智能建筑中防雷技术的应用及处理论文_靳少凡

智能建筑中防雷技术的应用及处理论文_靳少凡

中国建筑第七工程局有限公司

摘要:智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。它的产生和发展,离不开计算机网络技术、现代控制技术、智能卡技术、可视化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术等高科技技术的迅猛发展,离不开大量的计算机和微电子设备。而这些设备功率小、工作电压低、绝缘程度不高,过电压承受能力差,抗干扰、抗电涌的能力弱,极易遭受雷电干扰,从而破坏整个智能系统,造成极大损失。因此,科学合理地进行智能建筑防雷保护设计,显得非常必要。

关键词:智能建筑;防雷技术;保护

正文:

一、.雷击对智能建筑的危害

雷电是最常见的一种自然现象,雷击对人类的生活带来的影响也较为频繁,并且是人类无法控制的自然灾害。为了避免雷击影响造成的损失,就必须明确分析雷击所造成危害主要涉及的范围,这样才能有针对性的采取防治措施,实现良好的防雷效应。

在当前诸多的智能建筑中,雷击所造成的危害主要是针对建筑智能系统中的微电子设备而言的,微电子设备由于自身的特性,不但会受到雷电直击的影响,最重要的是二次效应对于其的影响更甚,远远大于直击所带来的危害。这是因为雷电具有强大的瞬间电流,能够改变地面建筑系统中电子设备所产生的电磁场,使其周围的金属物都瞬间拥有感应电压和电流,这对于电线线路和无线通讯等都具有很大的危害,甚至会将电子设备击穿、烧毁,给智能系统带来毁灭性的灾难。

而就目前电子技术而言,电子设备的自我防护能力还相对较差,尤其是一些敏感的电子设备,其所能承受的能量最多只达毫焦耳级,而雷击释放的能量达到数百兆焦耳,能量差别相当悬殊,因此必须采取措施加以保护。

二、智能建筑物的雷电防护

1智能建筑物内部防雷

智能建筑物的内部防雷主要包括雷电感应以及放闪电电涌入侵。好的内部防雷可以将建筑物内的所产生的电磁感应以及雷电流大幅度降低,还能防止雷电电磁脉冲造成的伤害以及二次雷害。内部防雷主要使用了屏蔽、等电位连接等措施。

(1)屏蔽

建筑物中进行屏蔽的主要目的是保护微电子设备的安全。如果室内分布了大量的微电子设备此时需要在室内采取屏蔽措施,确保微电子设备的安全。在布线的过程中应使用金属管,可以有效降低雷电的反击能力,同时还可以屏蔽各种电磁脉冲。接地母线和等电位的连接板都应与线槽和穿线钢管进行连接,确保良好的屏蔽效果。对于配电线路、用电设备以及配电设备主要是预防雷电波入侵低压系统,通过配电盘引出的线路要穿过钢管,配电盘外壳还要和钢管进行连接,而另一端要和保护罩以及用电设备外壳进行连接,并且在线路进入室内的配电盘内,在外壳和开关的电源侧之间应安装过电压保护装置。

(2)等电位连接

等电位主要是将在防雷空间内的防雷装置、金属装置、电气装置、金属构架等通过导线或者过电压保护器进行连接。为了确保建筑物内没有跨步电压和接触电压产生,应注意检查建筑物墙板、地面以及金属管线路是否处在同一电位,为此房屋结构内部与防雷导体相连的等电位连接板应预埋在钢筋混凝土建筑物各层的适当位置处,可以很方便的与接地主线以及干线进行相连。由于电讯线路以及电力线路不能在地线上直接进行安装,此时可以利用电涌保护器实现电气等功能,从而确保良好的雷电防护。

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2智能建筑物直击雷防护

智能建筑物的直击雷防护主要是对直击雷以及侧击雷进行防护。根据防雷等级标准不同,在对第二类建筑物进行直击雷防护时直接将避雷线架空或者是利用独立的避雷针,钢结构和混泥土的钢筋应相互连接。并应利用钢柱或柱内主筋作为防雷装置引下线。竖直敷设的金属管道及金属物的项端和低端与防雷装置连接。第三类防雷建筑物防直击雷的措施,宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。避雷网沿屋角、屋背、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设。并应在整个屋面组成不大于20m×20m或24m×l6m的网格。高层建筑物的接地网之间很难达到安全距离要求,所以往往使用联合接地方式。防雷装置中的接地体借助于高层建筑物内的钢筋混凝土,同时连接建筑物内的防雷接地、保护接地以及工作接地,从而形成共用接地网。

(1)侧击雷防护

由于智能建筑的楼层较高,因此要将对侧击雷的防护考虑进去,建筑物中为了防护侧击雷经常使用均压环,而组成均压环的材料主要是将水平避雷带在建筑物周边进行环绕。如果建筑物的高度超过滚球半径时,要每相隔6米设置一个均压环。还可以焊接圈梁内的两条主筋使其成为一个闭合圈,从而形成均压环,需要注意的是闭合圈需要同所有的引下线进行连接。

(2)雷电感应防护

防护雷电感应主要包括有等电位连接、电源防雷、重复接地以及金属屏蔽。等电位连接主要是将防雷空间内各个系统和各个金属部件之间的电位差降低,防止因出现雷电反击而破坏机房内主机的金属外壳。对于金属地板框架、电缆桥架、电池箱金属外壳、金属门框架、UPS等需要进行等电位连接,并且还要以最短的线路与最近的等电位进行连接或者是连接在已经做了等电位连接的金属物体上。在对电源进行防雷时要参照建设楼房的要求进行,对配电系统的电源来说通常都使用一体化防护,由于生产避雷器的厂家不尽相同就造成了避雷器的性能特点大不相同。重复接地以及金属屏蔽是将以上措施做好之后,采取重复接地以及屏蔽等措施,防止在建筑物楼内和机房设备中出现架空导线,要最大限度的埋地缆进入,同时还要选用金属导管进行有效屏蔽,对金属进行屏蔽防止在进入建筑物或者机房前出现重复接地,要将各导线引入的雷电高电位差大幅度降低。

(3)防止雷电波入侵

为了防止雷电波沿着低压线路进入室内,低压线路最好借助于电缆进行供电,同时还要将电缆的金属外皮进行接地;如果利用架空线进行供电,可以在户外安装一组低压阀型避雷器,同时要与绝缘子铁脚一起接地。接地装置要和电气设备的接地装置进行并用,接地电阻值要小于10Ω,在被保护的引入端安装阀型避雷器,接地与下端连接,线路上与上端进行连接。在正常的情况下,为了防止对系统的运行造成影响,避雷器的间隙应始终保持为绝缘状态,如果有雷击出现时,高压冲击波会沿着线路传播,并击穿避雷器的间隙接地,将冲击波强行切断,此时通过引线和接地装置或者是避雷器后的雷电流产生的残压进入了被保护物的电压。进入避雷器间隙后的雷电流又可以恢复绝缘状态,从而确保防雷系统可以正常运行。

总结:智能建筑防雷工作是一项系统的工程,现代化防雷技术充分强调了全方位防护。其中等电位联结、合理布线和加装电涌保护器是智能建筑进行防雷的关键。在智能建筑防雷设计中,应该严格遵守技术规范要求,并在实践中,切实落实防雷保护措施,以此大大降低智能建筑的雷击风险。

参考文献:

[1]刘汉景•浅析高层建筑防雷接地的相关问题[J].中国高新技术企业,2009(6).

[2]梁基允.有关建筑电气接地防雷技术的相关问题分析[J].气象、防雷、通信、通讯与电子.

[3]谢海华。现代建筑内的电子信息系统的雷电防护[D].南京:南京信息工程大学,2006

论文作者:靳少凡

论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期

论文发表时间:2017/10/17

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