智能建筑通信网络系统工程接地与防雷技术

文│ 湖北省十堰市科文电脑技术开发有限公司 王德秀

在建筑工程中，通常把电力、照明用的电能称为强电；把用于传播信号、进行信息交换的电能称为弱电。显然，智能建筑通信网络系统工程属于弱电工程范围。

1 接地

建筑弱电系统的接地对于信息传输质量、系统工作稳定性以及设备和人员的安全都具有重要的保障作用。当前通信网络系统普遍采用了计算机技术，因此对接地和抗干扰要求更严格，因为地中电流错综复杂，相互影响，给弱电系统的接地安装技术提出了较高的要求。

多年来建筑内弱电系统的接地问题是分开单独接地还是共同接地，业界一直争论不休，目前趋向于采用共同接地的方式，接地体以采用自然接地体为主。

当自然接地体同时符合三个条件时（接地电阻能满足规定值要求；基础的外表面无绝缘防水层；基础内钢筋必须连接成电气通路，同时形成闭合环，闭合环距地面不小于0.7m），一般不另设人工接地体。

综合楼弱电系统防雷接地方案之一的做法是利用基础钢筋、承台钢筋相连接，作为自然接地体，框架柱钢筋与基础承台钢筋焊接作引下线，再将楼板、梁内钢筋与柱筋焊接，这样就形成了一个具有极小电阻、极小引下线阻抗、立体的法拉第笼和平面的等电位自然防雷网络框架。

另一种方案是以接地分汇接线取代局部等电位网（排），以接地总汇接环取代总等电位母排，其他都与前一种方案相同。

综合楼的地网组成做法采用共同接地方式，其安装要点如下：

接地线、引下线固定点间的距离，水平直线部分一般为1～1.5m，垂直部分为1.5～2m，转弯部分为0.5m；扁钢接地线、引下线搭接长度为扁钢宽度的二倍（当宽度不同时，搭接长度以宽面为准），且最少三面焊接；圆钢接地线、引下线搭接长度为圆钢直径的六倍（当直径不同时，搭接长度以直径大的为准），且二面焊接；明装接地线、引下线在地面以上1.7m长的一段，用角钢或钢管保护；接地装置应采用焊接，当难以避开时，其接地体截面应适当增大，镀层不宜小于 100 μ m。

电子设备接地形式主要有串联式一点接地、并联式一点接地、多点接地、混合式接地（I）和混合式接地（II）等。

二是评级市场不发达带来的局限性。我国的评级市场设立时间晩，造成评级机构少，评级服务行业规模小，评级范围狭窄，评级技术水平不够发达，评级市场服务不完善，评级的信息数据资源库的积累程度低，还没有形成评级的行业规模与行业信誉。

◆ 串联式一点接地形式简单易行，它将接地母线引至总等电位线或接地极，电平最低者应距接地点最近。串联式一点接地形式的缺点在于信号可能会互相干扰，当电平相差较大时，会产生较大干扰；

◆ 并联式一点接地形式的优点是干扰小，缺点在于接地数量多，布线复杂；

◆ 多点接地方式，它将接地母线引至总等电位线或接地极，引至总等电位线或接地极的接地线应采取屏蔽；

◆ 混合式接地（I）形式实质上是串联式一点接地形式与多点接地形式组合；

◆ 混合式接地（II）形式实质上是并联式一点接地形式与多点接地形式组合。

一点接地形式适用于电平相近的各低频电子设备或电路；混合式接地适用于低频与高频之间的电子设备或电路；多点接地形式适用于f>10MHz的高频电子设备和电路。

在接地装置安装完毕后，应测定接地电阻的数值，以确定是否满足设计或相关规程的要求。接地电阻的测量主要是流散电阻（也称冲击接地电阻）测量。冲击接地电阻总是小于工频接地电阻。

测量接地电阻的方法有电流表——电压表法、电桥法、接地电阻测量仪等。目前都采用接地电阻测量仪，操作简单又方便。

防雷装置的接地电阻应考虑在雷雨季节中的土壤干燥状态的影响，各地都规定有不同的季节系数。用所测的接地电阻值乘以季节系数，所得结果即为实测接地电阻值。

2 防雷

防雷工程是一种系统工程，需要将外部防雷装置和内部防雷装置整体考虑，建筑物防雷的六项重要因素即接闪功能、分流影响、均衡电位、屏蔽作用、接地效果和合理布线。

（1）接闪功能指外部防雷装置和内部防雷装置的总功能，即接闪器的效果好坏，建筑物内部会不会产生反击。

（2）分流效果直接取决于引下线数量的多少，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围也小。引下线互相之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高时，引下线很长，应在建筑物的中间部分增加均压环，以减小引下线的电感，它不仅可以分流，还可降低反击电压。

（3）均衡电位指建筑物内的各部位均能构成同一个电位即等电位。若楼内各部位的结构钢筋和各种金属设备及金属管线都能连成统一的导电体，建筑物内部就不会产生不同的电位，就保证了建筑物内部不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，同时对微电子设备防雷电电磁脉冲也有好处。钢筋混凝土结构的建筑物具备做到等电位的条件，因为其内部结构的钢筋大部分是自然搭接或绑扎的。为防雷装置的需要，应再有目的地将接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接，同时将各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接来形成均衡电位，这就使整个建筑物成为良好的等电位体。

（4）屏蔽的主要目的是对建筑物内的各种通信设备、电子计算机、各种微电子计算机、精密仪器和各种微电子设备的防护。对建筑物内部的这些设备，不仅当防雷装置接闪时怕它受到电磁干扰，而且由于它们本身性能的灵敏性，远处空中打雷、雷电波的电磁辐射，甚至其他建筑物接闪传来的电磁波也会对其产生影响。因此，尽量利用钢筋混凝土结构内的顶板、地板、墙面和梁、柱，使其构成一个六面体的网笼，即笼式避雷网，使其达到屏蔽条件。根据结构的不同，其墙内和楼板内的钢筋有疏有密，可按各种设备的不同需要增加网格的密度。良好的屏蔽不仅使等电位和分流影响迎刃而解，对防雷电电磁脉冲也是最有效的措施。

（5）良好的接地效果也是防雷安全的重要保证之一。钢筋混凝土结构的建筑物在符合规范条件时，应利用基础内钢筋作为接地装置。当达不到规范条件或基础包在防水油毡层内，可做周圈式接地装置，但应将周圈式接地体预先埋在基础槽的最外边，接地体靠近基础的钢筋，有利于均衡电位的效果，同时还避免了专门挖深沟的土方量和人工工作量。

木结构建筑和砖混结构建筑必须做独立引下线，并采用独立接地方式；如果土壤电阻率大，使用接地极较多时，也可做周圈式接地。因为周圈式接地冲击阻抗小于独立接地装置的冲击阻抗，有利于改善建筑物内的地电位分布，减少跨步电压。独立接地方式中以钻孔深埋接地极（约4～5m以下）的效果为最好，深孔接地极容易达到地下水位，且能节省接地极的数量。

（6）合理布线是防雷设计的重要因素之一。现代建筑内部都离不开照明、动力、电话、电视和各种微机设备的线路，必须考虑防雷系统与这些管线的关系。当防雷装置接闪时，为了保证这些线路不受影响，首先应该将这些线路穿于金属管内，以保证可靠的屏蔽；其次，这些线路主干线的垂直部分要设置在高层建筑物的中心部位，避免靠近作为引线柱筋的位置，以尽量缩小感应的范围；再次，应注意由室外引来的电源线、电话线、电视共用天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引线做法，防止雷电波侵入。除考虑布线的部位和屏蔽外，还要在需要的线路上加装避雷器、压敏电阻、齐纳二极管等过电压保护器。因此，在室内进行各种布线时，必须与防雷系统整体统一考虑。

在建筑物内部，总体的防雷措施可分为安全隔离距离和等电位连接两大类措施。安全距离指在需要防雷的空间内，两导体之间不会发生危险火花放电的最小距离，即不会发生反击的最小距离。等电位连接的目的是使内部防雷装置所防护的各部分减小或消除雷电流引起的电位差，包括靠近户点的外来导体上也不产生电位差。

防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成。避雷针（带/网）、引下线及接地装置应采取自下而上的施工程序，首先安装接地装置，再安装引下线，最后安装接闪器即避雷针（带/网）。