智能建筑的防雷与电气保护接地技术应用分析

刘安铭

辽宁省丹东市雷电防护管理中心 辽宁 丹东 118000

引言

目前，人们的生活质量在不断地进行改变，对于高层建筑物的需求量也就越来越大，使得建筑技术也要紧跟时代的脚步进行不断地创新、改变和完善来满足建筑工程的需要。电气工程是建筑工程中很重要的一个项目，它包含了与建筑工程方面相关的电气设备和装置的施工。在电气工程中引入电气智能化技术，可以有效提高施工的工作效率、降低施工人员的工作压力、减少一些施工的人工成本等。此外，电气智能化技术还需要计算机技术上的支持，依靠计算机技术来提高施工的速度和质量，避免了人为失误因素所造成的影响，增加了施工的安全性和可靠性。因此，将电气智能技术引入到建筑工程中具有非常重要的作用，需要我们不断进行发展智能化电气技术。

1 智能化建筑概念

在现在来说，建筑智能化电气工程管理的时候要使用到高科技，这是由于新技术在出现，而智能化管理技术就是一种广泛应用的技术。其实智能化技术也叫作“人工智能技术”，这是一种计算机技术的组成，是把其他几种技术结合在一起形成的技术，包含了GPS定位技术、精密传感技术和计算机技术，人工智能包括了智能控制系统、处理语言系统、专家系统、识别图像系统以及识别语言系统，这个词是在1952年提出的，到了现在，应用人工智能技术来管理应用是非常广泛常见的。

自动控制技术、通信技术、网络技术和数据技术是智能化技术在建筑智能化之中应用的几个方面，在智能建筑中，楼宇自动化的系统、通信自动化系统和办公自动化系统三个部分系统组成了智能建筑。在最近几年，科学技术随着经济飞快地发展起来，智能技术的应用也变多了，人们根据实际的需求，发展了很多的学科，比如综合自动化、仿生学、语言学，在这些的学科中加入实际的功能，就可以更加的方便使用。在中国的大型建筑非常多，几乎占全球的一大半，现在大型的建筑就是智能化的大厦。所以智能化大厦中的电力系统在自动化控制的领域中是一个非常重要的地方，把大厦施工成一栋国际化先进化的、并且具有日后发展性的智能大厦是非常重要的[1]。

2 智能建筑的防雷保护技术

2.1 避雷装置设置

避雷装置是最为传统的建筑防雷技术，一般设置在建筑外部，包括接闪器、接地体和引下线，其中避雷针和避雷带是接闪器的主要构成元素。在实际应用中，避雷带是优先选择，能够发挥出引雷以及闪雷截获的作用，以此来避免雷电直击的情况。接闪器可以通过引下线实现与接地体的有效连接，可以将截获的雷电流传输到大地中，实现对于雷电危害性的有效规避。以接闪器的设置为例，一般都是选择热镀锌圆钢或者热镀锌扁钢带，直径应该超过12mm，对照建筑防雷工艺的相关要求，依据规范设置在屋顶位置，如果采用的是避雷网的形式，应该将其设计为外墙表面与屋檐面保持垂直。接地体在避雷装置中同样十分关键，现代智能建筑中有着大量的电子设备，而多数电子设备和相关线路的耐压程度低，一旦遭遇雷击，就可能出现严重损坏。因此，技术人员在对智能建筑接地体进行设计和选择时，需要做好严密计算，利用专业的接地设备来确保雷电流能够被有效地导入到大地中。

2.2 内部防雷系统

内部防雷系统的主要作用是对雷电感应、伏击以及雷电波等进行防范，可以显著降低雷电流引发的电磁效应，也可以避免智能建筑反击或者跨步电压带来的二次损害。在实际操作中，可以使用金属制造成网、壳等结构，对需要保护的设备进行包围，这样能够更好地阻隔雷电脉冲磁场对于建筑通道的入侵，也可以降低乃至消除设备电磁干扰以及过电压。

2.3 等电位连接

在智能建筑中，可以借助等电位导体或者电涌保护器，将相互独立的设备和导电体连接在一起，减少雷电流在不同设备之间传输引发的电位差。通过合理的等电位连接，能够显著降低建筑引下线中的雷电流以及周围空间电磁场的强度，保证智能化设备的运行安全。在建筑智能化系统中，存在各种各样的框架、箱体和壳体，其相互之间的等电位连接以及与接地系统之间的等电位连接方式有两种，一是M型网型结构，适用于大型智能化设备或者具备较大延伸性的开环系统；二是S型星型结构，适用于小型设备或者局部系统，所有设备的管线和电缆都应该从接地基准点位置进入到系统中。

等电位连接技术是指包含电源设计理念的设备。在室内环境中，需要技术人员设置相应的连接带。借助等电位连接点的铺设，减小了各种电力设备之间的电位差。建筑物的金属构件会因雷击而产生电位差，应采用连接点来降低电位差。电气及相关电子设备的保护地、外壳、防静电等端部与等电位连接带的连接距离最短。在具体的连接过程中，需要采用综合的星型结构连接方式和网状结构连接方式来保障电力系统的运行[2]。

3 智能建筑电气保护接地技术

3.1 低压配电系统接地

低压配电系统接地主要是指TT系统、TN-C系统以及TN-S系统的接地保护处理，其中TT系统主要是利用单独极地接地方式将用电设备与电源进行接地，其间不会发生电气联系。当该系统运行正常，将会确保整体用电安全，同时还能够确保接地点位基准，这种接地方式一般常用于要求较高的接地的精密电子设备、低压公共电网供电设备以及数据处理设备。值得注意的是，TT系统很容易因为不灵敏的保护接地或者是接地时出现不足的电流而影响到内部装置无法正常运行，相关的电气设备会在金属外壳上出现危险电位，所以在智能建筑中应用TT系统，需要安装具有较大容量的电流保护和漏电电流保护装置。所谓的TN-C系统主要是电气设备中保护线和中性线是同一条，也就是PEN线，其与所有可漏电的设备部件进行连接。

电气设备系统的中性线（N线）与保护线（PE线）是二合一的，通称PEN线，所有可漏电的部分均与PEN线相连。这种系统安装简单、方便，安全性高，常用于三相负荷较平衡、单相负荷容量较小的工程中。如果系统出现三相负荷不平衡时，PEN线会有不稳定的电流经过，会让有金属外壳的设备带电，也缺少一个准确的电位基准点，会影响电子设备和数据处理的稳定性和有效性。TN-C系统的缺陷证明，其不适宜使用在智能建筑中[3]。

3.2 安全接地

安全接地主要是在接地处理中选择合适的金属绝缘部位作为载体，同时还要提前将相同接地还要进行金属连接。在智能建筑内部进行安全接地，需要将电气设备通过保护导体连接其他金属物，该保护导体禁止连接到零线上。目前很多智能建筑中都出现保护导体与零线连接的现象，通过这种方式将强电设备和电力设备进行接地，这样能够起到保护电气设备的作用，但是若是导体中绝缘体因为不同因素而出现损坏现象，将会导致人体直接与直流电进行接触，并出现触电等安全隐患；所以在智能建筑中进行安全接地的过程中，相关的工作人员应该要重视安全接地设备的质量符合标准，在建筑投入使用之后也会定期对安全接地的设备绝缘体进行检查，避免长时间绝缘体损坏而引发触电等安全隐患，提高智能建筑的安全应用功能。

在设计接地系统的过程中，应从多元化的角度出发，明确接地系统的种类。接地系统的类型有明显差异。防雷接地问题复杂。如果在处理的时候出现问题，就会造成严重的安全问题。当智能建筑处于联动状态时，联动内容包括智能建筑附近的各种建筑和实际的自然环境。必须对其进行保护和接地。公共接地体的施工可以通过建筑物的基础钢网完成。采取同样的接地方法。为后期开展各项活动打下坚实基础，保障智能建筑电力系统安全。

3.3 防静电接地

静电的产生主要是根据摩擦产生积蓄电荷，通过导静电体将可能会产生静电或本身带静电的物体与大地接地，形成回路，能够确保智能建筑内部接地系统的控制和操作。同时做好防静电干扰的工作也是非常重要的，若是智能建筑内部没有形成对应的防静电干扰控制结构，将会直接对接地系统造成影响。

3.4 屏蔽接地

在设计智能建筑的接地系统时，相关的技术人员一般会考虑将电缆屏蔽层、静电屏蔽变压器、线路滤波器、屏蔽网等进行接地，这种接地设计就是屏蔽接地。设计屏蔽接地不仅能够降低不同外界电磁波对智能建筑的干扰和侵袭，同时也能够确保电气设备在日常运行中避免释放的高频能量影响电气设备的运行，保证电气设备运行中的通信质量。此外，在智能建筑中设计电磁兼容系统也是非常重要的，电磁兼容系统要求电气设备与建筑内部的布线能够免于不同干扰，所以在设计该系统的过程中做好屏蔽接地工作能够有效地保护各种电气设备，同时能够有效地防止或者是降低电磁波对正常运行的电气设备的干扰+。

3.5 质量控制

施工初期。在建筑物电气保护接地系统施工初期，施工单位应做好一系列准备工作。首先应保证防雷接地体的质量能够满足技术标准的要求。现阶段接地体主要包括钢筋接地体和人工接地体两大类。其次，施工单位应做好现场设施的准备工作，如爬梯设施、操作脚手架等。三是施工单位要对施工人员进行技术培训，确保其业务素质和道德素质。最后，施工单位要做好材料选择和检验工作。材料的好坏直接影响到防雷效果。例如，防雷装置在应用过程中，可能会受到地下环境的腐蚀，从而对装置的性能产生不利影响。因此，施工人员在选材过程中应重点关注其防腐性能、使用寿命等因素。

施工过程。在施工过程中，要做好质量控制，首先施工单位要对影响施工质量的因素进行综合分析，充分考虑，完成防雷接地施工意见的制定。并指导方案的设计。其次，施工单位要高度重视并严格检查避雷装置、接地线、接地装置的安装施工，确保施工方案科学应用，施工方法规范。最后，在施工单位完成系统安装后，施工人员应检查系统的连接情况。如果发现任何系统连接问题，应予以解决和有效处理，以确保雷电流能够传输到地下[5]。

4 结束语

我国建筑智能化经过了30余年的发展历程，为人们提供了安全、舒适、可靠的生活环境。随着智能化技术能力水平的日渐成熟，智能化建筑典型应用的不断增多，我国将步入建筑智能化的快车道。未来建筑智能化技术在不断提高计算机技术、通信技术、建筑技术等发展水平的同时，应进一步加强节能技术、绿色建筑技术等先进技术应用，有利于我国建筑智能化快速可持续发展，促进构建资源节约型、环境友好型社会。