雷電防護技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用

黃雷 伍肇雄

摘 要：隨著科學技術(shù)水平的快速發(fā)展，雷電對智能建筑物的危害程度逐漸加深，在造成巨大經(jīng)濟損失的同時，還會危機生命，嚴重影響著人們?nèi)粘Ｉ畹倪M行。本文分別從智能建筑物外部防雷和內(nèi)部防雷兩個方面對雷電防護技術(shù)在智能建筑物的應(yīng)用進行了分析，以確保建筑物和人們生命財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：外部防雷；內(nèi)部防雷；智能建筑；應(yīng)用

雷電在雷暴中產(chǎn)生，而雷暴天氣在形成的過程中往往需要伴隨強對流天氣，是由大氣環(huán)流和當?shù)貧庀笠蛩毓餐瑳Q定。雷暴是積雨云中云與云之間或者云與大地之間產(chǎn)生的一種放電現(xiàn)象，同時伴有火花放電，一旦有巨大的電流通過時，會使空氣急速膨脹進而產(chǎn)生巨大的響聲，也是人們熟悉的雷電。雷電是一種破壞力極大的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生的電壓高達數(shù)百萬伏，瞬間電流則達到數(shù)十萬安培。全世界每年因雷電災害造成的損失巨大，因此雷電災害已經(jīng)成為聯(lián)合國公布的十種最嚴重的自然災害之一。近些年來，智能建筑物如雨后春筍般開始大量涌現(xiàn)，智能建筑物內(nèi)包含有很多微電子設(shè)備、計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，自身的耐低壓和防干擾的能力都相對較低，很容易受到雷電的危害。雷擊發(fā)生時，雷電中的強雷電流將會通過電話線、金屬管道、輸電電纜、通信線纜等進入到室內(nèi)，電磁感應(yīng)現(xiàn)象則會危害計算機網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制系統(tǒng)以及通訊設(shè)備等的安全。為了確保智能建筑物安全，做好雷電防護刻不容緩。

1 智能建筑物外部防雷設(shè)計

1.1 接閃器

為了確保智能建筑物內(nèi)部設(shè)備安全，智能建筑物外部主要是通過雷電接閃系統(tǒng)來預防直接雷擊。接閃器是由接閃帶（線）、接閃網(wǎng)、接閃桿、金屬構(gòu)件和金屬屋面等組成。接閃桿可以將雷電中的雷電流引向自身而確保保護區(qū)內(nèi)保護對象安全，為了避免保護對象遭受雷擊，應(yīng)保證接閃桿的高度適宜，接閃桿高度增加后，自身遭受雷擊的概率也會提升。在防護直擊雷時盡量選用接閃網(wǎng)或接閃帶，采用接閃桿時應(yīng)選用短針多針保護，以降低被雷電擊中的概率。當前，具有氣隙放電、降低阻抗限流等的接閃桿得到了應(yīng)用，可以有效減少地電位反擊和二次感應(yīng)雷擊的危害。應(yīng)始終確保建筑物頂部的金屬設(shè)備和金屬構(gòu)件均在避雷裝置的保護范圍內(nèi)，若不在，應(yīng)對接閃器進行等電位連接；應(yīng)保證被保護設(shè)備與避雷裝置間的距離在規(guī)定范圍內(nèi)；若智能建筑物是第二、三類防雷建筑物，可以直接選用金屬屋面作為接閃器；若屋面的鋼板厚度不足0.5mm，應(yīng)新增其它防雷裝置。

1.2 引下線

連接接閃器與接地裝置間的金屬導體是引下線，其作用是將接閃器接閃的雷電流安全的引導入地。引下線直徑和數(shù)量直接對雷電流分流效果產(chǎn)生影響，引下線數(shù)量越多，通過每根引下線上的電流就會減少，引下線之間的感應(yīng)范圍和強度均會降低。為了降低雷電對智能建筑物的危害，在確保引下線間距同規(guī)定要求相符的基礎(chǔ)上，可以適當增加引下線數(shù)量。若智能建筑物是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以選擇鋼筋作為引下線，在節(jié)約資源的同時，還能提升防雷效果。可以選擇智能建筑物內(nèi)的鋼筋、鋼梁、鋼柱等金屬構(gòu)件或幕墻的金屬立柱作為引下線，應(yīng)保證各個部件間的電氣連通。

1.3 接地

不管是何種類型的建筑物，接地設(shè)計在供電系統(tǒng)中均占據(jù)重要地位，直接對供電系統(tǒng)的安全性和可靠性產(chǎn)生影響。智能建筑物內(nèi)部安裝有很多自動化設(shè)備，在電源和接地中應(yīng)考慮電磁兼容和過電壓保護。接地系統(tǒng)的主要作用是將雷電中的雷電流泄放進入大地。接地主要有共用接地和獨立接地，后者不利于過電壓保護。接地裝置的設(shè)計應(yīng)優(yōu)先選用建筑物自然接地體，一旦建筑物自然接地體達不到要求應(yīng)增設(shè)人工接地體。當前，人們大都選用共用接地系統(tǒng)，也就是將防雷接地、電源工作接地、電子設(shè)備信號接地及各種裝置的外殼均接入到建筑物基礎(chǔ)或室外接地裝置上。假如在弱電設(shè)備處不存在共用接地，應(yīng)單獨設(shè)置接地體。

2 智能建筑物內(nèi)部防雷設(shè)計

除了做好智能建筑物外部防雷外，還要做好內(nèi)部防雷。內(nèi)部防雷主要包括有防雷電感應(yīng)、防雷電反擊、防雷電高電位入侵。智能建筑物內(nèi)部防雷技術(shù)主要有：屏蔽、等電位連接、合理布線和安裝浪涌保護器。

2.1 屏蔽

在智能建筑物雷電防護中，屏蔽也是重要的防雷技術(shù)之一。對智能建筑物的電氣線路和電子設(shè)備進行合理屏蔽可以有效防止雷電電磁干擾。通常情況下，建筑物內(nèi)的電氣主干線大都是沿著建筑物的電氣豎井進行敷設(shè)，應(yīng)盡量遠離引下線主筋位置。做好穿線鋼管、金屬線槽與各樓層等電位連接板、接地母線之間的連接。做好配電線路、配電設(shè)備等的防雷電波侵入，線路穿管配電盤后應(yīng)穿鋼管，分別將鋼管兩端與配電盤外殼和用電設(shè)備外殼相連，并與最近的建筑物鋼筋連接。將過電壓保護器設(shè)置在配電盤內(nèi)的開關(guān)電源和外殼之間。

2.2 等電位連接

等電位連接是確保建筑物內(nèi)各個部位的電位相等，避免建筑物內(nèi)產(chǎn)生反擊電壓和危害人身安全的接觸電壓，同時還有能效避免雷電電磁脈沖?？梢赃x用建筑物內(nèi)部或其上的金屬部件進行連接，組成網(wǎng)格狀的低阻抗等電位連接網(wǎng)絡(luò)，并與接地裝置構(gòu)成接地系統(tǒng)。將建筑物的接閃裝置分別與梁、板、柱和基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋進行可靠的焊接，將建筑物內(nèi)各種設(shè)備金屬外殼和金屬管線進行焊接，確保建筑內(nèi)各個部件的等電位連接良好。

2.3 合理布線

為了增強智能建筑物的屏蔽可靠性水平，對電線進行穿金屬管引入；在智能建筑物中心處布置主干線的垂直部分，還要確保主干線同引下線之間的距離符合規(guī)范要求，若管線線路過長，應(yīng)分別做好線路兩端的接地；做好天線線路和電源線路的引入；布置電子信息系統(tǒng)線纜時，盡量減少因線纜自身形成的電磁感應(yīng)環(huán)路面積；將壓敏電阻和避雷器等裝置分別安裝在重要線路上，以提升防雷效果。

2.4 電涌保護器

電涌保護器的主要作用是在等電位系統(tǒng)中連接被保護系統(tǒng)，確保設(shè)備各個端口的電位相等，將雷電中的雷電流泄放到大地中，降低設(shè)備端口的電位差，以確保設(shè)備安全。智能建筑物中需要安裝多級浪涌保護器。分別在智能建筑物總配電連接箱和分配電柜內(nèi)安裝浪涌保護器，作為第一級雷電防護；在信息機房和各類控制室的配電柜內(nèi)安裝浪涌保護器，作為第二級雷電防護；在特殊保護儀設(shè)備終端處安裝浪涌保護器，作為第三級雷電防護。應(yīng)保證連接浪涌保護器和等電位連接的導線盡可能短且直，以不高于1m為宜。安裝浪涌保護器時需多級配合，若存在續(xù)流，應(yīng)在線路中串聯(lián)退耦裝置。

3 結(jié)論

智能建筑物在社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，而雷電防護則是一個系統(tǒng)性工程，在確保智能建筑物安全中占據(jù)主導地位。隨著人們生活水平的增強，建筑物內(nèi)的電子設(shè)備越來越多，對雷電防護也提出了更高的要求，防雷人員應(yīng)充分考慮智能建筑物雷擊環(huán)境，嚴格按照防雷技術(shù)要求進行，確保智能建筑物防雷工作不斷得到完善。

參考文獻

[1]何春永.現(xiàn)代智能建筑的雷電防護技術(shù)及發(fā)展前景研究[J].科技信息，2011（19）.

[2]瞿明，萬瑞霞.智能建筑雷電防護技術(shù)的應(yīng)用研究[J].智能建筑與城市信息，2015，（04）：89-91.

[3]謝力.現(xiàn)代建筑內(nèi)的電子信息系統(tǒng)的雷電防護[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（16）：124-125.

作者簡介

黃雷（1991-），男，漢族，江西省高安市人，本科，助理工程師，從事雷電防御工作。