浅谈智能建筑弱电工程防雷接地

来源:用户上传      作者:

　　【摘 要】随着社会的进步，人们开始对智能建筑弱电工程中的防雷接地开始有了部分了解，本文通过分析我国在防雷接地方面的设计和施工，以供施工技术人员参考，促进该项技术的发展。
　　【关键词】智能建筑；弱电；防雷
　　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。
　　一、智能建筑弱电系统防雷设计的必要性
　　传统的防雷系统为利用接闪器、引下线、法拉第笼及利用基础内接地网进行防雷接地，能对建筑物及其中的人员起到保护。但对由于雷电感应、电磁脉冲、电路浪涌等引起的电子干扰，传统的防雷系统不能有效防止。
　　1、雷电直接击中延伸在建筑物外的供电及通信数据线，雷电感应电流可迅速侵入至建筑物内部。
　　2、城市大型电力电网的切换及大型电力用户的启停而产生的浪涌。
　　3、建筑物内部电气设备（如空调主机、电梯、大功率水泵等）的频繁启停而产生的浪涌。
　　4、供电、通信及数据线路与其连接的其他建筑物或地面被雷击中而传输或感应的电磁脉冲和浪涌电流。
　　5、雷电通过数据线路对设备电流表元件直接的损害。
　　以上5个方面为引起雷电感应，电磁脉冲，造成设备击穿损伤的主要因素，所以建筑物弱电系统的防雷是一个系统工程。设计时，必须全面考虑，将外部防雷及内部防雷作为一个整体来统一考虑。
　　二、防雷接地要求及注意事项
　　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。为了防止雷击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。符合应用设备要求的接地系统也一定满足综合布线接地的要求。埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体称为接地体。从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体称为接地线。接地体和接地线统称为接地装置。在接地装置中，接地电阻表示与大地结合好坏的指标。上列各种接地的接地电阻值必须参照国家标准中的规定。接地就以接地电流易于流动为目标，因此接地电阻越低的电流越容易流动。综合布线的接地希望尽量减少成为干扰原因的电位变动，所以接地电阻越低越好。
　　三、智能建筑弱电系统常用防雷措施
　　具体而言，智能建筑弱电系统常用的防雷措施包括以下几种：
　　1.接地。接地系统分为防雷接地、保护接地、工作接地、直流接地及屏蔽接地等。不同的接地系统满足不同的要求，其中防雷接地相对复杂，问题较多，如处理不当可能会留下严重隐患，甚至会造成巨大经济损失。有些建筑受环境限制，无法将防雷接地与保护接地分開，通常会利用大楼基础钢筋网作为共同接地体，采用统一的接地方法。电源通常采用TN-S系统，在底层变电所对应位置设置总等电位铜排，由总等电位铜排引出各接地。
　　2.等电位连接。在设有弱电设备的室内敷设等电位连接带，其以最短的距离连接各接地端，包括机柜、电气及电子设备的外壳、机架、计算机直流地、防静电地、屏蔽线、保护地、防雷器接地端等，其主要作用是减少各弱电设备之间、弱电设备与建筑物金属构件之间由于雷击所致的电位差；通常采用网型或星型连接结构。
　　3.屏蔽。弱电系统采取可靠的屏蔽措施，主要作用是阻挡或衰减雷击导致的电磁脉冲辐射及各类缆线上的电磁感应，屏蔽措施的主要对象包括建筑物、设备及各种缆线。缆线的屏蔽通常采用屏蔽电缆或穿金属管的方法来实现，注意屏蔽层两端均要可靠接地；此外，一些重要的弱电机房要按照屏蔽机房施工标准进行进地。
　　4.过电压保护。虽然接地、屏蔽等一系列措施均会降低弱电系统的过电压幅值，但是仍然有可能超出设备的承受标准，因此设置过电压限压装置可有效限制侵入的浪涌过电压。
　　四、防雷接地操作
　　1.电源接地
　　合理的屏蔽及良好的接地为减少浪涌通过电压对人身及设备的破坏提供了根本保证。为保证微电子设备免受浪涌过电压的破坏，应根据实际情况在电源系统、天线馈线系统、信号系统和接地系统等4个方面进行具体的设计，加装多级浪涌保护器。根据规范规定，入户为低压架空线路和电缆宜安装三相电压型SPD作为第一级保护，分配电柜线路输出端宜安装限压型SPD作为第二级保护，在电子信息设备电源进线处宜安装限压型SPD或安装串接式限压型SPD，对直流电源的信息设备，视其工作电源需要，选用相适配的直流电源SPD作为末级保护。根据建筑物电子信息系统防雷设计，将雷电电磁脉冲防护等级分为4级，即A、B、C、D级，针对不同级别的雷电电磁脉冲防护等级采用相配套的浪涌保护器进行保护。
　　2.通信线路防雷接地
　　信号系统的SPD的设计原则应考虑设备的通流量、限制电压、传输速度、插入损耗等具体问题。具体设计为：首先，在交换机每个中继线人口处，加装线路浪涌保护器，每线一个。其次，局域网防护：目前，局域网广泛运用于各行各业，由于局域网服务器、终端机、连线之间电缆线路较长，容易因冲击电度，或者可以大幅度减少传热温差，非常有利于较低压力的加热蒸汽源的利用和节能，都能为企业创造更大的效益。
　　3.配线架防雷接地
　　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极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。
　　4.设备防雷接地
　　首先，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。不过连接时必须考虑金属的电化次序，以防止产生腐蚀。
　　其次，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，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。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。
　　最后，信号线。有线电视、监控前端信号采集设备：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。
　　五、结束语
　　在建筑行业蓬勃发展的时代，很多开发商为了追求自己的利益，在智能建筑弱电工程防雷接地技术方面没有足够的重视，使得很多工程在后期的时候总会出现一些关于雷击方面的问题。然而，随着智能建筑弱电工程越来越成为一个被人们重视的工程，因此在智能建筑弱电工程中实施防雷接地的设施是非常重要的。
　　参考文献：
　　[1] 刘建，马月球，黎晓军.智能建筑弱电系统接地连接技术[J].电脑知识与技术（学术交流）.2007（12）
　　[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.2008（20）
　　[3] 曾益保.电气自动化在智能建筑中的应用[J].消费导刊.2009（14）
　　（作者单位：甘肃省陇南市气象局）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14739951.htm