淺談智能建筑弱電工程防雷接地

何成

【摘 要】隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們開(kāi)始對(duì)智能建筑弱電工程中的防雷接地開(kāi)始有了部分了解，本文通過(guò)分析我國(guó)在防雷接地方面的設(shè)計(jì)和施工，以供施工技術(shù)人員參考，促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能建筑；弱電；防雷

智能建筑是電子信息技術(shù)與建筑技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的廣泛開(kāi)展，智能建筑內(nèi)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，其防雷要求也越來(lái)越高。現(xiàn)代防雷技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是全方位防護(hù)，綜合治理，層層設(shè)防。所以，應(yīng)把智能建筑的防雷看作一個(gè)系統(tǒng)工程，在對(duì)建筑物防雷要求進(jìn)行全面了解的基礎(chǔ)上，采取多層及分類保護(hù)措施相結(jié)合的綜合防護(hù)措施。

一、智能建筑弱電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)的必要性

傳統(tǒng)的防雷系統(tǒng)為利用接閃器、引下線、法拉第籠及利用基礎(chǔ)內(nèi)接地網(wǎng)進(jìn)行防雷接地，能對(duì)建筑物及其中的人員起到保護(hù)。但對(duì)由于雷電感應(yīng)、電磁脈沖、電路浪涌等引起的電子干擾，傳統(tǒng)的防雷系統(tǒng)不能有效防止。

1、雷電直接擊中延伸在建筑物外的供電及通信數(shù)據(jù)線，雷電感應(yīng)電流可迅速侵入至建筑物內(nèi)部。

2、城市大型電力電網(wǎng)的切換及大型電力用戶的啟停而產(chǎn)生的浪涌。

3、建筑物內(nèi)部電氣設(shè)備（如空調(diào)主機(jī)、電梯、大功率水泵等）的頻繁啟停而產(chǎn)生的浪涌。

4、供電、通信及數(shù)據(jù)線路與其連接的其他建筑物或地面被雷擊中而傳輸或感應(yīng)的電磁脈沖和浪涌電流。

5、雷電通過(guò)數(shù)據(jù)線路對(duì)設(shè)備電流表元件直接的損害。

以上5個(gè)方面為引起雷電感應(yīng)，電磁脈沖，造成設(shè)備擊穿損傷的主要因素，所以建筑物弱電系統(tǒng)的防雷是一個(gè)系統(tǒng)工程。設(shè)計(jì)時(shí)，必須全面考慮，將外部防雷及內(nèi)部防雷作為一個(gè)整體來(lái)統(tǒng)一考慮。

二、防雷接地要求及注意事項(xiàng)

機(jī)房或設(shè)備間的接地，按其不同的作用分為直流工作接地、交流工作接地、安全保護(hù)接地。為了防止雷擊的危害而進(jìn)行的接地，叫做防雷保護(hù)接地；為了防止可能產(chǎn)生聚集靜電荷而對(duì)用電設(shè)備等所進(jìn)行的接地，叫做防靜電接地；為了實(shí)現(xiàn)屏蔽作用而進(jìn)行的接地，叫做屏蔽接地或隔離接地。智能建筑弱電工程綜合布線接地要與設(shè)備間、配線間放置的應(yīng)用設(shè)備接地系統(tǒng)一并考慮。符合應(yīng)用設(shè)備要求的接地系統(tǒng)也一定滿足綜合布線接地的要求。埋入土壤中或混凝土基礎(chǔ)中作散流用的導(dǎo)體稱為接地體。從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導(dǎo)體稱為接地線。接地體和接地線統(tǒng)稱為接地裝置。在接地裝置中，接地電阻表示與大地結(jié)合好壞的指標(biāo)。上列各種接地的接地電阻值必須參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。接地就以接地電流易于流動(dòng)為目標(biāo)，因此接地電阻越低的電流越容易流動(dòng)。綜合布線的接地希望盡量減少成為干擾原因的電位變動(dòng)，所以接地電阻越低越好。

三、智能建筑弱電系統(tǒng)常用防雷措施

具體而言，智能建筑弱電系統(tǒng)常用的防雷措施包括以下幾種：

1.接地。接地系統(tǒng)分為防雷接地、保護(hù)接地、工作接地、直流接地及屏蔽接地等。不同的接地系統(tǒng)滿足不同的要求，其中防雷接地相對(duì)復(fù)雜，問(wèn)題較多，如處理不當(dāng)可能會(huì)留下嚴(yán)重隱患，甚至?xí)斐删薮蠼?jīng)濟(jì)損失。有些建筑受環(huán)境限制，無(wú)法將防雷接地與保護(hù)接地分開(kāi)，通常會(huì)利用大樓基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)作為共同接地體，采用統(tǒng)一的接地方法。電源通常采用TN-S系統(tǒng)，在底層變電所對(duì)應(yīng)位置設(shè)置總等電位銅排，由總等電位銅排引出各接地。

2.等電位連接。在設(shè)有弱電設(shè)備的室內(nèi)敷設(shè)等電位連接帶，其以最短的距離連接各接地端，包括機(jī)柜、電氣及電子設(shè)備的外殼、機(jī)架、計(jì)算機(jī)直流地、防靜電地、屏蔽線、保護(hù)地、防雷器接地端等，其主要作用是減少各弱電設(shè)備之間、弱電設(shè)備與建筑物金屬構(gòu)件之間由于雷擊所致的電位差；通常采用網(wǎng)型或星型連接結(jié)構(gòu)。

3.屏蔽。弱電系統(tǒng)采取可靠的屏蔽措施，主要作用是阻擋或衰減雷擊導(dǎo)致的電磁脈沖輻射及各類纜線上的電磁感應(yīng)，屏蔽措施的主要對(duì)象包括建筑物、設(shè)備及各種纜線。纜線的屏蔽通常采用屏蔽電纜或穿金屬管的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，注意屏蔽層兩端均要可靠接地；此外，一些重要的弱電機(jī)房要按照屏蔽機(jī)房施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)地。

4.過(guò)電壓保護(hù)。雖然接地、屏蔽等一系列措施均會(huì)降低弱電系統(tǒng)的過(guò)電壓幅值，但是仍然有可能超出設(shè)備的承受標(biāo)準(zhǔn)，因此設(shè)置過(guò)電壓限壓裝置可有效限制侵入的浪涌過(guò)電壓。

四、防雷接地操作

1.電源接地

合理的屏蔽及良好的接地為減少浪涌通過(guò)電壓對(duì)人身及設(shè)備的破壞提供了根本保證。為保證微電子設(shè)備免受浪涌過(guò)電壓的破壞，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況在電源系統(tǒng)、天線饋線系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)和接地系統(tǒng)等4個(gè)方面進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，加裝多級(jí)浪涌保護(hù)器。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，入戶為低壓架空線路和電纜宜安裝三相電壓型SPD作為第一級(jí)保護(hù)，分配電柜線路輸出端宜安裝限壓型SPD作為第二級(jí)保護(hù)，在電子信息設(shè)備電源進(jìn)線處宜安裝限壓型SPD或安裝串接式限壓型SPD，對(duì)直流電源的信息設(shè)備，視其工作電源需要，選用相適配的直流電源SPD作為末級(jí)保護(hù)。根據(jù)建筑物電子信息系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)，將雷電電磁脈沖防護(hù)等級(jí)分為4級(jí)，即A、B、C、D級(jí)，針對(duì)不同級(jí)別的雷電電磁脈沖防護(hù)等級(jí)采用相配套的浪涌保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)。

2.通信線路防雷接地

信號(hào)系統(tǒng)的SPD的設(shè)計(jì)原則應(yīng)考慮設(shè)備的通流量、限制電壓、傳輸速度、插入損耗等具體問(wèn)題。具體設(shè)計(jì)為：首先，在交換機(jī)每個(gè)中繼線人口處，加裝線路浪涌保護(hù)器，每線一個(gè)。其次，局域網(wǎng)防護(hù)：目前，局域網(wǎng)廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)，由于局域網(wǎng)服務(wù)器、終端機(jī)、連線之間電纜線路較長(zhǎng)，容易因沖擊電度，或者可以大幅度減少傳熱溫差，非常有利于較低壓力的加熱蒸汽源的利用和節(jié)能，都能為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。

3.配線架防雷接地

每個(gè)樓層配線架接地端子應(yīng)當(dāng)可靠地接到配線間的接地裝置上。從樓層配線架至接地極接地導(dǎo)線的直流電阻不得超過(guò)1Ω，并且要永久性地保持其連通。每個(gè)樓層配線架（柜）應(yīng)該并聯(lián)連接到接地極上，不應(yīng)串聯(lián)。如果應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)有多個(gè)不同的接地裝置，這些接地極應(yīng)該相互連接，以減小接地裝置之間的電位差。布線的金屬線槽或金屬管應(yīng)該接地，以減少阻抗。

4.設(shè)備防雷接地

首先，金屬構(gòu)件。將防護(hù)區(qū)域內(nèi)所有金屬構(gòu)件連接是出于增加分流途徑和均衡途徑，使雷電電磁脈沖的作用減弱，使均衡電壓更低，并使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)趨于防護(hù)的優(yōu)化。不過(guò)連接時(shí)必須考慮金屬的電化次序，以防止產(chǎn)生腐蝕。

其次，電源線。利用屏蔽接地引入的方式將衰減70% 的雷電流能量引入后第一級(jí)防護(hù)必須考慮使用放電能力強(qiáng)的防雷器，為在此產(chǎn)生的雷電流較強(qiáng)。在通過(guò)單獨(dú)供電時(shí)由于布線與接閃鐵塔可能平行，由此而耦合進(jìn)的能量只要用過(guò)電壓保護(hù)器對(duì)地進(jìn)行限壓即可。電源防護(hù)：在機(jī)房弱電配電輸出端安裝電源避雷器；在機(jī)房UPS 輸入端安裝電源避雷器；在機(jī)房弱電井道處安裝電源避雷器；在電梯機(jī)房電源進(jìn)線處安裝電源避雷器。

最后，信號(hào)線。有線電視、監(jiān)控前端信號(hào)采集設(shè)備：在室內(nèi)監(jiān)控機(jī)房的視頻線進(jìn)線端安裝信號(hào)避雷器；在室內(nèi)監(jiān)控機(jī)房的控制線進(jìn)線端安裝信號(hào)避雷器；在室外不帶云臺(tái)攝像機(jī)處安裝組合信號(hào)避雷器；在室外帶云臺(tái)攝像機(jī)處安裝組合信號(hào)避雷器；在室內(nèi)有線電視信號(hào)線進(jìn)線處安裝信號(hào)避雷器；在室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)線進(jìn)線處安裝信號(hào)避雷器；在消控系統(tǒng)集中報(bào)警控制器輸出端和區(qū)域報(bào)警控制器輸入端分別安裝信號(hào)避雷器。

五、結(jié)束語(yǔ)

在建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展的時(shí)代，很多開(kāi)發(fā)商為了追求自己的利益，在智能建筑弱電工程防雷接地技術(shù)方面沒(méi)有足夠的重視，使得很多工程在后期的時(shí)候總會(huì)出現(xiàn)一些關(guān)于雷擊方面的問(wèn)題。然而，隨著智能建筑弱電工程越來(lái)越成為一個(gè)被人們重視的工程，因此在智能建筑弱電工程中實(shí)施防雷接地的設(shè)施是非常重要的。

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（作者單位：甘肅省隴南市氣象局）