摘要：近年来，各种通信控制系统和网络因雷击而受破坏的事例屡见不鲜，造成的经济损失逐年上升。防雷设计已成为智能建筑弱电系统能否安全运行的一个重要问题。因此，对智能建筑弱电系统作好全面、完善的防雷措施是十分必要的。认真研究和科学设计智能建筑弱电系统的防雷和接地，具有深远的影响和现实意义。
关键词：智能建筑；弱电系统；防雷；接地
一、雷电破坏的主要类型
1.1直接破坏
当雷击直接落在建筑物、人体上时，其会产生大量的电能、热量以及力等，这会在很大程度上破坏建筑物或威胁人类的生命安全。若雷电直接命中智能建筑的弱电系统，就会导致设备的损坏，甚至会造成系统的瘫痪，例如当雷电命中摄像机，则会导致其无法工作；当雷电命中线缆，就会使得线路熔断。因此，加强防雷设计能够有效确保建筑的安全性与实用性。
1.2感应破坏
感应破坏即在发生雷击时与附近的物体产生静电感应或电磁感应，从而使得设备电压骤升，产生火花，进而导致设备故障或系统瘫痪。感应破坏的发生概率相对较大，其主要分为静电感应与电磁感应两大类型，当天空中出现带电的乌云时，在乌云下方的建筑与线路均会与乌云上的电产生感应，从而导致电荷的聚集，当发生雷击时，聚集的电荷瞬间释放，从而产生极高的脉冲电压，这对建筑会造成很大的损坏。而在电磁感应中，当雷电击中避雷针是，会在建筑下方产生极强的瞬变电磁场，处于电磁场中的线路与设备也会产生极大的脉冲电压，从而对设备造成严重的破坏。
1.3雷电波侵入
根据相关调查数据显示，在全球范围内每秒钟约产生2000个产点，这对建筑造成了严重的损坏，甚至还会威胁人类的生命安全。我国每年由于雷电破坏造成的损失约为100亿元，因此，加强防雷设计对于社会的发展来说起着非常重要的作用。在雷电波侵入中，由于设备受到感应破坏，从而导致雷电波会沿着线路入侵设备，产生电位差，损坏系统。该破坏强度较大，隐蔽性较高，且涉及到的面积相对较广。
二、智能建筑弱电系统的防雷、接地设计方案
2.1直击雷防护
直击雷防护主要是指建筑物主体的防雷，一般是防止建筑物或设施避免直击雷危害而采取的防雷措施。它主要通过接闪器（包括避雷网、避雷带、避雷针等）利用引下线将雷电流引至接地体，将它泄放至大地。按照GB50057）1994（2000年版）5建筑物防雷设计规范6的要求，将雷电流引入大地时分散雷电流。建议采用联合接地方式构筑整个大楼的防雷防御网。
2.2电源系统的雷电防护
目前，经实际运行经验验证，由电源系统耦合进入的感应雷击造成的设备损坏占雷击灾害损失60%以上的比例。因此，对电源系统的避雷保护措施是整个防雷工程中必不可少的一个环节。要防止由外输电线路的感应雷电波和雷电电磁脉冲的侵入，使其在进入大楼电源系统之前将其泄放入地。
由于机房电力供给是由大楼的建筑物变配电室引入的，电源高压端的防雷保护已由电力供电部门实施。按照国标GB50057）1994，为了将低压配电系统线路上的电压限制在一个安全的水平，在供电线路上需安装SPD。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆弱电机房的电源浪涌保护通常作三级保护：电源引入的总配电柜处安装浪涌保护器，作为一级保护；通常弱电机房均由总配电柜单独配出一个回路为机房供电，因此需要在机房配电箱处安装浪涌保护器，作二级保护；在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端应相对地加装浪涌保护器，作为三级保护。有了这三级的保护，就可将雷电过电压（脉冲）钳制在1kV以下，达到保护设备的目的。当然，浪涌保护的级数可根据工程的实际情况进行增减，以求经济合理的方案，达到抑制浪涌的目的，保护弱电设备。
2.3信号系统的雷电防护
信号系统防雷包括由户外引至户内的通信线路，主要线路包括电话线、专线、微波通信线（天馈线）等。网络通信设备的接口芯片抗过电压冲击的能力很差，一般CMOS电路极限电压均在几十伏，极易遭受感应雷袭击。根据美国通用电气公司R.D.Hill的试验结果，只需0.07GS的磁场强度就能使网络系统瘫痪，而2.4GS的磁场强度就能使计算机的元器件永久性损坏，轻则使部分通信线路中断，重则使整个网络瘫痪。
为了尽量避免上述灾害情况的发生，需针对不同的设备选用相应的数据通信信号避雷器，以作为通信线路上防感应雷电波的保护措施。由于信号避雷器串接在通信线路中，所以信号避雷器除了满足防雷性能特征外，还必须满足信号传输带宽等网络性能指标的要求。选择相关产品时，应充分考虑防雷性能指标以及网络带宽、传输损耗、接口类型等网络性能指标。
2.4等电位联结
通过设置等电位联结，可有效消除不同接地点可能存在的电位差，发生雷击时可有效避免因感应产生的不同接地点电压不同而导致的放电现象。在建筑物实际设计与施工中，通常按照设备、机房的不同位置，分别设置由共用接地系统引来的总等电位联结端子板和局部等电位联结端子板，将引入建筑物的给排水管、电缆金属护套、金属保护导管、煤气管道、金属构件等与等电位联结端子可靠连接。设备安装时将各设备间和管道间的各种金属管道、金属构件、电源PE线等与各局部等电位联结端子板可靠连接，构成等电位联结。高层建筑物内各种金属导体和管道（如金属门窗、设备的金属外壳等）作等电位联结；电源线、信号线通过电涌保护器实现等电位联结；建筑物各处的均压环、起到一定电磁屏蔽作用的钢筋网、各处的电气装置以及防雷等电位联结导体形成总等电位联结，最后与联合接地系统相连，形成一个理想的/法拉第笼0。
2.5合理的屏蔽
建筑物中做屏蔽的主要目的是对微电子设备进行防护。对有大量微电子设备的房间，要采取屏蔽措施，使仪器处于无干扰的环境中。屏蔽的有效性不仅与房间加装的屏蔽网和仪器金属外壳屏蔽体本身有关，还与微电子设备的电源线和信号线接口的防过电压、等电位联结和接地等措施有关。
为了保证非防雷系统的电气线路在防雷装置接闪时不受影响，应采用金属管布线，这样防止雷电反击的能力强，对防止各种电磁脉冲也具有较好的屏蔽能力。电气线路的主干线一般集中于高层建筑物的中心部位（其雷电电磁场强度最弱），避免靠近作为引下线柱筋的位置，缩小干扰的范围。穿线钢管和线槽等都应与各楼层的等电位联结板和接地母线相连接，达到良好的屏蔽效果。
三、结语
进入世纪以来人们的生活水平获得了大幅度的提高，各种智能建筑不断地出现在人们的生活中，各种弱电的系统也不断的进行应用，但是在对弱电系统的防雷过程中还存在着一些不足之处，给人们的生命财产安全和设备都带来了巨大的危害。因此面对这样的问题，为了很好的对雷电的危害进行防护，有关的部门必须要重视起来，所以，本文针对智能建筑中弱电系统的防雷设计与应用进行了详细的探析，给有关的部门和工作人员提供一定的帮助与建议。
参考文献：
[1]肖雪晴智能建筑中的弱电系统设计问题思考[J].建筑工程技术与设计，2017（5）.
[2]邓锦红关于智能建筑弱电系统集成设计的探讨[J].建筑工程技术与设计，2017（9）.
论文作者:石逢春
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：雷电论文; 防雷论文; 系统论文; 电位论文; 设备论文; 弱电论文; 建筑物论文; 《电力设备》2019年第4期论文;