探究智能建筑工程中現代雷電防護技術的應用

梅曉

（1.廣東省建筑科學研究院集團股份有限公司；2.廣東省建設工程質量安全檢測總站有限公司，廣東 廣州 510500）

現代化科學技術不斷向前發展，互聯網技術、電子通信技術、計算機技術以及綜合布線技術更加廣泛地應用在我國社會以及生產生活中，更加現代化的電子信息系統能夠使智能現代化建筑不斷向前發展。據不完全統計，當前智能化現代建筑物中使用以及安裝的各種各樣的電子設備存在電壓低以及不耐受等問題，有一些電子設備如果短時間內過大量電壓，特別是當受到雷擊時，安全性以及穩定性會大幅度下降，電子設備容易被破壞。并且，這些電子設備在防雷電部件工作時，還會存在電子干擾，這些設備本身就具有非常高的靈敏度，因此，即使在很遠的距離外有雷電，設備都會受到輻射導致穩定性降低，甚至其他建筑物也會對設備造成電磁干擾。為了切實解決這一問題，在智能建設工程項目中，要對電子設備開展防護管理工作。

大多數時候，智能建筑工程項目都會在建筑頂端安裝防雷電設備，比如，避雷針以及避雷網等，采用共同接地的手段使建筑物具有防雷電性能，這樣做防雷電的效果較差，雖然看上去滿足了基礎防雷電性能，可以對電子波干擾起到阻斷作用，但是在具體應用階段，仍然會出現非常大的缺陷問題。比如，距離建筑物500m 處的山林里有一個通訊基地，該基地的電纜搭建辦法為架空，架空高度大約為10m，當起落雷電流幅值超過95Ka時，通過相關計算公式能夠求得該線纜瞬間電壓需要保持在30kV 左右，感應電壓沿著電纜傳遞到電力線的兩側，雖然雷電在傳遞過程中電壓以及電流會逐漸減弱，但是因為通訊基地和落雷電之間的距離不大，因此不能不考慮感應電壓，感應電壓以及感應電流會進入基地，對基地中的通訊設備造成破壞，并導致通訊信號終斷。為了解決該問題，相關技術工作人員必須對其予以深入分析，采用各種各樣的防護辦法，防止雷電對電子設備產生損害。

1 智能建筑工程項目對雷電防護的具體要求

智能建筑工程項目類型不一，因此需要采用的雷電防護技術也各不相同。比如，用于建筑物外部的防雷設備主要是直接對雷電進行預防，但是安裝在建筑物內部的防雷設備主要的功能是預防閃電電涌。并且，當建設工程項目在建設施工階段，如果有一些非常重要的設施或者該設施存放的環境受磁場電涌影響而不能滿足雷電防護的實際要求時，就需要選擇電磁手段保護電子設備，可以選用接地手段或者選用電位連接手段防電磁干擾。

從現有試驗結果能夠得出，智能建筑項目防雷手段有兩種，一種為內部防雷，另一種為外部防雷。具體來說，外部防雷需要按照固定的辦法將防雷步驟細致劃分成接地設備以及影像線等，主要應對作用在建筑物上的直擊雷。內部防雷需要按照固定的辦法將防雷步驟細致劃分成科學布線、電位連接以及雷電屏蔽等多個步驟以及方法，切實防止雷電以及電磁干擾。隨著社會不斷發展，建筑工程項目防雷電設計工作也必須嚴格滿足國家相關建設標準以及要求，不僅需要發揮出外部防雷的效果，還要起到內部防雷的作用，切實防止閃電電涌進入建筑物內部。換句話說，在建設工程施工階段，相關技術工作人員需要將建筑物內部防雷裝置的等電位與金屬裝置以及電信系統相連接，使其能夠滿足施工間距的硬性標準。

2 智能建筑工程項目里電子設備防雷的實際特點

從某種角度來說，我國現在有很多行政辦公樓都安裝了多元化電子信息裝置，比如，互聯網專線、視頻監控系統、數據接收系統以及衛星接收系統等，這些系統構成了弱電集體。特別是經濟發達的城市，在智能化工程建設中，均采用我國建筑行業的最高標準，應用更加現代化的智能設備，切實提高建筑項目防雷質量。不管是靜電還是強電，都會對電子設備、電路電壓傳輸信號線以及交直流電系統造成干擾，過電壓也會因此破壞電子系統，因此，相關放雷電技術工作人員需要采取多種手段防止過電壓入侵建筑物。

3 智能建筑工程項目雷電防護技術的應用情況

智能建筑物類型不同，需要采用的雷電防護措施也不同。所以，在建設施工過程中，應當結合建筑物的實際情況和智能化集成系統的類型以及發生雷擊造成的后果嚴重程度大小，選擇合適的雷電防護措施。

3.1 天線系統

大多數建筑物中，都會在建筑物頂端或者屋面上安裝衛星天線裝置，并把該裝置連接到防雷接電裝置上。需要特別注意的是，在將兩種裝置進行連接時，交互點需要高于兩處，當天線比避雷針高時，應當根據建筑實際情況另外加設避雷針，將避雷針同天線系統連接起來，通過這種手段切實發揮天線裝置的雷電防護效果。并且，當建筑物內部需要引入天線時，必須在建筑物內部安裝天饋SQR。

3.2 進出管線和防雷電纜

在項目工程建設施工階段，金屬進出管線以及電纜都需要在進口以及出口處同防雷接地設施相連接，大多數設計工作都會把該裝置同總等電位予以連接。具體來說，進口以及出口位置安裝的電纜金屬外皮應當連接到防雷電接地裝置中，一旦選用架空的方式對電纜進行搭建，在轉口位置就必須設置天饋SQR。從調查結果能夠得出，一旦架空線受到雷擊，則大概率會產生故障，且故障率占總故障率的45%，就算發生雷擊的位置離電纜有非常遠的距離，依舊會有電流流入電纜，所以，在鋪設電纜時，需要選用有屏蔽雷電功能的電纜，或者選擇在線纜外面套一個鋼管的方式鋪設電纜，這樣通過鋼管將電氣同外界予以聯通避免電磁產生干擾。鋼管具有的屏蔽功能和雷電電流產生的極負效應都能夠對傳輸電纜起到保護作用，防止傳輸電纜受到外界干擾。

3.3 電源系統

按照目前雷電新換設備的實際使用情況能夠分析出，約有超過65%的雷電事故是因為供電電路中存在雷電導致的。因此，相關雷電防控技術工作人員必須開展電源系統雷電防護工作，使用多種多樣的方式防止雷電事故的發生。在電源供電系統中，電涌保護器發揮著非常重要的作用，大多數時候，我們會把電涌保護器安裝在防雷區域邊緣，確保各個等電位之間能夠有效連接起來，切實發揮出保護作用，同其他防雷裝置以及方法共同開展。電源系統會結合自身耐能量情況接收能夠允許范圍內的閃電威脅值，并盡可能地將其降低，一直到滿足要求。在保護階段，電涌保護器需要在LPCDF/LPDE位置將雷電流分流，并把其引入地表，然后通過電涌保護器對交界位置剩下的閃電威脅值通過電磁場發生感受效應。

信息設備種類不同、耐受性不同，受到沖擊后產生的電壓額定值也不同。因此，要結合建筑物的實際特點，科學、合理地選用低壓信息設備開展電涌保護工作，突出電源系統的重要地位，結合建筑物的規模大小、所處磁場環境等多種因素，確定電涌防護的具體等級和防護方式。

對于智能建筑物來說，為了提高電子設備的穩定性以及安全性，大多時候會在建筑上安裝三級保護。第一層防護是在建筑內部入戶線接線電源位置安裝能夠循環接地的保護系統，并選擇能夠承受電流量較大的三相避雷器；第二層防護主要利用動力室內部的電源線以及配電盤，搭配并聯式避雷器達到防雷目的；第三層防護是在配電柜進線位置安裝并聯式避雷器，達到三層防護的目的。需要注意，在布置電源控制室內的電纜時，不能沿著墻體鋪設電纜。當有雷電擊向建筑物時，建筑物內部的鋼筋會將強電流傳導，在瞬間建筑物內部磁場即會產生改變，受高脈沖浪涌影響，控制室內部線路會產生強電壓電流，對電子設備造成損壞。并且對于數據傳送線以及信號控制線來說，在連接位置處或者電流流向控制室電路前，應當安裝接地設備，電阻要小于5Ω，綜合接地網電阻需要小于2Ω。

3.4 弱電系統

按照實踐調查情況，我們能夠把智能建筑物電力系統中的弱電分成兩個不同模塊：第一種模塊為：達到我國建筑行業要求的安全電壓等級并符合控制電壓電能相關標準，其中有12V 直流電源、緊急狀態備用電源以及特殊情況照明等；第二種模塊為：能夠對信息元素進行傳導的信息源，比如，手機以及電腦等。對于智能建筑來說，弱電技術也可以發揮非常重要的作用。智能弱電技術重要載體以及主要內容為信息技術，信息技術是智能建筑發揮其基本功能的主要渠道和方式。由此能夠得出，對于弱電系統來說，雷電防護工作屬于系統性工程，該工程涉及的領域以及專業知識非常多，其中有宏觀知識以及微觀知識、建筑內防雷措施以及建筑外防雷措施、天線以及地線、弱電以及強電等，每個項目都需要科學對其進行設計，加強頂層設計。具體來說，經常容易受到雷電入侵的地線屏蔽過電壓需要使用科學的防護方式，有效對其進行管理以及完善，比如，信號傳輸系統以及電源系統等，切實對信號設備發揮出屏蔽作用，科學增設避雷設施，最大程度降低雷電過電壓，切實做到防護全覆蓋并保證經濟效益。

3.5 傳輸網絡

電子設備種類不同，傳輸網絡路徑也存在不同，所以在開展雷電防護工作時，應當使用電磁脈沖對雷電在電子設備中的傳輸路徑開展防護管理工作。具體來說，當出現雷電天氣時，電能直接傳遞到電子設備內部的導線中，并產生非常巨大的感應過電壓，并通過天線以及電源線等直接流入到設備里。當電壓作用于元器件時，會導致元器件損壞；并且雷電會由于電位反擊對導線絕緣材料造成破壞。因此，雷電防護工作人員應當采取多種多樣的方式對電子設備進行保護。（1）把智能建筑內部的各種系統設備同等電位予以連接；（2）選擇金屬管鋪設電纜辦法優化信號傳輸線防雷功能，降低感應效應，最大程度發揮屏蔽作用；（3）屏蔽電子設備機房；（4）按照雷電防護具體需要加裝天饋SQR，限制電子設備中的過電壓值。

4 先進雷電防護技術在建設階段的注意事項

由上文能夠得出，在對雷電防護系統設置時，要根據各個管線的實際位置和各個管線同防護系統關系進行判斷。建筑物內部不能缺少照明、通訊設備、動力裝置以及電視線路，在建筑物內安裝雷電裝置的過程中，需※要保證這些線路不受干擾，所以在實際施工階段，應當使用金屬管直接對這些線路開展穿線工作，確保能夠切實發揮出其屏蔽功能，應當選擇鍍鋅鋼管結合建筑物實際情況予以跨接，確保全部電氣管線相聯通。

動力裝置、照明設備、電視線路以及通訊設備需要安裝在建筑物中心位置，但在安裝過程中，需要注意必須將同引下線主筋之間的距離控制在最小，當有雷電天氣時，電子設備會由于發生感應效應而受到損害，所以在施工過程中，相關設計工作人員需要統一進行安排，考慮到所有情況，不斷優化弱點系統管線，最大程度降低感應范圍。

在安裝建筑物外部電源線以及通訊線路時，不單要保證布線的安全性以及隱秘性，還需要在入戶位置設置避雷器以及防雷器等，以便發生過載情況時能起到保護作用。

在對智能建筑工程項目進行設計時，需要妥善地進行處理，以保證雷電能夠直接傳到地表，保護電子設備和人身安全。大多數情況下，建筑物會安裝地網電源地，同時防雷以及安全保護地需要能夠不受其他干擾獨立運行，有足夠的安全距離防止發生反擊事故危害。因此，必須結合實際情況，科學合理地對各個接地系統間距離進行設計，確保建筑物能夠符合我國相關安全標準，將其予以有效連接。當建設工程現場或者建設工程項目不能直接進行連接時，也能夠選擇地電位連接辦法。

隨著經濟的不斷發展，城市規模也不斷擴大，很多智能建筑工程項目誕生，相關施工水平以及施工工藝水平不斷提高，在這種大環境下，為了切實提升工程的施工質量和施工效率，需要根據更加先進的雷電防護技術，不斷優化以及革新雷電防護系統，切實發揮出雷電防護技術的效果。