建筑电气工程中智能型防雷接地系统设计与研究

1 吕书星 2 万洋

（1.身份证号码：4113811992****4212；2.身份证号码：4101081990****0040）

引言

随着城市建筑建设的快速发展，建筑的防雷安全性受到人们的极大关注，雷击对建筑电气的损害较大，雷击过程中会产生高强度的电流和电压冲击波，导致建筑电气受到电效应、热效应及机械力的巨大作用而导致电力损坏，对电力设备、建筑设施以及电气电网线路产生巨大冲击。在雷雨环境下，为确保建筑电气安全，需要进行建筑电气工程中智能型防雷接地系统，设计系统科学的建筑电气防雷设施设备，通过防雷接地技术避免建筑电气受到雷电冲击，保障建筑电气设施设备的安全，研究建筑电气工程中智能型防雷接地系统设计技术，在高层建筑设计和建筑电气施工设计中具有重要意义。

一、防需接地施工的相关内容分析

（一）原理与关键性

在建筑电气防雷接地施工过程当中，接地装置是一个非常关键的环节，接地装置作为主要的功能就是在雷电天气状况下将巨大的电流引入地下，从而对建筑电气形成保护，以免其受到破坏或影响。

（二）防雷设备的主要构造成分

一般情况下，在建筑电气的防雷装置当中，其主要是由三个部分共同组成的，包括接地引线、接收雷电装置以及接地设备。其中，接地引线是由金属材料所制成，对接地装置与雷电接收装置进行连接，接收雷电装置是由金属材料所制成的雷电接收杆来充当的，而接地设备，主要的责任是将电流导入到地下位置，对建筑电气的安全提供重要保证。

二、系统硬件设计与实现

（一）系统的开发环境描述

在上述进行了系统的总体设计描述和防雷接地电流信号传输模型构建的基础上，进行建筑电气工程中智能型防雷接地系统设计优化，本文提出一种基于等电位联结和防雷设计导线控制的建筑电气工程中智能型防雷接地系统设计方法。设计的建筑电气工程智能型防雷接地系统包括I/O控制模块、电流衰减模块、输出转换模块以及中断模块等。采用避雷引下线进行防雷接地的电压传导系统设计，室内接地干线用多组接地体进行电流输出控制，建筑电气工程智能型防雷接地系统的硬件模块设计建立在嵌入式ARM和智能信息处理DSP基础上，采用低电复位和高压控制方法进行建筑电气工程中智能型防雷接地系统的输出转换控制，采用ADI公司的ADM706芯片作为电气工程中智能型防雷接地输出的门限控制器，采用中断复位和掉电复位结合的方法，进行防雷接地的电流衰减控制和地线输出的抗干扰设计，采用金属装置、外来的导体物等作为主干线，与房屋结构内防雷导体相连。

（二）系统的模块化设计与实现

根据上述设计原理，进行建筑电气工程智能型防雷接地系统的硬件模块化设计开发，采用等电位联结方法控制防雷接地系统的电气线路，设计的建筑电气工程智能型防雷接地硬件的硬件功能模块主要有I/O控制模块、电流衰减模块、输出转换模块以及中断模块，对各个模块设计描述如下：(1)I/O控制模块。I/O控制模块是实现建筑电气工程智能型防雷接地系统的输出转换控制和交流放大功能，假设智能型防雷接地系统的放大倍数为50000倍，使用双运放器件实现建筑电气工程智能型防雷接地系统的输出数模转换控制，防雷接地系统的通频带设定为100Hz，采用6种可编程的FIFO把检波器输出的交流信号，变换成直流信号。(2)电流衰减模块。电流衰减采用独立避雷针进行雷击电流的衰减控制功能，智能电气工程的防雷接地系统包括接地极、户外接地母线、户内接地母线等进行电流衰减控制，采用圆钢接地极和扁钢接地极进行电流衰减模块的接地安装设计，为了降低防雷接地系统的接地电阻，接地体顶面埋设深度不应小于0.6m，垂直接地体的间距不应小于其长度的3至5倍。(3)输出转换模块和中断模块。输出转换模块和中断模块实现对防雷接地的输出转换控制和过载中断控制功能，采用普通的二极管检波电路实现智能电气工程的防雷接地系统的输出电流检波，输出电压Vo，对应于二极管D1的导通状态，输出电压VA由零变D2的导通电压VD2期间，接地线D1不导通，这时VA与Vi之比等于开环放大倍数。根据上述设计，采用等电位联结方法控制防雷接地系统的电气线路，有效避免雷电灾害对建筑电气工程的危害，设计防雷设计导线控制模型进行接地系统的选频和自动增益处理，实现输出转换模块和中断模块硬件配置。

结语

设计系统科学的建筑电气防雷设施设备，通过防雷接地技术避免建筑电气受到雷电冲击，保障建筑电气设施设备的安全，本文提出一种基于等电位联结和防雷设计导线控制的建筑电气工程中智能型防雷接地系统设计方法。根据建筑物的金属构架进行建筑电气工程的防雷接地节点的优化部署，接地干线沿建筑物墙壁水平敷设，采用避雷引下线进行防雷接地的电压传导系统设计，室内接地干线用多组接地体进行电流输出控制，采用等电位联结方法控制防雷接地系统的电气线路，有效避免雷电灾害对建筑电气工程的危害，实现防雷接地系统的优化设计，进行建筑电气工程智能型防雷接地系统的硬件模块化设计开发，对IO控制模块、电流衰减模块、输出转换模块以及中断模块进行详细硬件设计描述。研究得知，本文设计的防雷接地系统对雷击电流的衰减特性较好，提高防雷效果。