浅谈智能建筑弱电工程防雷接地

肖栋

【摘要】本文首先概述了智能建筑弱电工程防雷接地的必要性，着重分析了智能建筑弱电工程防雷接地的要求，并以实际为出发点对智能建筑弱电工程防雷接地措施进行了探讨。

【关键词】智能建筑，弱电工程，防雷接地

中图分类号：TS958文献标识码： A

一、前言

我国智能建筑弱电工程虽然取得了飞速发展，但依然存在一些问题和不足需要改进，在行业快速发展的新时期，加强对智能建筑弱电工程防雷接地施的分析，对确保智能建筑弱电工程有着重要意义。

二、智能建筑弱电工程防雷接地的必要性

雷电是一种自然放电现象。由于雷电放电电压高、放电时间短，它的产生人类目前无法控制。雷电灾害严重性还表现在波及面广，主要有两个方面的因素，首先积聚大量电荷的雷云有较大的活动范围及其放电过程的辐射范围可覆盖达几十公里的范围，其次地面各种网络的相互渗透、错综复杂，使雷电灾害的范围进一步扩大。

在雷击中心1公里范围内都可能产生危险过电压，损害线路上的设备。随着现代电子技术的蓬勃发展，大量的微电子设备得以在日常工作中应用。由于其元器件的集成度愈来愈高，信息存储量愈来愈大，速度和精度不断提高，但工作电压仅有几伏，信息电流仅有微安级，因而对外界干扰极其敏感，对雷电等电磁脉冲和过电压的承受能力相对脆弱，同时网络广域化又增大了系统受干扰的可能性。当雷电等引起的过电压和伴随的电磁场强度达到某一阀值时，轻则引起系统失灵，重则导致整个电子系统或其元器件永久性损坏。因而，电子系统特别是网络信息系统必须实行雷电过电压防护。鉴于上述原因，在建筑弱电工程中必须考虑防雷接地。

三、智能建筑弱电工程防雷接地的要求

随着大量热钱涌入市场，许多没有经验或经验不足的公司承建的弱电工程项目总会出现一些或大或小的关于防雷接地方面的问题。因此，在进行智能建筑弱电工程建设时，对于防雷接地也必须有一定的要求。智能建筑弱电工程防雷接地的要求，指的就是防雷接地需要考虑到各种安全的问题，最重要的就是各种综合布线接地的要求。在对智能建筑弱电工程防雷接地实施时，应该考虑到雷电可能带来的危害，这是最经常遇见的。防止雷电对设备造成的危害，一般采用的是屏蔽的方法，对智能建筑进行保护。在对相关的电子设备进行防雷保护的时候，还应该注意回流对于电子设备所带来的干扰，全面的考虑各种问题，争取智能建筑弱电工程防雷接地能够做到最好。

四、智能建筑弱电工程防雷接地措施

1、外部防雷

外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防护直击雷，它是防雷技术的主要组成部分。外部防雷主要采用避雷针(避雷网、避雷线和避雷带)和接地装置(接地线、地极)加以保护。防雷接闪器是专门用来接收直接雷击电流的金属物。建筑物的房顶尤其是房顶上较突出的部位(如房角、房脊、女儿墙与房檐等)最易遭受雷击，设置在房顶上的设备与器具是雷击的主要对象。为了有效防止雷击，可采用针网或针带组合接闪器，在房顶最高点和其他次高点多处设置避雷针。避雷网覆盖于房顶，并延伸到女儿墙上，使房顶、墙均在避雷带保护范围之内。该网格与大楼柱内钢筋作电气连接，利用柱内2根以上钢筋作引下线，柱内钢筋与建筑物基础网这个自然接地体连接。另外，圈梁钢筋、楼层钢筋、外墙面所有金属构件也应与引下线连接，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样，不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备，而且还能防止外来的电磁干扰。

2、内部防雷

（一）、电源线路防雷系统

电源线路防雷系统主要是防止雷电波通过电源线路对智能建筑内的计算机及相关设备造成危害。对380V低压线路应进行过电压保护，目的是用分流（限幅）技术即采取高吸收能量的分流设备（避雷器）将雷电过电压（脉冲）能量分流写入大地，达到保护目的。按国家规范应采取分级保护，逐级泄流的原则，我们进行工程设计时应按一下要点配置三级防护措施：

第一级保护：对一、二类防雷建筑物电源的第一级保护应在总计县配电柜前加“一级SPD”，其标称放电电流值In≥80kA，将雷击产生的过电流通过此级电涌保护器瞬间泄放入地，并将瞬间过电压限制在2.5kV一下。

第二级保护：在UPS或分配电柜前加装“二级SPD”，其标称放电电流值In≥40kA，对第一级电涌保护器泄放后的线路电压进一步抑制，使瞬间过电压限制在1.8kV一下，确保一般用电设备的安全。

第三级保护：在重要设备配电系统或工作电源前加装“三级SPD”，其标称放电电流值In≥5kA，在重要设备（如服务器，交换机等）前段安装带惊喜保护盒噪声抑制电路的电涌保护器，降残压进一步限制在0.9kV一下，此外它还具有吸收非雷击导致的操作过电压的作用。

（二）、电设备各信号端口的防雷系统

对于信息通信系统，应分为粗保护和精细保护，粗保护量级根据所属保护区的级别确定，精细保护要根据电子设备的敏感度来确定。根据通信线路（ADSL，ISDN及无线信道等），通信接口（RJ-11，RJ-45等），供电方式（交，直流），工作频率，带宽要求，选择插入损耗小，响应速度快，频带宽、通流量大的电涌保护器，装设在出入建筑物信号线路上。

（三）、等电位联结

建筑物的避雷器引入了强大的电磁场变化，会在相邻的导线(电源线和信号线)上感应出雷电过电压，因此，建筑物的避雷系统在防直击雷的同时，可能对电子设备引入了雷电干扰。一般计算机等电子设备的耐压≤100V，故必须建立等电位联结，通过减小电位差来确保电子设备的安全。等电位联结的目的是当雷电袭击时，使建筑物内部和附近几乎处于等电位，对电子设备及系统和所处建筑物的各导电部分建立电位基本相等的电气联结，以减少各金属部件和各系统之间的电位差。

用导线或过电压保护器将处在防雷区间的防雷装置、电气设备、金属门窗、电梯导轨、各种金属管线和弱电系统的金属器件相互焊接或连接起来，构成统一的导电系统，从而避免接地线之间存在电位差，以消除感应过电压的产生。电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管/槽、屏蔽线缆外层、信号设备防静电接地、安全保护接地和浪涌保护器接地端应以最短的距离与等电位联结网络的接地端子连接。整个建筑物结构的梁、板、柱基础内的钢筋是等电位联结的一部分，应焊接或绑扎成统一的导电系统，连接到综合共用接地装置上。

在建筑物的不同防雷保护区交界处设置总等电位接地端子，每层楼设置楼层等电位接地端子，设备机房或设备间设置局部等电位接地端子。共用接地装置与总等电位接地端子连接，通过接地干线引至楼层等电位接地端子，由此引至设备机房的局部等电位接地端子，局部等电位接地端子再与预留的楼层接地端子连接。防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置，称为共用接地体，其接地电阻值按接入设备中要求的最小值确定。智能化系统采用共用接地装置，当采用建筑物金属体作为接地装置时，接地电阻不应大于1Ω。电子设备相对较少的系统(如消防系统、建筑设备监控系统、扩声系统等)可采用S型结构的等电位联结网(单点接地)。在该结构中所有金属组件就近直接接至机房或楼层的等电位接地端子，不必设专用接地线引至总等电位接地端子。除等电位点外，应与共用接地系统的其他部件足够绝缘。

对于较大的电子信息系统，可采用M型网状结构的等电位联结网，如计算机房、网络系统等，在该结构中所有金属组件不与接地系统的各组件绝缘，M型等电位联结网通过多点组合到共用接地系统中。

五、结束语

智能建筑是电子信息技术与建筑技术相结合的产物。随着我国计算机应用技术的广泛开展，智能建筑内的计算机系统越来越复杂，其防雷要求也越来越高。现代防雷技术强调的是全方位防护，综合治理，层层设防。所以，应把智能建筑的防雷看作一个系统工程，在对建筑物防雷要求进行全面了解的基础上，采取多层及分类保护措施相结合的综合防护措施。

通过智能建筑弱电工程防雷接地的分析，进一步明确了智能建筑弱电工程防雷接地的改善方向，为防雷接地系统的优化完善奠定了坚实的基础，有助于提高智能建筑弱电工程质量。

参考文献

[1]曾益保.电气自动化在智能建筑中的应用[J].消费导刊，2011

[2]吴慎山，李美凤.综合布线系统的电磁兼容性设计[J].低压电器，2011

[3]刘建，赵利平.智能建筑弱电工程防雷接地设计与施工[J].智能建筑，2010

[4]GB50057-2010建筑物防雷设计规范