建筑電氣工程中智能型防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

諶書琪

摘 要 隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，當(dāng)前民眾對(duì)生活質(zhì)量有著更高的要求。對(duì)于民用住宅區(qū)來說，對(duì)建筑物采取相應(yīng)的防雷接地設(shè)計(jì)，是保證民眾居住安全的重點(diǎn)工程。在施工過程中，防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，是一項(xiàng)較為復(fù)雜的系統(tǒng)性工作。所以本文將從建筑電氣設(shè)計(jì)的視角出發(fā)，分析防雷接地的重要性，并介紹系統(tǒng)的具體研究內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 電氣工程;智能型;防雷接地系統(tǒng);設(shè)計(jì);研究

引言

雷電現(xiàn)象的發(fā)生，通常會(huì)伴隨著高強(qiáng)度的電流和電壓，可能會(huì)對(duì)建筑電氣造成嚴(yán)重的破壞。所以，為保障居民住宅安全，以及建筑物電氣工程的安全，應(yīng)該為建筑電氣工程設(shè)計(jì)有效的應(yīng)對(duì)措施。將智能型防雷接地系統(tǒng)，應(yīng)用于防雷工程中，有效避免建筑電氣工程遭遇雷擊損害影響居民的正常生活。

1應(yīng)用智能型防雷接地系統(tǒng)的重要性

隨著季節(jié)的變化，雷電現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。但是隨著建筑物結(jié)構(gòu)的變化，當(dāng)前在遭遇雷電現(xiàn)象時(shí)，如果不對(duì)建筑物采取相應(yīng)的防雷措施，很有可能由于電擊放電對(duì)建筑電氣工程帶來嚴(yán)重的損害。所以，當(dāng)前相關(guān)工作人員要積極開發(fā)智能型防雷接地系統(tǒng)。在開展項(xiàng)目時(shí)，相關(guān)工作人員一定要充分結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)，以及建筑電氣工程的具體情況，設(shè)計(jì)完善、科學(xué)、合理的圖紙，保證整個(gè)設(shè)計(jì)方案的合理性，使其可以為建筑結(jié)構(gòu)的電氣工程提供良好的防雷性能[1]。

2關(guān)于防雷接地系統(tǒng)的電流傳輸控制與傳輸模式分析

由于所處地理環(huán)境的不同，在遭遇極端雷電天氣時(shí)，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施，避免建筑電氣工程遭遇雷擊損壞。隨著科技力量的發(fā)展，應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)手段，提升建筑電氣工程的安全性，是相關(guān)工作人員所必須面對(duì)的問題。隨著社會(huì)的發(fā)展，當(dāng)前針對(duì)建筑電氣工程的保護(hù)，進(jìn)行智能型防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常具有現(xiàn)實(shí)意義。在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，工作人員首先需要防雷接地系統(tǒng)的電流傳輸方式進(jìn)行分析。目前，在建筑結(jié)構(gòu)中，防雷接地系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成，分別是：防雷裝置、引下線、接地裝置等組成。這三個(gè)組成部分通常在建筑領(lǐng)域中被稱為智能型防雷接地系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)體系[2]。其中，中間層又稱之為網(wǎng)絡(luò)層，通過與上位機(jī)進(jìn)行通信，可以有效把控系統(tǒng)的地線與信息傳輸，有效提高智能防雷接地系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操控能力。同時(shí)，應(yīng)用層可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。工作人員在設(shè)備終端可以通過相應(yīng)指令，對(duì)整個(gè)智能系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的管控。

3智能型防雷接地系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境描述

基于上文“二”中對(duì)防雷接地系統(tǒng)中電流傳輸控制方法以及傳輸模式的分析，為進(jìn)一步提高建筑電氣工程安全性。相關(guān)工作人員應(yīng)該對(duì)智能型防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的完善，以下內(nèi)容將主要介紹應(yīng)用等電位連接與防雷設(shè)計(jì)導(dǎo)線方法，提高智能型防雷接地系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)方案。方案涉及的相關(guān)內(nèi)容非常復(fù)雜，幾乎涵蓋到智能型防雷接地系統(tǒng)中的所有硬件設(shè)備，比如電流衰減模塊、中斷模塊以及輸出轉(zhuǎn)換模塊等等。在該方案中，針對(duì)電擊現(xiàn)象所帶來的高強(qiáng)度電流，可以利用避雷引下線方法進(jìn)行防雷接地的電壓傳I/O口控制模塊導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在室內(nèi)空間中，接地干線可以通過多組接地體，控制電流的輸出。該方案在硬件模塊設(shè)計(jì)選擇上，主要應(yīng)用嵌入式ARM以及智能信息處理DSP系統(tǒng)，然后通過低電復(fù)位以及高壓控制方法，控制該系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)換。在具體芯片選擇方面，在此優(yōu)化方案設(shè)計(jì)中，工作人員主要使用ADM706芯片，將其作為智能型防雷接地系統(tǒng)的輸出門線控制器，然后通過中斷復(fù)位和掉電復(fù)位相結(jié)合的方法，有效對(duì)系統(tǒng)中的電流衰減進(jìn)行控制。同時(shí)，使用金屬裝置導(dǎo)體，作為整個(gè)智能防雷接地系統(tǒng)的主干線，將主干線與建筑物結(jié)構(gòu)的防雷導(dǎo)體相連接，由此便可以實(shí)現(xiàn)建筑物電氣工程智能型防雷接地系統(tǒng)的整體優(yōu)化[3]。

3.2 系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

基于以上敘述可以發(fā)現(xiàn)，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)電氣工程智能型防雷接地系統(tǒng)的優(yōu)化，需要涉及多個(gè)硬件模塊的開發(fā)與使用。本方案主要基于等電位聯(lián)結(jié)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)智能型防雷接地系統(tǒng)電氣線路的控制。而在硬件模塊方面，主要應(yīng)用的硬件模塊有I/O控制模塊、電流衰減模塊、輸出轉(zhuǎn)換模塊以及終端模塊。以下內(nèi)容將主要對(duì)各模塊的不同開發(fā)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹。

（1）I/O控制模塊。在優(yōu)化方案中，控制模塊所主要實(shí)現(xiàn)的功能便是使智能防雷基地系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)交流放大與輸出轉(zhuǎn)化控制的功能。例如，如果當(dāng)前工作人員所研究的智能型防雷接地系統(tǒng)其放大系數(shù)為50000倍，那么就要將通頻帶設(shè)置為100Hz。同時(shí)面對(duì)輸出轉(zhuǎn)換控制功能，工作人員需要將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，此時(shí)應(yīng)使用可編程的FIFO。

（2）電流衰減模塊。在本方案中實(shí)現(xiàn)智能型防雷接地系統(tǒng)的電流衰減控制功能，設(shè)計(jì)人員提出應(yīng)該使用獨(dú)立的避雷針。但是，在整個(gè)智能型電氣工程防雷系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電流衰減控制功能的還有其他相應(yīng)設(shè)備，比如接地極、戶外接地母線、戶內(nèi)接地母線等等。電流衰減模塊在安裝過程中，通常有兩種安裝辦法：圓鋼接地極安裝方法與扁鋼接地極安裝方法。在實(shí)際安裝過程中為了減小該系統(tǒng)的接地電阻值，施工人員在埋設(shè)接地體時(shí)，要保證頂面的埋設(shè)深度需達(dá)到0.6m以上，并且保證垂直接地體之間的間隔距離不得小于垂直接地體本身長度的3至5倍。

（3）輸出轉(zhuǎn)換模塊和終端模塊。在智能型防雷接地系統(tǒng)中，防雷接地的輸出轉(zhuǎn)換控制功能以及過載中斷控制功能的實(shí)現(xiàn)，主要依賴于上述兩種模塊。對(duì)于該方案中智能型防雷接地系統(tǒng)輸出電流進(jìn)行檢波，通常要設(shè)計(jì)檢波電路，而最具性價(jià)比的檢波電路便是普通二極管檢波電路。當(dāng)系統(tǒng)輸出電壓為Vo時(shí)，相應(yīng)狀態(tài)為二極管 D1導(dǎo)通，當(dāng)輸出電壓VA從零增高至第二的導(dǎo)通電壓 VD2時(shí)，二極管D1不導(dǎo)通。此時(shí)基于電路原理VA與Vi比等于開環(huán)放大倍數(shù)。

4結(jié)束語

綜上所述，在對(duì)建筑物進(jìn)行防雷措施的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分考慮到建筑物的金屬構(gòu)架。在鋪設(shè)接地干線時(shí)，應(yīng)該保證其水平于建筑物墻壁，通過多組接地體將電流有效輸出。利用等電位聯(lián)結(jié)方法控制防雷接地系統(tǒng)的電擊線路，從而有效避免極端雷電天氣對(duì)電氣工程產(chǎn)生損壞，實(shí)現(xiàn)建筑物電氣工程智能型防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 李躍龍，李躍虎.建筑電氣工程中智能型防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（3）：57-61.

[2] 張楷.建筑電氣工程中智能型防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)與探究[J].市場(chǎng)周刊·理論版，2018（39）：176.

[3] 李弓.建筑電氣工程中防雷接地系統(tǒng)的施工技術(shù)探究[J].江西建材，2017（22）：189-190.