智能建筑弱電系統的防雷工程設計研究

高余珍

摘 要：針對我國智能建筑中電子產品數量多，容易遭受雷擊這一現象進行分析。首先，闡述了弱電系統防雷設計的必要性；其次，總結了弱電系統防雷設計的基本原則；最后，對弱電系統的防雷設計具體方案進行了詳細闡述，希望對相關工作人員能夠有所幫助。

關鍵詞：智能建筑；弱電系統；防雷工程

1 前言

智能建筑中涉及到大量的通信控制系統，如果不做好相應的防雷設計和工作，將會導致建筑造成雷擊，從而會對建筑中的如電系統造成破壞，影響智能建筑的穩定運行。由此可見，在智能建筑建設過程中，針對智能建筑弱電系統，做好相應的防雷設計是必要的。

2 弱電系統防雷設計的必要性

傳統建筑防雷系統主要采取屋頂接閃器、避雷針等措施完成防雷，從而確保建筑不會遭受雷擊破壞。但是，從我國建筑的行業的發展情況來看，建筑中電子產品數量不斷增多，這將會對傳統的防雷方式造成一定程度影響。雖然，電子產品在子實際應用過程中具有高靈敏、低能耗等優點，但是其容易受到閃電危害，很小的磁場脈沖或很小電場都會對其正常應用造成不良影響，幾十伏壓電壓就可能完全摧毀整個器件[1]。弱電造成雷電的侵害主要表現在以下幾個方面：（1）供電線路、數據通信線延伸到供電線路外，容易遭雷擊，并且產生的感應電流會快速的進入到建筑內部，而遭受雷擊產生的電流較大，將會對設備造成破壞。（2）建筑地面遭受雷擊，將會形成浪涌電流及電脈沖。（3）靜電從數據線路中通過，將會對電流元件的性能造成破壞，導致其作用無法得到充分發揮。由此可見，做好弱電防雷設計，對于確保智能建筑穩定運行來說有著重要意義。

3 弱電系統防雷設計的基本原則

3.1 可靠性

從弱電系統防雷設計的具體設計情況來看，防雷系統的具體設計是否可靠會直接影響防雷系統在具體應用過程中效果。需要設計人員注意的是，在進行智能建筑弱電系統防雷設計期間，并且不是要以為的追求高端化，從實際情況來看，許多高端的防雷設備在具體應用過程中，并不一定會起到良好的防雷效果，經常會出現消耗的成本較高，但是最終取得的防雷效果并不理想[2]。由此可見，在具體設防雷系統設計過程中，要對智能建筑弱電系統的具體情況進行充分考慮，從實際情況出發，在設計中，全面掌握建筑物的具體特點，然后依據標準方法，完成對各項設備的安裝，確保各項內容對與國家的相關規定相符，最大程度避免建筑弱電系統遭受雷擊侵害。

3.2 實用性

發防雷系統設計過程中，防雷效果并非隨著成本的上升而變好，一些高成本的防雷設計方案起到的效果往往并不理想[3]。因此，在設計期間，應當制定科學的設計方案，并且在基礎上，投入合理的成本，這不僅可以確保防雷系統能夠起到良好的防雷效果，而且可以提高方案的經濟效益。

3.3 開放性和可維護性

防雷系統的設計結構應當是開放的，并且應當為可擴充的，采用的各項設備都要與國家標準相符，從而滿足日后對系統進行擴充的需求，使防雷設計方案的作用能夠得到充分發揮。

4 弱電系統的防雷設計具體方案

4.1 防護直擊雷

建筑物主體防雷，通常來說是避免建筑物或設施造成直接雷擊，該項內容具體實現過程中，主要是通過接閃器利用引線對雷電進行引流，使電流進入到大地，從而避免建筑遭受雷擊。

4.2 電源系統的防護

因為電源系統耦合而導致感應雷進入，將會導致設備遭受破壞，并且因為該原因遭受破壞的設備的數量很多。由此可見，在防雷工程設計過程中，對電源系統進行避雷防護是一項重要內容[4]。在具體設計過程中，要避免外輸電線路的雷電電磁脈沖和感應雷電波的侵入，從而在雷電進入到智能建筑中的供電系統前，將雷電泄放到大地中。

弱電機房的電源浪涌的保護通常分為以下三級：（1）將浪涌保護器安裝在電源引入的總配電柜上，這就是第一級浪涌保護。（2）從現代智能建筑的實際發展情況來看，弱電機房通產會由總配電柜引入一個回路，通過對該回路進行，實現對機房的供電，此時，應當將浪涌保護器安裝在機房配電箱處，這就是二級保護。（3）浪涌保護器應當安裝在所有緊密、重要的設備以及UPS前端，這就是三級保護。通過以上三級保護，能夠達到保護設備的最終目的，需要注意的是，在實際設計過程中，采用的浪涌保護器技術可以依據工程的具體情況而定，在確保保護效果理想的基礎上，采用一個相對經濟的方案，完成對弱電設備的合理保護。

4.3 防護信號系統

信號系統防雷組要包括的線路有專線、電話線等。通常來說，網絡通信設備接口芯片的抗沖擊和抗壓能力都較差，一般CMOS電路中受出現了幾十伏的電壓， 就極其容易遭受雷擊。為了避免線路遭受雷擊，應當針對不同類型的設備選用相應的通信信號避雷器，通過對其進行應用，完成相應保護工作[5]。需要研究人員的注意的是，因為避雷器串聯在通信線路中，因此信號避雷器不僅要滿足防雷性能特征，而且還要滿足信號在具體傳輸過程中對網絡性能達到具體要求。在選擇相應的避雷設備時，需要充分考慮防雷性能指標、網絡帶寬、網路性能指標等各項內容，避免避雷設備無法應用。

4.4 等電位聯結

進行等電位連接設置，能夠消除不同接電點可能存在的電位差，從而在發生雷擊時，有效避免由于感應原因導致不同接地點的電壓不同，引起嚴重的發電現象。在建筑設計與施工期間，一般需要依據機房、設備的具體位置情況，設置由共享接地系統引來的總等電位聯結端子板和局部等電位聯結端子板，對引入建筑的技術保護導管、金屬構件與等電位聯結端子進行可靠連接。

4.5 適當屏蔽

在建筑物中進行適當屏蔽的目的是完成對電子設備的合理防護。在智能建筑中一些房間內會存在大量的電設備，這些房間極易遭受雷擊，從而將會導致房建中的線路以及電子設備遭受破壞。針對該情況，應當對含有大量電子設備的房建進行適當屏蔽處理，這樣可以使房間內的儀器處于無干擾環境中。從實際情況來看，屏蔽的有效性受多方面因素的影響，不僅與房間加裝的屏蔽網和儀器金屬外殼的屏蔽體有著直接關系，而且還與電子設備的電源線，以及信號接口防過壓、接地措施有著密切聯系。因此，為了確保非防雷系統的電氣線路在防雷裝置接閃期間不會受到影響，應當采取金屬管完成相應的布線，通過該方式避免雷電反擊過強，同時對各種電磁脈沖也能夠起到一定的屏蔽作用。

此外，對智能家建筑中的電線線路情況進行分析，可以發現，電氣線路主干線通常都集中在高層建筑中心區域，該區的雷電電磁場最弱，應當盡量加大中心區域與引下線主筋位置的距離，通過該方式最大程度縮小干擾范圍。穿線鋼管和線槽等都應與各樓層的等電位聯結板和接地母線相連接，通過該方式，使屏蔽效果達到最佳，降低智能建筑遭受雷擊的幾率。

5 結束語

近幾年，智能建筑弱電系統得到了快速發展，為了確保智能建筑運行的安全性，人們對防雷工程也提出了更高的要求。因此，相關研究人員要對以往的防雷工作經驗進行總結分析，并且依據智能建筑的實際情況，制定一個合理的防雷方案，從而提高智能建筑弱電系統的穩定性。

參考文獻：

[1] 吳斌.“互聯網+”在智能建筑弱電系統及綜合布線中的應用[J].江蘇科技信息，2016（32）：60～62+71.

[2] 邵曉輝.智能建筑弱電系統的應用與發展探析[J].中國新通信，2016（7）：57.

[3] 孫鵬.智能建筑中的弱電系統的應用分析[J].電子技術與軟件工程，2015（23）：248.

[4] 葉偉.智能建筑弱電系統的雷電防護設計[J].門窗，2013（12）：98.

[5] 張虎，李超.智能建筑弱電系統的雷電防護設計[J].智能建筑電氣技術，2011（1）：54～57.