術(shù)與防雷技術(shù)的相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行探討和分析，使相關(guān)施工人員明晰工程要點(diǎn)，進(jìn)而提升接地技術(shù)與防雷技術(shù)的實(shí)用性。

1 智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程的接地設(shè)計(jì)

智能建筑對(duì)信息傳輸?shù)乃俣?、信息傳輸?shù)馁|(zhì)量以及通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性都有著具體要求，需要進(jìn)行接地設(shè)計(jì)進(jìn)而提升安全保障。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，大多數(shù)智能建筑的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用的是計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此對(duì)接地設(shè)計(jì)的抗干擾能力要求更加嚴(yán)格，也對(duì)智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程的接地設(shè)計(jì)提出了更高的要求。當(dāng)前，智能建筑的接地設(shè)計(jì)有兩種設(shè)計(jì)形式：第一種形式為單獨(dú)接地設(shè)計(jì)；第二種形式則為共同接地設(shè)計(jì)。業(yè)界目前普遍采用的接地形式為共同接地形式，接地體一般采用自然接地體[1]。

接地設(shè)計(jì)時(shí)，自然接地體只有同時(shí)符合三個(gè)條件才能直接使用。第一個(gè)條件是接地體的電阻滿足規(guī)定的電阻系數(shù)的要求；第二個(gè)條件是接地體的表面要求沒(méi)有絕緣的防水層設(shè)計(jì)；第三個(gè)條件是智能建筑基礎(chǔ)內(nèi)部的鋼筋要形成一個(gè)有效的電氣回路，同時(shí)這個(gè)電氣回路要形成相應(yīng)的閉合環(huán)，閉合環(huán)與地面之間的距離應(yīng)在0.7?m以上。如果滿足以上三個(gè)條件，就會(huì)考慮直接使用自然接地體設(shè)計(jì)，不做另外加設(shè)人工接地體設(shè)計(jì)[2]。

在智能建筑中，智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程的接地設(shè)計(jì)方案之一是采用基礎(chǔ)的鋼筋以及承重鋼筋相結(jié)合的形式進(jìn)行連接，使其形成一個(gè)有效的自然接地體，框架柱鋼筋和基礎(chǔ)的焊接作為向下的引線，最后使整個(gè)結(jié)構(gòu)與樓板和梁內(nèi)的鋼筋相連。在這種接地設(shè)計(jì)下，能使其成為一個(gè)電阻值較小、引下線的抗阻系數(shù)較小的等電位體，進(jìn)而形成一個(gè)天然的防雷系統(tǒng)。

另一種接地設(shè)計(jì)方案在于，使用接地分匯的接線設(shè)計(jì)來(lái)替代局部的整體等電位系統(tǒng)，從而使接地的總匯系統(tǒng)更具排布性，而其余的措施與上一種方案設(shè)計(jì)基本相同。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于，接地設(shè)計(jì)的等電位點(diǎn)和點(diǎn)位群更具整體性，能夠保護(hù)智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程的信號(hào)，進(jìn)而提升接地設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。

智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程中的電子設(shè)備接地方案分為多種，包括串聯(lián)式、并聯(lián)式以及多點(diǎn)接地和混合式的接地技術(shù)。

串聯(lián)式接地形式更簡(jiǎn)單，只需要將接地的母線進(jìn)行引導(dǎo)進(jìn)入總體的等電位線處即可。然而，這種接地形式無(wú)法保證信號(hào)之間不會(huì)出現(xiàn)互相干擾。

并聯(lián)式接地形式能夠有效排除信號(hào)的干擾。然而，并聯(lián)式接地的接地形式過(guò)于復(fù)雜，布線要求較高。

多點(diǎn)式接地形式是將接地總線引入總等電位點(diǎn)進(jìn)行連接，缺點(diǎn)在于接地線上必須使用有效的屏蔽措施。

混合式接地形式顧名思義，即是采用多種接地形式混合的方式進(jìn)行接地，一般是串聯(lián)式與多點(diǎn)接地或者并聯(lián)式與多點(diǎn)接地形式。這種方式的應(yīng)用要因地制宜，根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)考慮是否需要采用混合式接地設(shè)計(jì)的形式。

2 智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程的防雷技術(shù)

2.1 等電位連接措施

雷擊屏蔽措施首先要在智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程運(yùn)行的智能建筑物內(nèi)，設(shè)計(jì)各個(gè)設(shè)備和系統(tǒng)之間的等電位連接。等電位連接的主要功能是讓各個(gè)智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程和系統(tǒng)之間的電位保持一致，以免在雷擊過(guò)程中對(duì)智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程造成過(guò)大的電位差而破壞元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程本身也有一定的防雷設(shè)計(jì)。它的所有部件都會(huì)單獨(dú)與地面連接。然而，在連續(xù)雷電發(fā)生和建筑物的高度過(guò)高時(shí)，這種單獨(dú)接地的設(shè)計(jì)很有可能導(dǎo)致雷電電荷在接地線中停留，造成反流破壞智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程元件的現(xiàn)象。所以我們應(yīng)對(duì)應(yīng)有防雷措施的元件加入等電位連接系統(tǒng)，并在相隔5?m左右的元件相互連接，從而形成一個(gè)等電位勢(shì)群[3]。

2.2 雷擊屏蔽措施

雷擊屏蔽措施主要在于建筑物外層的線路設(shè)計(jì)。當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，外層的線路根據(jù)電流的回路會(huì)對(duì)雷擊產(chǎn)生阻擋和干擾，從而弱化雷擊電流，保障建筑物的安全。在智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程智能化建筑物內(nèi)，可以在智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程元件的外接線中加入屏蔽措施，使其在雨天產(chǎn)生電磁脈沖，對(duì)雷電進(jìn)行干擾和屏蔽。電氣線路布局應(yīng)主要集中在建筑物的中心部位。建筑物的中心部位收到雷電電磁場(chǎng)的強(qiáng)度會(huì)弱化，能夠擴(kuò)大屏蔽范圍。線路通過(guò)的鋼管和凹槽應(yīng)和各個(gè)樓層的防雷系統(tǒng)的接地母線相連，從而產(chǎn)生有效的屏蔽作用。

2.3 對(duì)設(shè)備的電過(guò)載保護(hù)措施

智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程的電源首先要根據(jù)雷區(qū)的劃分配備合適等級(jí)的防雷保護(hù)方案，保證在雷擊的作用下，電力的源頭不會(huì)被破壞；在沒(méi)有雷區(qū)劃分的情況，應(yīng)配備三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)防雷設(shè)置，保證其他的防雷設(shè)計(jì)能夠在雷電轟擊時(shí)正常運(yùn)行。設(shè)備的電過(guò)載保護(hù)首先要配適由上到下的逐級(jí)增強(qiáng)的保護(hù)方案。這可能會(huì)顛覆我們對(duì)防雷系統(tǒng)的傳統(tǒng)認(rèn)知，而事實(shí)上，在雷電侵入智能建筑時(shí)，智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程的保護(hù)效力將會(huì)使雷電電流產(chǎn)生從上到下逐級(jí)遞減的規(guī)律，所以對(duì)于智能建筑中智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程的防雷設(shè)計(jì)，應(yīng)將樓頂作為電過(guò)載保護(hù)的第一層級(jí)，由上到下逐級(jí)遞減。

3 智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程接地與防雷技術(shù)的主要應(yīng)用形式

3.1 接地防雷設(shè)計(jì)的主要應(yīng)用

接地防雷設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程相對(duì)集中的建筑物，以及智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程系統(tǒng)集中管控的機(jī)房?jī)?nèi)。在應(yīng)用時(shí)，要注意接地線的正確連接，從各個(gè)設(shè)備中將排除雷擊電流的銅線引出，并將其正確地連接在接地極上。銅線的截面至少要大于等于16?mm2，以免出現(xiàn)的導(dǎo)線截面不足，被過(guò)大電流擊穿的現(xiàn)象。機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)配備專門的均壓環(huán)，分別安裝在弱電信息傳輸機(jī)房以及數(shù)控機(jī)房中。連接時(shí)要注意不要與其他電流設(shè)備相連，以防降低均壓環(huán)的防雷效果。

3.2 在信號(hào)防雷中的應(yīng)用

因?yàn)橹悄芙ㄖㄐ啪W(wǎng)絡(luò)工程大多是通過(guò)電子信號(hào)進(jìn)行通信和監(jiān)控的，所以信號(hào)防雷是智能建筑中智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程防雷設(shè)計(jì)的核心。智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程的中心區(qū)域應(yīng)安裝避雷器。避雷器可以為信號(hào)做出有效防護(hù)，保護(hù)主交換機(jī)信號(hào)免受雷擊產(chǎn)生的電磁脈沖的干擾。分交換機(jī)與主交換機(jī)之間應(yīng)安裝信號(hào)避雷器，作為二級(jí)防護(hù)系統(tǒng)，用來(lái)保證相關(guān)接收信號(hào)設(shè)備不被雷擊產(chǎn)生的電磁脈沖；同時(shí)要注意智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程監(jiān)測(cè)設(shè)備以及天線的防雷保護(hù)措施，避免感應(yīng)雷將波動(dòng)直接作用在天線上，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成連帶性破壞[4]。

3.3 對(duì)電源系統(tǒng)的防雷應(yīng)用

智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程的電源是智能建筑的中樞系統(tǒng)，其電源系統(tǒng)包括電源的主配線以及附屬的UPS配適線等。在保護(hù)電源系統(tǒng)時(shí)，首先要在智能建筑內(nèi)的低壓主配電系統(tǒng)建立三級(jí)以上的防雷保護(hù)系統(tǒng)，配適相應(yīng)的防雷插座；同時(shí)在電源上采用TN-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)的主要特性是在它的中線和PE線之間有一條綜合的PEN線，因此需要對(duì)其進(jìn)行特殊的防雷處理。在智能建筑物的總配電處安裝大型三相避雷器，先進(jìn)行分流，作為電源系統(tǒng)的一級(jí)防雷措施；在各個(gè)機(jī)房處設(shè)計(jì)防雷脈沖裝置，作為二級(jí)保護(hù)；UPS配適線采用單項(xiàng)電源防雷措施，進(jìn)行電源的三級(jí)保護(hù)。通過(guò)三個(gè)級(jí)別層層遞進(jìn)的防雷保護(hù)措施，保證智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程整體在雷電作用下的穩(wěn)定性，確保智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)工程在雷電下能夠正常使用。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著智能建筑的不斷普及，越來(lái)越多的建筑工程開(kāi)始采用智能建筑設(shè)計(jì)。這就需要對(duì)智能建筑工程通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程進(jìn)行接地和防雷設(shè)計(jì)。本文從接地設(shè)計(jì)和防雷設(shè)計(jì)兩個(gè)方面闡述了智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程中的接地技術(shù)和防雷技術(shù)，并提供了接地技術(shù)與防雷技術(shù)的具體應(yīng)用形式，進(jìn)而提升智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)的安全性，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)持續(xù)與穩(wěn)定的發(fā)展。

[1]孫萍. 智能建筑的防雷與接地技術(shù)[J]. 吉林建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，25（3）：90-92.

[2]王德秀. 智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程接地與防雷技術(shù)[J]. 智能建筑與智慧城市，2012（11）：102-104.

[3]呂俊霞. 智能建筑的防雷與接地方法[J]. 電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2014，36（2）：53-57.

[4]汪佩忠. 智能建筑的防雷與接地措施[J]. 城市建筑，2015（11）：244-245.

Intelligent Building Communication Network System Engineering Grounding and Lightning Protection Technology

Rong Zuixin

Guangdong Planning and Designing Institute of Telecommunications Co., Ltd., Guangdong Dongguan 523120

With the continuous advancement of urbanization in China, more and more construction projects have begun to adopt intelligent building design, which has improved the overall functionality of construction projects. This also requires the application of grounding technology and lightning protection technology in the construction. According to the practical experience of self-researched intelligent building communication network system engineering for many years, the paper analyzes and investigates the engineering grounding and lightning protection technology of intelligent building communication network system, and gives the application form of related technology according to the actual situation, hoping to build the construction industry in China. The development has played a certain role in promoting.

intelligent building; communication network system; grounding; lightning protection technology

TU856

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