智能建筑的几种有效防雷接地技术分析

彭胤

（株洲市气象局湖南株洲412000）

智能建筑的几种有效防雷接地技术分析

彭胤

（株洲市气象局湖南株洲412000）

近些年，我国智能建筑发展迅速，由于其往往高度较高，因此更容易遭到雷电危害。雷电对于智能建筑的危害，不仅仅局限于雷电直击的破坏，同时，还有雷电流产生的巨大变电磁场，都会使建筑物内的金属产生感应电压和感应电流，产生极大危害。根据智能建筑的内容、设备的安全性要求及雷电侵入智能建筑的形式，本文主要对智能建筑防雷技术基本原则进行了阐述，并分析了内部和外部防雷技术，从而为提高人们的生活质量作出了贡献。

智能建筑；防雷技术；接地系统

1 引言

设计完整严密的智能建筑防雷接地系统可以快速的将雷电流泄入大地，实现分流，从而减弱雷电对通讯信号以及电气设备的损坏。从技术方面来看，智能建筑之所以会受到雷电的损害，主要原因是由于设备过于脆弱，硬件设备的防雷布置不完善，且防雷能力比较弱，一旦受到了雷电灾害，就会对智能建筑的安全运营产生极大的影响。

2 智能建筑防雷接地概述

智能建筑防雷接地系统是将建筑物的结构、设备等等依据用户的需求来进行合理的组合，从而为人们提供舒适的生活环境。所以说智能建筑是现代建筑科学技术的集大成之产物。但是，由于智能建筑的使用功能较多，同时对系统的配置要求也相对较高，因此对防雷电系统整体设计要求较高，而雷电产生的同时伴随着电磁场的产生，必须采取相应措施防止电磁场对智能建筑中的电器设备、通讯信号带来干扰，或者使电器设备产生短路现象，严重时还会造成电气设备损坏、烧毁。

3 智能建筑防雷接地的基本原则

雷电灾害形式被分为直击雷、感应雷和雷电波侵入这几种。直击雷是指雷电直接击中线路并经过电器设备入地的雷击过电流，感应雷是指由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压与过电流形成的雷击，现如今很少出现有直击雷造成的灾害，但是感应雷以及雷电波对智能建筑造成的危害却逐渐增加，强大的电磁场所产生的感应雷和脉冲电压可以直接侵入室内的各种微电子设备之中，轻则导致系统失灵，重则导致系统或者零件损坏。因此，为雷电提供一条对地泄放的合理低阻抗路径，而不让雷电随机的选择放电通道至关重要。

干扰源、干扰通道和受扰设备是进行雷电干扰的基础条件。干扰源可以被分为内部干扰源和外部干扰源，内部干扰源直接决定了装置的原理以及质量，而外部干扰源则是受设备的使用条件和外界环境因素的影响而变化，对内部干扰源进行的防护一般被称之为内部防雷或防雷电电磁脉冲，对外部干扰源进行的防护一般被称之为外部防雷。干扰通道被分为传单耦合、公共阻抗耦合和电磁耦合这三种，内部干扰包含了这三种干扰通道，而外部干扰只具有电磁耦合这一种干扰通道。现代防雷保护主要有以下三种保护方式，分别为外部防雷保护、内部防雷保护以及过电压保护。

目前我国规定的建筑物防雷系统设计要求建筑物的防雷系统要包含避雷针、避雷网（带）、混合组成的接闪器、钢筋网与钢屋架、屋面板钢筋等几个部分，并且要根据智能建筑的电气、设备以及重要程度来进行分类保护，从电源线、信号线、数据线等方面进行多级层保护（见图1）。

4 几种有效的防雷接地技术分析

4.1 外部防雷

建筑物的防雷又被称之为外部防雷，一般是对直击雷进行防护。外部防雷多采用避雷针以及接地装置来对建筑物进行保护，采用防雷接闪器来对雷击电流进行接收。由于建筑物的房顶以及房顶上较为突出的部位容易遭受雷击，因此要在房顶上安装避雷装置。智能建筑属于一级负荷，因此，要按照一级防雷建筑物的保护措施来进行防雷设计。为了有效的减少建筑物遭受雷击的可能性，要在房顶覆盖避雷网，并将避雷网延伸到女儿墙上，从而将房顶、墙都笼罩在避雷带的保护范围之内，除此之外，楼层钢筋、圈梁钢筋、外墙面的金属构件也要与引下线相互连接，从而组成一个具有多层屏蔽能力的防雷体系。这样，不仅仅可以有效的防止雷电对建筑物内的设备造成影响，还可以防止建筑物受到外部电磁的干扰。

图1 智能建筑防雷技术构成图

4.2 内部防雷

内部防雷系统主要是在建筑物之内容易受到电压破坏的弱电设备上安装电压保护装置，当设备受到了电压的侵袭时，可以利用过压、分流、箝位等手段来帮助装置快速的泄放电压，从而保护设备的正常运行。当雷电感应使得电涌危及设备时，防护装置瞬间启动，将电涌电流泄流入地，从而将被保护端口的雷击电涌残压箝制在端口可以承受的数量范围之内，从而起到对设备的保护作用。内部防雷系统被分为通信端口信号防雷和供电电源线路防雷这两种方式。

4.2.1 电源线路防雷系统

电源线路防雷系统主要被用来防止雷电波通过电源线路来对智能建筑智能的计算机等设备造成影响，依据相关的防雷工程方案，要以分级保护和逐级泄流为原则。在电源的总进线处要安装放电电流比较大的一级电源防雷器，在重要楼层或者重要设备的进线处要安装二级或者三级电源防雷器。

4.2.2 通电设备各信号端口的防雷系统

由于雷电波可以感应到较高的瞬时冲击能量，因此，要在网络通信的接口处加装防雷保护装置，从而保证网络通信设备可以承受较高能量的瞬时冲击，从而保障网络通信系统得以安全运行。

4.2.3 等电位联结

建筑物上的避雷针中引入了电磁场变化，因此可以在相邻的导线上感应出雷电过电压，所以，在建筑物中的避雷系统防止直击雷的同时，会对电子设备造成雷电干扰，因此，必须要建立等电位联结，通过减小点位差的方式来保证电子设备的安全运行。等电位联结可以使建筑物在遭受雷击时，保证建筑物的内部和外部处于等电位，从而减少建筑物金属部件的点位差。

采用导线或者过电压保护器可以将建筑物内的防雷装置、金属部件、电气设备等连接起来，从而构成一个统一的导电系统，避免接地线之间存在电位差，有效的消除了感应过电压。

整个建筑物结构都是等电位联结的一部分，因此，要将整个建筑物结构绑扎成统一的导电系统，并将其连接到综合的共用接地装置之上。智能化系统要采用同一个接地装置，如果采用建筑物的金属体来作为接地装置时，要保证接地电阻不超过1Ψ。如果接地电阻无法达到规定的要求时，可以选择采用深埋接地体、换土、设置外延接地体或者降阻剂等方式来使接地电阻符合规定。如果接地体所处位置的土壤腐蚀性比较强，则可以采用石墨接地体，并采用耐腐蚀性材料。如果建筑物的电子设备相对比较少，则可以采用S型结构的等电位联结网，这种结构中的金属组件不需要额外设置专用的接地线引。除了等电位点外，还要与共用接地系统的其他部件绝缘。

如果电子信息系统的规模较大，则可以采用M型网状结构的等电位联结网，这种结构中的金属组件不与接地系统中的各组件绝缘，M型等电位联结网通过多点组合到共用接地系统中。

5 结束语

本文通过对智能建筑系统的几种防雷技术的研究，来阐述了雷电对人们所产生的重大危害。防雷与接地工程是一个整体性的工程，只要坚持以科学的态度认真地把握好每个细节，对若干有效防雷接地技术展开分析，控制好每个节点，对智能建筑进行合理化的配置，就能有效抵御雷电或避免雷电所带来的危害，确保智能建筑运行安全。当前我国的建筑行业发展逐步趋向于智能化，随着智能化建筑的不断发展与创新，综合防雷技术在智能建筑中的应用也将越来越广泛。

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[2]李承昊.智能建筑的几种有效防雷接地技术措施[J].科技资讯，2016，14（10）：13～14.

[3]周茂.智能建筑弱电工程防雷接地技术分析[J].智能城市，2015（1）：88～90.

TU856

A

1004-7344（2016）28-0302-02

2016-9-18

彭胤（1985-），女，助理工程师，本科，主要从事防雷检测工作。