智能建筑弱电工程防雷接地技术分析

周 茂

智能建筑弱电工程防雷接地技术分析

周 茂

雷电是一种强烈的大气放电现象，是威胁人类生命及财产安全的一种自然灾害，给人们的生产和生活带来了巨大的损失。防雷保护问题一直是电气工程中必须考虑的主要问题，随着现代电气和信息智能化趋势的迅猛发展，这一问题的重要性正日趋显著。文章较深入地探讨了智能建筑弱电工程防雷接地设计和施工，供相关建筑商及技术人员参考。

智能建筑；弱电工程；防雷接地

智能建筑机房或设备间的接地，按其不同的作用分为直流工作接地、交流工作接地、安全保护接地。为了防止雷电的危害而进行的接地，叫做防雷保护接地；为了防止可能产生聚集静电荷而对用电设备等所进行的接地，叫做防静电接地；为了实现屏蔽作用而进行的接地，叫做屏蔽接地或隔离接地。智能建筑弱电工程综合布线接地要与设备间、配线间放置的应用设备接地系统一并考虑。

1　电缆接地

在建筑物入口区，高层建筑物的每个楼层配线间，以及每个二级交接间都应设置接地装置，并且建筑物的入口区的接地装置必须位于保护器处或尽量接近保护器。干线电缆的屏蔽层必须用4 mm2多股铜线焊接到干线所过的配线间或二级交换间的接地装置上，而且干线电缆的屏蔽层必须保持连续。建筑物引入电缆的屏蔽层必须焊接到建筑物入口区的接地装置上。各配线间或二级交接间的接地线应用一根多股铜芯接地母线焊起来，再接到接地体。接地用线应尽可能位于建筑物的中心部位。面积比较大的配线间、设备间放置的应用设备又比较多，接地线这应采取格栅方式，尽可能使配线间或设备间内等电位。非屏蔽干线电缆应放在金属线槽或金属管内。金属线槽（管）接头应连接牢固，保持电气连通，所经过的配线间用6 mm2辫式铜带连接到接地装置上。接地电阻值应根据应用系统的设备接地要求来定。通常，电阻值不宜大于1Ω。当综合布线连接的应用设备或邻近有强电磁场干扰，而对接地电阻提出更高的要求时，应取其中的最小值作为设计依据。

2　配线架（柜）接地

每个楼层配线架接地端子应当可靠地接到配线间的接地装置上。从楼层配线架至接地及接地导线的直流电阻不得超过1Ω，并且要永久性地保持其连通。每个楼层配线架（柜）应该并联连接到接地极上，不应串联。如果应用系统内有多个不同的接地装置，这些接地极应该相互连接，以减小接地装置之间的电位差。布线的金属线槽或金属管应该接地，以减少阻抗。

3　接地体连接电缆的要求

在距接地体30 m以内，接地导线用直径为4 mm的外包绝缘套的多股铜线缆。若距接地体超过30 m时，接地电缆的直径应按有关规定选取。配线间中的每个配线架（柜）均要可靠地接到配线架（柜）的接地排上，其接地导线应大于2.5 mm2，接地电阻要小于1Ω。

4　弱电专用接地系统组成

4.1接地线

地线网由矩形铜（40×4）排连接成。走线方向按大楼的布线系统。各需要防静电干扰的仪器设备通过铜芯导线与网可靠的连接，使整个系统形成一个独立的防静电抗干扰体系。

4.2接地体

人工接地体可采用钢管、圆钢、角钢、扁钢等制成。同时，为了增加其导电性、提高其防腐能力，可采用外表镀锌材料。

①接地体长度为2.5 m镀锌角钢（45×45）数量3根。

②垂直做水平或耙形埋设。

③角钢间距为2.5～3 m。

④埋设深度≥0.6 m。

⑤垂直接地体可用镀锌扁钢焊接而连成一体，接地体引出线与地线网若做锣钉连接需牢固可靠，接点作防腐处理。

⑥为了增加接地体的导电性，可对接地体的封环境进行降阻处理。可用石灰、盐、水、木碳酸、金属屑等材料按比例配制进行浇灌。

4.3防静电、抗干扰接地方案

①在建筑结构四周设置四个接地体。

②在每个接地体与地网线相连处设置一个检测点。

③四个接地体与地线网可靠连接，使整个接地系统连成一个系统网。

4.4抗干扰地线

抗干扰地线是设备系统的低电平信号，同时为了安全起见，需设置一条安全地线，以防外壳感应电对人体的伤害，但要注意其接线方法：

①内壳与外壳用金属件连成一体，外壳与接地体用金属件连接，须可靠耐用。

②抗干扰信号地、包括屏蔽线须单独与接地体相连。

5　 弱电接地系统建议采用联合接地

现代的城市建筑物都是钢筋混凝土或金属结构，只要将建筑物的基础、柱、梁内的钢筋通过焊接或绑扎，就能形成多个闭合的电气通路；由于建筑结构中的钢筋或金属件很多，彼此又非常接近，因此形成一个完善的法拉第笼，在这个笼内的电气线路和设备不会因外界的雷电流而造成危险的电位。当雷电直接击到作为接闪器的建筑物的顶部金属件或钢筋网时，击电流经过建筑物外围柱内的钢筋或金属柱向下流入大地，并在建筑物的表面形成电气屏幕。当冲击电流流向建筑物中心时，被由屏幕在闭合金属导电框架中产生的感应电流所抑制，电气屏幕所产生的感应电压降将伴生一个围绕整个建筑物的磁场，这个磁场包围着建筑物内部的其他垂直导体，并在每个柱子的顶部和底部感应出等量的电压，因此电气屏幕上任何一个垂直导体与建筑物内部的垂直导体的电位差很小，不会超过不允许的接触电压，因此建立安全的法拉第笼是防雷的最好措施；而现代城市建筑本身在建筑设计时就是设计的这样一个安全的法拉第笼。

为了防止雷电反击，所以与防雷接地网进行多点连接，为了减少干扰，尽可能消除各接地点间的电位差，应做到以下几点：

①电源设备的中性线要用绝缘线，不应与其他金属设备接触；

②弱电设备接地环采用120 mm×0.35 mm或80 mm× 0.35 mm铜箔；

③接地线采用最短路径，并用截面足够的铜导体；

④防雷接地环与弱电设备接地环多点连接，使电子设备在雷击时处于等电位，同时可以减少跨步电压和接触电压；

⑤屏蔽线对电缆和同轴电缆的屏蔽层都采用两端接地。

6　设备接地

应该说明的是，防雷工程不能阻止雷电发生，只能将由雷电引起的危害降低到最低程度。

①金属构件：将防护区域内所有金属构件连接是出于增加分流途径和均衡途径，使雷电电磁脉冲的作用减弱，使均衡电压更低，并使系统结构趋于防护的优化。

②电源线：利用屏蔽接地引入的方式将衰减70%的雷电流能量引入后第一级防护必须考虑使用放电能力强的防雷器，因为在此产生的雷电流较强。在通过单独供电时由于布线与接闪铁塔可能平行，由此而耦合进的能量只要用过电压保护器对地进行限压即可。

③末端信号传输、控制、处理设备：设备防感应雷、防浪涌保护系统是围绕着以设备为保护目标的一种安全防范措施，它对系统的安全、稳定运行起着至关重要的作用。防雷仅为抗浪涌保护功能中的一小部分，绝大部分的工作在于防止大楼整体供电系统中的多种浪涌现象、高频现象、非谐波现象的产生和缓解以上现象对设备的干扰，通过地线系统释放多余的不符合运行标准的残余电流、电压、频率。在进入机房的市电配线柜里安装雷电浪涌保护器，对机房所有用电设备予与第一级防雷防浪涌保护，在机房区UPS电源处安装雷电浪涌保护器予以二级防浪涌保护，并建议对几台最重要的弱电设备以予三级防浪涌保护。

④前端信号采集设备：在室内监控机房的视频线进线端安装信号避雷器；在室内监控机房的控制线进线端安装信号避雷器；在室外不带云台摄像机处安装组合信号避雷器；在室外带云台摄像机处安装组合信号避雷器；在室内有线电视信号线进线处安装信号避雷器；在室内网络信号线进线处安装信号避雷器；在消控系统集中报警控制器输出端和区域报警控制器输入端分别安装信号避雷器。

⑤电源防护：在机房弱电配电输出端安装电源避雷器；在机房UPS输入端安装电源避雷器；在机房弱电井道处安装电源避雷器；在电梯机房电源进线处安装电源避雷器。

［1］ 边春瑛. 浅谈智能建筑弱电工程防雷接地 ［J］. 城市建设理论研究（电子版），2013（10）.

龙元建设股份有限公司 江苏苏州 215011

Analysis on lightning protection and grounding technology of intelligent building light current engineering

Zhou Mao

Lightning is a strong atmospheric discharge phenomenon，which is a kind of natural disaster，threatening human's life and property safety. It has brought great loss to people's work and life. The problem of lightning protection has always been a major problem in electrical engineering. Along with the rapid development of modern electrical and information intelligence，the problem is becoming more and more important. This paper discussed design and construction of lightning protection and grounding for the light current engineering of the intelligent building，providing reference to builders and the technical personnel.

intelligent building；light current engineering；lightning protection and grounding

TU856

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