(1宁波防雷安全检测有限公司，浙江宁波 315314；2宁波市镇海区气象局，浙江宁波 315202)
摘要：随着社会经济进步和高新技术快速发展，对建筑物弱电工程、计算机控制通信和设备自动化管理技术要求逐渐增强，建筑物弱电工程涵盖范围越来越广，其重要性不言而喻。由于智能建筑物结构与线路特殊性，其防雷难度相对较大，再加上传统防雷设计局限性，使得防雷效果达不到规范要求，这就要求相关技术人员加强对智能建筑物弱电系统防雷接地设计，不断提升防雷效果。
关键词：智能建筑物；弱电系统；防雷接地；设计
引言
近些年来，高层建筑物的数量日益增加，各种类型的建筑物均朝着智能化的方向发展，信息技术的广泛普及，使得建筑物内的电子设备种类不断增多。智能建筑物的主要特点是内部配备有大量的电子信息系统，微电子设备繁多且十分复杂。因电子设备的绝缘程度低、自身承受过电压和过电流的能力较差、对电磁干扰敏感等，一旦建筑物被雷电击中或周围出现雷击，雷电中的过电压、过电压及脉冲电磁场会借助于供电线缆、接收天线、金属管道等入侵到建筑物内部，严重威胁着室内电子设备和人们生命财产安全。一旦缺少防雷措施，轻则会使电子电气设备工作异常，重则会使电子设备遭受永久性破损，甚至是引发人员伤亡。因此，做好智能建筑物弱电系统防雷接地设计刻不容缓。
1弱电系统防雷的必要性
传统的防雷系统大都是选用接闪杆、法拉第笼、屋顶接闪器和基础内接地网进行防雷接地，但是很容易引雷电感应和电路浪涌、电磁脉冲等引发电子干扰。主要表现在：①当建筑物外的通信和供电线路被雷电击中，其产生的感应电流会在极短的时间内入侵到建筑物内；②对城市大型的电力电网进行切换或启用/停止大型电力用户时会有浪涌产生；③智能建筑物内的空调主机、大功率水泵、电梯等电气设备，在频繁启停的过程中会产生浪涌；④若雷电直接击中供电、通信、数据线路及其相连接的其他建筑物或地面，会感应或传输电磁脉冲及浪涌电流；⑤静电会将数据线路作为媒介直接损害设备电流表的元器件。以上这些均会产生雷电感应和电磁脉冲，也是造成电气设备被损坏的重要原因，做好智能建筑物弱电系统防雷接地保护十分重要。
2智能建筑物弱电系统防雷接地设计
2.1接地
根据功能不同，可以将接地系统划分为防雷地、保护地、直流地、屏蔽地、工作地等，在这些接地系统中，以防雷接地问题比较复杂，只有选用科学有效的方式进行处理，才能避免防雷安全隐患。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆受到周围建筑物的共同作用，智能建筑物的防雷接地和保护接地会利用建筑物内的基础钢筋网作为共同接地体，此时的电源使用的是TN-S系统，底层变电所设置的总等电位铜排会将各个接地系统引出。其中，防雷接地系统主要是借助于建筑物基础钢筋网，将其作为自然接地体使用，选择柱内钢筋作为防雷接地引下线，直接同建筑物顶层的接闪器相连接，可以将楼层钢筋作为防雷等电位面。若智能建筑物的高度在30m以上，应每间隔3层选用外圈梁钢筋形成防雷均压环，可以构成法拉第笼结构，进一步提升防雷接地系统的严密性水平。应将工作接地与变压器中心点一起接地，且同总等电位铜排进行连接。将PE干线从总等电位铜排上引出，并在强电竖井中敷设，随后将其在各个楼层上引出，也就是在每个楼层上均设置对应的辅助等电位铜排，主要作用是将设备外壳及其附近的非带电导体连接起来，进而形成交流设备保护接地。电子设备的保护接地则是从等电位铜排上引入其他的PE干线，之后在弱电竖井上敷设，再引入到对应的楼层上，同样需要在电子设备附近设置辅助等电位铜排，将非带电导体和电子设备外壳进行有效连接。电子设备的直流接地则是在绝缘线的作用下直接从总等电位铜排引入的，随后同对应设备的直流接地极进行有效连接。对于单个设备或距离较远的电子设备来说，可以选择五芯电缆作为PE接地线使用，而对于屏蔽层、抗静电接地等应根据就近原则同最近的PE线进行有效连接。
2.2等电位连接与屏蔽
等电位连接的主要目的是降低雷击后在弱电设备之间或建筑物金属构件之间的电位差，一旦室内有弱电设备，保证等电位连接带设置完好。应选用网型或星型结构按照最短的距离分别将机柜、电子设备的外壳、电气、计算机直流接地、机架、防静电接地、屏蔽线、防雷器接地端、保护接地等与等电位连接带进行有效连接。为了提升防雷安全效果，应将等电位连接带与防雷接地进行等电位连接，这也是雷电防护的基本原则。通常情况下，智能建筑物的弱电系统都是进行单独接地，同防雷接地之间时互相分离的，其目的是确保地电位的稳定性水平。对于高层智能建筑物来说，弱电系统单独接地有一定的弊端，很容易产生反击，违背了高层建筑物的防雷特点，因此在相关技术规范中要求：等电位连接带与防雷接地系统必须间隔5m进行等电位连接。
智能建筑物屏蔽措施的作用是，若建筑物遭受雷击，此时会阻挡、衰减电磁脉冲辐射、各类线缆上的电磁感应，尤其是在弱电系统、建筑物、电子电气设备、线缆等进行屏蔽措施，防雷效果也十分突出。在设计的过程中，各类线缆宜选用屏蔽电缆，或者是对线缆进行穿金属管引入，确保屏蔽层两头进行可靠接地，针对弱电机房等重要的场所，应根据屏蔽机房的相关要求进行防雷接地设计施工。
2.3过电压保护
合理的屏蔽、接地措施可以降低弱电系统的过电压，但是在电气设备上的过电压仍旧有超过其耐受水平的情况，因此应对过电压限压装置进行设置，主要是控制侵入到电气设备上的浪涌，确保其在电气的耐受水平范围内。电源系统的过电压保护设计包括有：
根据防雷区的不同，可以对电源系统实行多级保护方案，尤其是特别重要的设施，至少配备三级以上的防护，同时还要保证防雷设计的合理性水平。 针对传统TN-S电源系统防雷器多级配置，相当于从低端到顶端的主机配置方案，若高层建筑物的配电房在底端，将会有很大的防雷安全隐患。实际上，建筑物极易遭受直击雷和侧击雷的入侵，此时雷电波的传播方向是从上到下，在建筑物顶层会有巨大的过电压存在，楼层越低受过电压的影响越小，应将楼顶作为一级过电压保护，并始终遵循从上到下逐级配置的原则。
对于高层智能建筑物来说，顶层很容易遭受到侧击雷，而雷击则会危害弱电系统的安全，接地系统就近与防雷接地进行等电位连接后，一旦遭受雷击距离雷击点和下级防雷器就越近，相较于上级来说，下级防雷器保护器水平较低，可能会提前动作，而下级防雷器的通流容量比上级防雷器低，很容易损坏防雷器，设备保护的效果也会大打折扣。因此，高层智能建筑物电源系统的多级防护应科学合理，应始终遵循自上而下的原则逐级配置电源防雷器，在建筑物上部电源配电箱间隔一定距离处安装大容量、低残压的的防雷器，作为一级防护；在中低层电源配电箱、弱电系统机房配电盘等安装中容量、低残压的防雷器，作为二级防护；在机房重要设备的电源输入端安装防雷器，作为三级防护。
3结论
随着越来越多电子产品的使用，雷电灾害已成为电子化时代的一大公害，必要的接地、有效的等电位联结和对建筑物的合理屏蔽等措施对建筑物弱电系统的防雷接地起到了至关重要的作用。
参考文献
[1]肖雪晴.智能建筑中的弱电系统设计问题思考[J].建筑工程技术与设计,2017(5).
[2]邓锦红.关于智能建筑弱电系统集成设计的探讨[J].建筑物工程技术与设计,2017(9).
作者简介：胡滨（1990-）男，汉族，浙江省慈溪市人，本科，助理工程师，从事防雷检测工作。
论文作者:胡滨1,刘威2
论文发表刊物:《科技新时代》2018年7期
论文发表时间:2018/9/12
标签：建筑物论文; 防雷论文; 过电压论文; 电位论文; 系统论文; 弱电论文; 智能论文; 《科技新时代》2018年7期论文;