智能建筑弱电系统的雷电防护设计_张玥
摘要:随着智能建筑在建筑行业中的比重逐渐扩大,其建设不仅需要注意具体的施工技术以及施工管理,还必须注意防雷工作。针对智能建筑弱电系统的雷电防护进行论述,首先分析了智能建筑进行雷电防护的重要性以及受雷电波入侵形式,并且进一步分析智能建筑弱电系统雷电防护设计,供类似工程参考。
0 引言
随着我国市场经济的不断发展,智能化建筑作为建筑行业的新趋势得到了大规模建设。智能建筑以其较高的科技含量、自动化程度以及现代化管理,为人类营造了高效、便捷以及安全的居住、生活空间。这些智能建筑集计算机网络、通信、办公、楼宇自动化等大量的弱电系统,而由于这些系统中的电子设备普遍存在绝缘程度低,过电压、过电流耐受能力差的特点,使得智能建筑一旦受到雷击,就容易受到雷电的影响,影响建筑内部弱电系统的正常、安全运行。因此,在智能建筑的设计以及实施过程中,必须要注重智能建筑的雷电防护设计,将智能建筑遭受的雷电损害率降到最低。
1 智能建筑弱电系统雷电防护的必要性
当前,智能建筑的规模越来越大,占据城市内部建筑的绝大部分,且这些智能建筑往往还呈现其他的特点。这些特点都使得其在设计中必须要注重雷电防护工作,其必要性主要表现在以下两个方面:①有些智能建筑的高度是非常高,其所采用的信息设备较为繁多,一些智能建筑由于高度原因会导致其更容易受到雷电冲击,尤其是在建筑高度超过100m 时,建筑所遭受的雷击次数是与建筑本身的实际高度成正比关系的。②智能建筑的内部建筑结构复杂,其本身就是一个人员十分密集的场所,同时建筑内的设备繁多,尤其是对以信息系统作为主要核心内容的电子设备的有效运用最为广泛,众所周知,电子设备所使用的相关元件密集度较高,其有效抵抗电磁脉冲干扰的实际能力是比较弱的,其耐高压性能也不是很好,如果这些电子设备遭受到了实质性的损坏, 就会造成直接的经济损失产生,与此同时,还会产生恶劣的社会影响。
2 雷电波入侵智能建筑形式及原因分析
雷电波入侵智能建筑的形式主要有两种,分别是直击雷与感应雷。其中,能够对智能建筑中弱电系统安全起到雷击电磁脉冲干扰影响的作用形式主要分为三种, 包括空间电磁脉冲、沿缆线侵入的浪涌过电压(包括缆线传导过电压与缆线感应过电压)以及地电位被抬高,产生这些干扰影响的主要原因如下:
①空间电磁脉冲干扰影响。由于智能建筑物所遭受到的雷击行为会造成空间电磁脉冲干扰,在三维空间范围内,空间电磁脉冲能够作用于一切相关的智能建筑物中的所有电子设备,这就要求要从弱电系统防雷安全的实际角度出发,采取相关措施进行三维空间的干扰屏蔽设防。②缆线传导过电压。智能建筑物在遭受雷击行为的时候还有受到雷电流的侵入,此时,雷电流能够通过各类的接地缆线进行直接分流传导, 最终侵入建筑结构中。③缆线感应过电压。智能建筑物所遭受到的雷电流在实施泄放行为时, 能够经过相应的电磁感应进行各种电缆上的浪涌过电压的感应生成。④智能建筑楼层的地电位被抬高。因为智能建筑的实际高度是非常高的, 使得建筑物所使用的接地引下线较长, 这就会导致雷电流在泄放通道阻抗上所形成的实际压降将智能建筑的地电位在很大程度上被抬高,从而产生反击现象。
3 智能建筑弱电系统雷电防护设计
鉴于智能建筑的特性,必须要对其弱电系统进行雷电防护工作。众多的实践也表明,只有采取有效的雷电防护设计才能够充分保证系统工作的稳定性和信息质量的有效保持、人员设备安全的良好保护。若是在进行弱电系统的接地措施的实施时没有采用正确的接地方式,则会导致弱电系统的工作异常现象的产生。目前,弱电系统的主要接地方式包括共同接地方式以及单独接地方式两种,在实际的运用过程中,国内外一般普遍选用共同接地方式。在使用弱电系统的共同接地方式的时候,一般是以自然接地体作为主要的接地体,若是自然接地体的实际接地电阻能够很好符合实际规定值标准,同时,其基础的外表面没有实际的绝缘防水层,基础内的钢筋能够进行有效连接后形成相应的电气通路,最终得到具体的闭合环装置,则就不需要在进行人工接地体的有效设置了。除此之外,智能建筑物的弱电系统防雷工程是一个完整的实际系统工程,这就要求必须要宏观掌控,细化考虑,将各个防雷措施因素集合在一起进行防雷工作措施有效实施。
3.1 接地系统设计
接地系统主要可以分成防雷地、工作地、保护地、直流地以及屏蔽地等。各种接地系统的相关要求一般是大不相同的,由于防雷接地问题是多种多样的,若是处理的不甚合适,则会造成严重的安全隐患产生。由于智能建筑物一般都会受到周围环境以及建筑的相互影响, 所以保护地与防雷地都是分不开的,可以采用大楼基础钢筋网作为共同接地体并使用统一的接地方式。电源系统一般选用TNS 系统在底层变电所适当位置应该进行总等电位铜排的有效设置,如图1 所示,同时,从总等电位铜排进行各接地的有效引出。
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