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(shù)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(chǎn)生的巨大變電磁場，都會使建筑物內(nèi)的金屬產(chǎn)生感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流，產(chǎn)生極大危害。根據(jù)智能建筑的內(nèi)容、設(shè)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(shù)基本原則進(jìn)行了闡述，并分析了內(nèi)部和外部防雷技術(shù)，從而為提高人們的生活質(zhì)量作出了貢獻(xiàn)。

智能建筑；防雷技術(shù)；接地系統(tǒng)

1 引言

設(shè)計完整嚴(yán)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(shè)備的損壞。從技術(shù)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(shè)備過于脆弱，硬件設(shè)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(zāi)害，就會對智能建筑的安全運(yùn)營產(chǎn)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(jié)構(gòu)、設(shè)備等等依據(jù)用戶的需求來進(jìn)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(xué)技術(shù)的集大成之產(chǎn)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(shè)計要求較高，而雷電產(chǎn)生的同時伴隨著電磁場的產(chǎn)生，必須采取相應(yīng)措施防止電磁場對智能建筑中的電器設(shè)備、通訊信號帶來干擾，或者使電器設(shè)備產(chǎn)生短路現(xiàn)象，嚴(yán)重時還會造成電氣設(shè)備損壞、燒毀。

3 智能建筑防雷接地的基本原則

雷電災(zāi)害形式被分為直擊雷、感應(yīng)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(shè)備入地的雷擊過電流，感應(yīng)雷是指由雷閃電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁場變化與導(dǎo)體感應(yīng)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(zāi)害，但是感應(yīng)雷以及雷電波對智能建筑造成的危害卻逐漸增加，強(qiáng)大的電磁場所產(chǎn)生的感應(yīng)雷和脈沖電壓可以直接侵入室內(nèi)的各種微電子設(shè)備之中，輕則導(dǎo)致系統(tǒng)失靈，重則導(dǎo)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(jī)的選擇放電通道至關(guān)重要。

干擾源、干擾通道和受擾設(shè)備是進(jìn)行雷電干擾的基礎(chǔ)條件。干擾源可以被分為內(nèi)部干擾源和外部干擾源，內(nèi)部干擾源直接決定了裝置的原理以及質(zhì)量，而外部干擾源則是受設(shè)備的使用條件和外界環(huán)境因素的影響而變化，對內(nèi)部干擾源進(jìn)行的防護(hù)一般被稱之為內(nèi)部防雷或防雷電電磁脈沖，對外部干擾源進(jìn)行的防護(hù)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(nèi)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(hù)主要有以下三種保護(hù)方式，分別為外部防雷保護(hù)、內(nèi)部防雷保護(hù)以及過電壓保護(hù)。

目前我國規(guī)定的建筑物防雷系統(tǒng)設(shè)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(shè)備以及重要程度來進(jìn)行分類保護(hù)，從電源線、信號線、數(shù)據(jù)線等方面進(jìn)行多級層保護(hù)（見圖1）。

4 幾種有效的防雷接地技術(shù)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(jìn)行防護(hù)。外部防雷多采用避雷針以及接地裝置來對建筑物進(jìn)行保護(hù)，采用防雷接閃器來對雷擊電流進(jìn)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(fù)荷，因此，要按照一級防雷建筑物的保護(hù)措施來進(jìn)行防雷設(shè)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(hù)范圍之內(nèi)，除此之外，樓層鋼筋、圈梁鋼筋、外墻面的金屬構(gòu)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(nèi)的設(shè)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(shù)構(gòu)成圖

4.2 內(nèi)部防雷

內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要是在建筑物之內(nèi)容易受到電壓破壞的弱電設(shè)備上安裝電壓保護(hù)裝置，當(dāng)設(shè)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(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)雷電感應(yīng)使得電涌危及設(shè)備時，防護(hù)裝置瞬間啟動，將電涌電流泄流入地，從而將被保護(hù)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(nèi)，從而起到對設(shè)備的保護(hù)作用。內(nèi)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(jī)等設(shè)備造成影響，依據(jù)相關(guān)的防雷工程方案，要以分級保護(hù)和逐級泄流為原則。在電源的總進(jìn)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(shè)備的進(jìn)線處要安裝二級或者三級電源防雷器。

4.2.2 通電設(shè)備各信號端口的防雷系統(tǒng)

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

4.2.3 等電位聯(lián)結(jié)

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(dǎo)線上感應(yīng)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(shè)備造成雷電干擾，因此，必須要建立等電位聯(lián)結(jié)，通過減小點位差的方式來保證電子設(shè)備的安全運(yùn)行。等電位聯(lián)結(jié)可以使建筑物在遭受雷擊時，保證建筑物的內(nèi)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(dǎo)線或者過電壓保護(hù)器可以將建筑物內(nèi)的防雷裝置、金屬部件、電氣設(shè)備等連接起來，從而構(gòu)成一個統(tǒng)一的導(dǎo)電系統(tǒng)，避免接地線之間存在電位差，有效的消除了感應(yīng)過電壓。

整個建筑物結(jié)構(gòu)都是等電位聯(lián)結(jié)的一部分，因此，要將整個建筑物結(jié)構(gòu)綁扎成統(tǒng)一的導(dǎo)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(dá)到規(guī)定的要求時，可以選擇采用深埋接地體、換土、設(shè)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(qiáng)，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(shè)備相對比較少，則可以采用S型結(jié)構(gòu)的等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)，這種結(jié)構(gòu)中的金屬組件不需要額外設(shè)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(jié)構(gòu)的等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)，這種結(jié)構(gòu)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(jié)網(wǎng)通過多點組合到共用接地系統(tǒng)中。

5 結(jié)束語

本文通過對智能建筑系統(tǒng)的幾種防雷技術(shù)的研究，來闡述了雷電對人們所產(chǎn)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(xué)的態(tài)度認(rèn)真地把握好每個細(xì)節(jié)，對若干有效防雷接地技術(shù)展開分析，控制好每個節(jié)點，對智能建筑進(jìn)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(yùn)行安全。當(dāng)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(shù)在智能建筑中的應(yīng)用也將越來越廣泛。

[1]梁衍道.智能建筑的幾種有效防雷接地技術(shù)措施[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（3）：20～24.

[2]李承昊.智能建筑的幾種有效防雷接地技術(shù)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(shù)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。