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摘要：随着信息技术的高速发展, 由模拟通信转变到数字通信, 大量的先进通信设备投入使用。在一个大楼内的各类机房也愈来愈多, 各机房、各设备之间的电磁兼容性( ——这类矛盾的最有效也是最基本的措施。本文探讨了智能建筑弱电工程防雷接地。
关键词：智能建筑；弱电工程；防雷；接地
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
现代电子技术的蓬勃发展, 大量的微电子设备(系统) 得以在工业控制中应用和联网。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(设备) 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(误动、信息丢失、特性变坏、运行不稳定等) , 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(设备) 特别是网络信息系统(设备) 必须实行雷电过电压防护。鉴于上述原因, 在智能建筑弱电工程中必须考虑过电压防护。
一、智能建筑弱电系统防雷的必要性
传统的防雷系统为利用避雷针、屋顶接闪器、法拉弟笼及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、静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、智能建筑弱电工程防雷接地
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。智能建筑多属于一级负荷, 应按一级防雷建筑物的保护措施设计。为了有效防止雷击, 应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钢筋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
内部防雷系统主要是对建筑物内易受过电压破坏的弱电设备加装过电压保护装置, 在设备受到过电压侵袭时, 利用过压分流箝位等手段保护装置快速泄放能量, 从而保护设备免受损坏。过压分流箝位的原理是在可能传导感应雷击电磁脉冲电涌的信号传输线端口和电源线端口并联或串联过电压防护装置。一旦由于雷电感应使电涌达到危及设备的阈值时, 防护装置瞬间响应, 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所能承受的数量级上,起到保护设备、减免雷害的作用。内部防雷分为弱电系统供电电源线路防雷和弱电设备通信端口信号防雷。
（1）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。依照有关防雷工程试行草案, 应采取分级保护、逐级泄流的原则。在电源的总进线处安装放电电流较大的一级电源防雷器, 即B 类过电压保护器; 在重要楼层或重要设备电源的进线处加装二级( C 类)或三级( D 类)电源防雷器。
（2）电设备各信号端口的防雷系统
由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量, 因此要求网络通信设备能够承受较高
能量的瞬时冲击, 并在网络通信接口处加装防雷保护装置, 以确保网络通信系统的安全运行。
（3）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≤100 V, 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處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1 Ω。当接地电阻不能达到要求时, 可采用深埋接地体、设置外延接地体、换土、在接地体周围添加经环保部门认可的降阻剂或其他新技术和新材料等措施。当接地体难以避开污水排放和土壤腐蚀性强的地点时, 垂直接地体应采用石墨接地体, 水平接地体应选用耐腐蚀性材料。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。
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。
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)
关键词：智能建筑；弱电工程；防雷；接地
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
现代电子技术的蓬勃发展, 大量的微电子设备(系统) 得以在工业控制中应用和联网。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(设备) 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(误动、信息丢失、特性变坏、运行不稳定等) , 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(设备) 特别是网络信息系统(设备) 必须实行雷电过电压防护。鉴于上述原因, 在智能建筑弱电工程中必须考虑过电压防护。
一、智能建筑弱电系统防雷的必要性
传统的防雷系统为利用避雷针、屋顶接闪器、法拉弟笼及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、静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、智能建筑弱电工程防雷接地
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。智能建筑多属于一级负荷, 应按一级防雷建筑物的保护措施设计。为了有效防止雷击, 应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钢筋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
内部防雷系统主要是对建筑物内易受过电压破坏的弱电设备加装过电压保护装置, 在设备受到过电压侵袭时, 利用过压分流箝位等手段保护装置快速泄放能量, 从而保护设备免受损坏。过压分流箝位的原理是在可能传导感应雷击电磁脉冲电涌的信号传输线端口和电源线端口并联或串联过电压防护装置。一旦由于雷电感应使电涌达到危及设备的阈值时, 防护装置瞬间响应, 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所能承受的数量级上,起到保护设备、减免雷害的作用。内部防雷分为弱电系统供电电源线路防雷和弱电设备通信端口信号防雷。
（1）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。依照有关防雷工程试行草案, 应采取分级保护、逐级泄流的原则。在电源的总进线处安装放电电流较大的一级电源防雷器, 即B 类过电压保护器; 在重要楼层或重要设备电源的进线处加装二级( C 类)或三级( D 类)电源防雷器。
（2）电设备各信号端口的防雷系统
由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量, 因此要求网络通信设备能够承受较高
能量的瞬时冲击, 并在网络通信接口处加装防雷保护装置, 以确保网络通信系统的安全运行。
（3）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≤100 V, 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處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1 Ω。当接地电阻不能达到要求时, 可采用深埋接地体、设置外延接地体、换土、在接地体周围添加经环保部门认可的降阻剂或其他新技术和新材料等措施。当接地体难以避开污水排放和土壤腐蚀性强的地点时, 垂直接地体应采用石墨接地体, 水平接地体应选用耐腐蚀性材料。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。
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。
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)