智能建筑物防雷技术分析论文_崔倩,魏秀梅

智能建筑物防雷技术分析论文_崔倩,魏秀梅

河北省沧州市气象局 河北沧州 061001

摘要:智能建筑物内部存在有很多微电子设备,这些微电子设备自身的抗电压能力较低,一旦遭受到雷击将会使系统遭受破坏,甚至是造成人员伤亡。智能建筑物的防雷保护已经成为当今人们越来越关注的话题。基于此,本文重点分析智能建筑物防雷技术。

关键词:智能建筑物;防雷技术;雷电;必要性

引言

随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提升,城市内的智能建筑物数量和电器种类也不断增多,当雷电击中建筑物内的电子设备或者网络系统,将会造成严重的损失,这些都会阻碍智能建筑物防雷工作的顺利进行,同时还增加了设计防雷系统的难度。因此,探究我国智能建筑物防雷技术具有十分重要的现实意义。

1、雷电对智能建筑物的危害

1.1直接雷击

①雷电出现时产生巨大的雷电流,在流经导体后有热效应产生,会使放电通道温度上升,在雷击点有巨大能量出现,很容易引发火灾;②雷电流出现在非导体上时,因雷电流自身的热效应较大,一旦物体被雷电击中,其内部将会有强大的机械力,使物体出现破损,甚至是引发爆炸事故;③若雷云与大地之间出现放电,当雷电流流经物体时,冲击电压出现,会使智能建筑物的电力系统出现毁坏,最终引发爆炸或者火灾,对人们生命财产安全产生严重威胁。

1.2电磁感应

雷电出现的过程中会有强大的雷击电流产生,其周围空间中会有交变电磁场出现,在该电磁场中的导体会感应出较大的电动势,而感应电流则会通过进出智能建筑物的电缆线入侵到室内电子设备中,进而使电子设备遭受到不同程度的破损。

1.3静电感应

静电感应是指接近地面的带电雷云,会感应出相反的电荷,在较短的时间内隐藏在智能建筑物或者是电子设备顶端的感应电荷很难泄放进入大地,此时将会有强大的对地电压出现,进而损坏电子设备的安全。

2、智能建筑物防雷问题

①在对智能建筑物外部防直击雷设计时,有的建筑物仅仅考虑到了主体建筑物的防雷,却忽略了对建筑物裙房等连带附属物的防雷,这些不在防雷保护范围内的建筑物很容易遭受到雷击。在对引下线进行设计时,引下线同建筑物柱体之间的间距根本不符合相关规范要求,且对引下线位置布设也不合理,这些都使防雷效果大打折扣,对建筑物和室内人员生命财产均会产生威胁。

②智能建筑物的电气竖井内的接地干线过长,知识将浪涌保护器接地线与接地干线进行连接,忽略了在接地干线中会有电感效应,会使雷电流释放效果大幅度下降。

③在设计建筑物防雷工程局部等电位和总等电位装置时,如果没有对设备等电位装置进行设计,一旦建筑物遭受雷击后,雷电流释放的雷电流就会以设备电缆线为媒介入侵到建筑物内,使得设备与室内人员或者是设备与设备之间有较大电位差存在,对室内电子电气设备造成破坏,同时还威胁室内人员生命安全。

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④对于通讯、信号、电力等弱电设备来说,其自身的抗冲击能力和抗干扰能力相对较低,在防雷设计中应考虑到这一点,但在实际防雷设计时,防雷人员根本不重视弱电系统的防雷,或者是对弱电设备的防雷设计不到位、不完善情况,这些弱电设备在遭受雷击后将会造成巨大的损失。

3、智能建筑物防雷技术措施

3.1外部防雷

3.1.1接闪器

避雷针、避雷带、避雷网都属于接闪器,在使用的过程中,对接闪器长度、高度、材料等都进行了规定,应根据要求选择合适的接闪器。在对现代建筑物进行设计的过程中通常会选择屋顶的建筑装饰作为接闪器使用,进而起到防雷和装饰的作用。接闪器的耐流和耐压能力是重要的参数。应对智能建筑物屋脊、阴阳角、屋檐等易遭受雷击部位加装接闪器,以确保建筑物和室内人员生命财产安全。

3.1.2引下线

引下线是接闪器导体的中间部位,主要是有并联的电路通路构成。在对引下线进行设计的过程中,可以选择建筑物主体结构中的柱钢筋或者是剪力墙中的钢筋作为建筑物内的引下线,或者是选择建筑物中的金属构件作为建筑物引下线。连接接闪器和接地装置的中间导体就是接闪器,可以起到分流和分压雷电流的作用。在安装引下线的过程中,应注意查看引下线的数量、长度、线径等是否符合规定要求,将引下线的作用充分发挥出来。

3.1.3等电位连接

应做好智能建筑物内均压环的安装,确保均压环之间的垂直距离不高于12m,将智能建筑物所有的引下线、金属构件、金属设备与均压环连接。若智能建筑物的高度在30m以上,应加装避雷带或者是将栏杆等金属设备与防雷装置进行连接。

3.1.4接地体

在安装接地体的过程中应按照标准要求进行,避免出现跨步电压或者是接触电压,还要认真查看接地装置的尺寸和形状。在设计智能建筑物的接地体时,可以选择建筑物的柱子或桩基内的主钢筋作为接地装置,或者选择底版基础钢筋网作为接地装置,这就组成了接地装置体。应尽可能的选择建筑物基础作为防雷接地装置,若选择防水水泥等人造材料水泥对基础进行制作时,就不再选用基础钢筋作为接地装置,可以考虑其它方法。能否将接地装置的作用发挥出来,取决于接地电阻值,接地电阻值越小越好。

3.2内部防雷

3.2.1屏蔽

为了将电磁感应对智能建筑物的危害降到最低,可以选择外部屏蔽、合理布线和线路屏蔽措施来抵御电磁感应。屏蔽主要是针对电场和磁场进行的,智能建筑物中存在有大量的微电子设备,可以通过对设备、线缆以及管道进行屏蔽的措施,来确保微电子设备安全。选择金属管线包裹电子电气设备等措施类提升电磁脉冲屏蔽效果。

3.3.2等电位连接

现代防雷理论中的重要措施是选择均压等电位连接。结合设备所处空间,做好内部和对穿越界面的金属部件在各区界面进行等电位的连接。做好智能建筑物内的等电位连接,可以将防雷空间中各个金属部件同各子系统之间的电位差降到最低,防止因电位差的出现损坏电子信息系统。等电位连接的主体主要包括有:建筑物内金属构件和管道、防雷装置、电子信息子系统、供电线路,主要是选择浪涌保护器或者是连接排进行等电位连接。

3.3.3电涌保护器

当通讯线路或者是电源线路上的雷电流或者电压达到一定强度时,浪涌保护器会将雷电中的雷电流泻放进入大地,进而确保相关设备的安全。对于电压开关型和限压型的浪涌保护器来说,应确保两者之间的线路长度在10m以上,若在线路上存在有多个浪涌保护器,限压型浪涌保护器之间的线路长度应高于5m。在在 LPZ0A 或 LPZ0B 区与 LPZl 区交界面,进线开关中安装浪涌保护器,作为一级防护;在LPZl和LPZ2 交界面,楼层配电箱处安装浪涌保护器,作为二级防护;LPZ2 与后续防雷区交界面安装浪涌保护器,作为三级防护。对于安装在不同位置的浪涌保护器应协调配合,可以结合不同浪涌保护区的能量耐受能力进行承载值的分配,确保设备可以承受的雷击在浪涌能力范围之内。

4结论

对建筑物的雷电防护是一个复杂的系统工程,涉及电气、建筑、气象等多个领域的技术,需要各行业技术人员加强沟通协作,为智能建筑物的安全可靠运行提供技术保障。

参考文献

[1]董冰,樊江伟,张延秀,等.智能建筑综合防雷技术及施工措施[J].工程技术,2016(6).

[2]瞿明,万瑞霞.智能建筑雷电防护技术的应用研究[J].智能建筑与城市信息,2015(4).

论文作者:崔倩,魏秀梅

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期

论文发表时间:2018/2/28

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