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【摘要】现在越来越多的高层建筑，电器对雷电的防护能力就越来越多的受到人们的重视。其实雷电不可怕，就怕我们不去预防它的危险。雷电来了只要正确的接地，建筑合理的设计，电器的合理设计就能避免雷电对我们生产生活造成影响。
【关键词】建筑；电器；雷电；防雷系统
中图分类号：TU198文献标识码： A
一、前言
我们每个人都从小就见过，那种高高的金属搭建的防雷塔，在地域广阔的地方有，而且建设的很高。也都知道这种塔就是防护其他建筑物不要受到雷电的伤害。而如今，宽阔的地方也都建设了高楼大厦，楼层的越来越高，受到雷击的可能性也就越来越高。特别是现代建筑里几乎所有的工作都要靠电力电器来保证，而这些电器绝对都不可能抵挡上万伏特的高压电。所以建筑电器的防雷接地功能，与防雷系统的设计就很有必要，也很受到重视。
二、建筑防雷接地系统的作用
建筑电气的接地系统一般分为防雷接地。工作接地及保护接地随着科技的不断进步，现代智能建筑对电气设计提出了更高的要求#其中防雷接地系统的设计尤为重要。当建筑遭到雷击时可以有效地把电流导入大地#保护建筑物及其内部物件和人员的安全，在雷击的瞬间雷电流是极为大的。可以达到几十到几百千安培以致瞬时的感应电压可以达到几十到几百千伏建筑物内的电子设备受到雷电反击以及感应过电压的严重威胁。所以防雷接地系统的另一个重要作用是使建筑物内的设备具有等电位均压和多层屏蔽的安全防雷结构。在建筑物的接地系统设计中防雷接地系统设计是最为重要的。以防雷为基础#做好其他两方面的接地系统的设计。提高人们工作生活环境的安全性。
三、现代防雷设计的新重点
随着智能小区及智能建筑的不断发展,传统的防雷技术已经远远不能满足建筑本身对雷电的防护要求。目前的防雷设计不但要考虑到建筑物本身的雷击防护,更应注重建筑物内部人身安全及防雷电波的侵入。以前的防雷设计仅仅是防止直击雷对建筑体进行机械的破坏,现在重点则是防雷电感应对通信、安防、自动控制等弱电系统的损害。
1、注重雷电电磁感应的作用。传统的防雷设计侧重点为直击雷,强调的是防止机械性破坏及雷电反击;现在则是防止感应雷为重,强调的是电磁感应的破坏作用。传统的防雷技术中,在建筑物顶装有避雷针,这样可以避免直击雷直接击中建筑物造成危害,但是在雷电流从建筑物顶部泄放到大地的过程中,雷电电磁脉冲可以在周围产生很强的电场,建筑物表面及内部的导体均会产生感应电压(IEC标准表明,当雷电击中建筑物时,即使避雷针完全发挥作用,它能够导入大地的雷击电流仅占总量的50%,剩余的一半则分配到各线路系统)。一旦建筑物中的电源线、网络线等线路引入感应过电压,那么与之相连接的计算机、电视、智能家居系统等将会遭到很大的损害。
2、注重防雷设计的系统性。以前的防雷技术仅是一个孤立的系统,只有避雷针、引下线、接地网组成,目前来看这是远远不能满足现时要求的。现在越来越多的注意到了雷电入侵的不同渠道,要想更好的防止雷电造成各种危害,必须把防雷设计看成一个系统工程来做,把整个建筑进行分级、分区,对不同的部位设计不同的防雷措施,以其达到最大限度的减小雷击的损害。要想达到系统的设计就要对建筑物进行雷电防护区的划分。
3、注重了等电位连接。传统的接地是否合格是通过检查接地电阻值来判定,目前则是注重接地结构兼顾接地电阻值。随着建筑物内部电气设备的频率不断增高,它的接地结构、等电位联接等都发生了很大的变化,必须兼顾到电磁兼容的设计。现在的智能住宅楼有许多不同性质的电气装置,它们需要不同的接地装置,例如防雷接地、交流电源的工作接地、电气安全接地、计算机系统接地等,通过这些接地可以有效防止雷电反应的危害。
四、建筑物的外部防雷
1、接闪器。接闪器是防直击雷接受雷电流的金属导体,其形式有避雷网(带)、避雷针、金属屋面等。避雷网(带)应沿屋脊、屋角、屋檐、檐角、女儿墙等易受雷击部位敷设,并按建筑物的防雷等级在整个屋面组成不同尺寸要求的网格、
2、引下线。引下线的作用是将避雷网(带)与接地装置连接在一起,使雷电流构成通路,通常利用主体结构的柱主筋或剪力墙中钢筋作暗装引下线。引下线的数量及布置直接影响分流效果。引下线数量多且间距较小时,雷电流在局部区域分布也就较均匀,引下线上电压降减小,反击危险也相应减少。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于规范的要求,应尽可能增加引下线的数量,适当减少引下线间距。由于高层建筑物引线很长,雷电流的电感应压降很大,需要在每隔一定的高度处用均压环将各条引下线在同一高度连接起来,并接到同一高度的屋内金属物体上,以减小其间的电位差,避免发生反击。
3、接地装置。接地装置包括接地体和接地线。接地装置的优劣与接地电阻和接地方式有关。為便于与各种入户金属管道相连,降低跨步电压,建筑物防雷接地一般采用周圈式接地。防雷接地应尽量利用自然接地体作为接地装置,只要基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%,基础外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时,可利用基础内钢筋作接地装置,否则应加设人工接地装置。
五、建筑物内部防雷设计
1、等电位联结。等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来。为保证建筑物内部不产生反击和危险的接触电压、跨步电压,应当使建筑物地面、墙板和金属管、线路等都处于同一电位,为此钢筋混凝土建筑物应在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的等电位连接板,以便与接地主干线相连。由于电力、电信线路不能直接接到地线上,电涌保护器(SPD)实现了电气设备、电子设备的等电位联结。建筑物等电位联结干线应从与接地装置有不少于两处直线连接的接地干线或总等电位箱引出,等电位联结干线或局部等电位箱间的连接线形成环形网络,环形网络应就近与等电位联结干线或局部等电位箱连接,支线间不应串联连接。
2、合理的屏蔽。建筑物中做屏蔽的主要目的是对微电子设备的防护。对有大量微电子设备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),避免靠近做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连接板和接地母线相联结,达到良好的屏蔽效果。
六、结束语
本文就是通过对建筑电器防雷设计的探讨，说了一说，当先建筑，电器防雷问题的重要性。正是因为这些问题的出现导致我们不得不面对它，因为生产生活的安全没有小事，都是大事。所以必须对每一个设计，每一个施工都负有责任心。我们怎么来更好地设计建筑的电器接地功能，如何来更好地设计建筑的防雷系统，还值得更多的电气工程师，建筑师来共同考虑和研究，我们相信，不久的将来这些问题一定能够得到更难好的解决，一定能有更好地解决方法。
参考文献
[1] 吴勇.一智能建筑防雷接地系统现状及改进建议[J]. 河南电力. 2011(01)
[2] 李华仁.建筑电气系统的接地与防雷[J]. 建筑安全. 2010(11)
【关键词】建筑；电器；雷电；防雷系统
中图分类号：TU198文献标识码： A
一、前言
我们每个人都从小就见过，那种高高的金属搭建的防雷塔，在地域广阔的地方有，而且建设的很高。也都知道这种塔就是防护其他建筑物不要受到雷电的伤害。而如今，宽阔的地方也都建设了高楼大厦，楼层的越来越高，受到雷击的可能性也就越来越高。特别是现代建筑里几乎所有的工作都要靠电力电器来保证，而这些电器绝对都不可能抵挡上万伏特的高压电。所以建筑电器的防雷接地功能，与防雷系统的设计就很有必要，也很受到重视。
二、建筑防雷接地系统的作用
建筑电气的接地系统一般分为防雷接地。工作接地及保护接地随着科技的不断进步，现代智能建筑对电气设计提出了更高的要求#其中防雷接地系统的设计尤为重要。当建筑遭到雷击时可以有效地把电流导入大地#保护建筑物及其内部物件和人员的安全，在雷击的瞬间雷电流是极为大的。可以达到几十到几百千安培以致瞬时的感应电压可以达到几十到几百千伏建筑物内的电子设备受到雷电反击以及感应过电压的严重威胁。所以防雷接地系统的另一个重要作用是使建筑物内的设备具有等电位均压和多层屏蔽的安全防雷结构。在建筑物的接地系统设计中防雷接地系统设计是最为重要的。以防雷为基础#做好其他两方面的接地系统的设计。提高人们工作生活环境的安全性。
三、现代防雷设计的新重点
随着智能小区及智能建筑的不断发展,传统的防雷技术已经远远不能满足建筑本身对雷电的防护要求。目前的防雷设计不但要考虑到建筑物本身的雷击防护,更应注重建筑物内部人身安全及防雷电波的侵入。以前的防雷设计仅仅是防止直击雷对建筑体进行机械的破坏,现在重点则是防雷电感应对通信、安防、自动控制等弱电系统的损害。
1、注重雷电电磁感应的作用。传统的防雷设计侧重点为直击雷,强调的是防止机械性破坏及雷电反击;现在则是防止感应雷为重,强调的是电磁感应的破坏作用。传统的防雷技术中,在建筑物顶装有避雷针,这样可以避免直击雷直接击中建筑物造成危害,但是在雷电流从建筑物顶部泄放到大地的过程中,雷电电磁脉冲可以在周围产生很强的电场,建筑物表面及内部的导体均会产生感应电压(IEC标准表明,当雷电击中建筑物时,即使避雷针完全发挥作用,它能够导入大地的雷击电流仅占总量的50%,剩余的一半则分配到各线路系统)。一旦建筑物中的电源线、网络线等线路引入感应过电压,那么与之相连接的计算机、电视、智能家居系统等将会遭到很大的损害。
2、注重防雷设计的系统性。以前的防雷技术仅是一个孤立的系统,只有避雷针、引下线、接地网组成,目前来看这是远远不能满足现时要求的。现在越来越多的注意到了雷电入侵的不同渠道,要想更好的防止雷电造成各种危害,必须把防雷设计看成一个系统工程来做,把整个建筑进行分级、分区,对不同的部位设计不同的防雷措施,以其达到最大限度的减小雷击的损害。要想达到系统的设计就要对建筑物进行雷电防护区的划分。
3、注重了等电位连接。传统的接地是否合格是通过检查接地电阻值来判定,目前则是注重接地结构兼顾接地电阻值。随着建筑物内部电气设备的频率不断增高,它的接地结构、等电位联接等都发生了很大的变化,必须兼顾到电磁兼容的设计。现在的智能住宅楼有许多不同性质的电气装置,它们需要不同的接地装置,例如防雷接地、交流电源的工作接地、电气安全接地、计算机系统接地等,通过这些接地可以有效防止雷电反应的危害。
四、建筑物的外部防雷
1、接闪器。接闪器是防直击雷接受雷电流的金属导体,其形式有避雷网(带)、避雷针、金属屋面等。避雷网(带)应沿屋脊、屋角、屋檐、檐角、女儿墙等易受雷击部位敷设,并按建筑物的防雷等级在整个屋面组成不同尺寸要求的网格、
2、引下线。引下线的作用是将避雷网(带)与接地装置连接在一起,使雷电流构成通路,通常利用主体结构的柱主筋或剪力墙中钢筋作暗装引下线。引下线的数量及布置直接影响分流效果。引下线数量多且间距较小时,雷电流在局部区域分布也就较均匀,引下线上电压降减小,反击危险也相应减少。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于规范的要求,应尽可能增加引下线的数量,适当减少引下线间距。由于高层建筑物引线很长,雷电流的电感应压降很大,需要在每隔一定的高度处用均压环将各条引下线在同一高度连接起来,并接到同一高度的屋内金属物体上,以减小其间的电位差,避免发生反击。
3、接地装置。接地装置包括接地体和接地线。接地装置的优劣与接地电阻和接地方式有关。為便于与各种入户金属管道相连,降低跨步电压,建筑物防雷接地一般采用周圈式接地。防雷接地应尽量利用自然接地体作为接地装置,只要基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%,基础外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时,可利用基础内钢筋作接地装置,否则应加设人工接地装置。
五、建筑物内部防雷设计
1、等电位联结。等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来。为保证建筑物内部不产生反击和危险的接触电压、跨步电压,应当使建筑物地面、墙板和金属管、线路等都处于同一电位,为此钢筋混凝土建筑物应在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的等电位连接板,以便与接地主干线相连。由于电力、电信线路不能直接接到地线上,电涌保护器(SPD)实现了电气设备、电子设备的等电位联结。建筑物等电位联结干线应从与接地装置有不少于两处直线连接的接地干线或总等电位箱引出,等电位联结干线或局部等电位箱间的连接线形成环形网络,环形网络应就近与等电位联结干线或局部等电位箱连接,支线间不应串联连接。
2、合理的屏蔽。建筑物中做屏蔽的主要目的是对微电子设备的防护。对有大量微电子设备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),避免靠近做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连接板和接地母线相联结,达到良好的屏蔽效果。
六、结束语
本文就是通过对建筑电器防雷设计的探讨，说了一说，当先建筑，电器防雷问题的重要性。正是因为这些问题的出现导致我们不得不面对它，因为生产生活的安全没有小事，都是大事。所以必须对每一个设计，每一个施工都负有责任心。我们怎么来更好地设计建筑的电器接地功能，如何来更好地设计建筑的防雷系统，还值得更多的电气工程师，建筑师来共同考虑和研究，我们相信，不久的将来这些问题一定能够得到更难好的解决，一定能有更好地解决方法。
参考文献
[1] 吴勇.一智能建筑防雷接地系统现状及改进建议[J]. 河南电力. 2011(01)
[2] 李华仁.建筑电气系统的接地与防雷[J]. 建筑安全. 2010(11)