探究智能建筑工程中现代雷电防护技术的应用

梅晓

（1.广东省建筑科学研究院集团股份有限公司；2.广东省建设工程质量安全检测总站有限公司，广东 广州 510500）

现代化科学技术不断向前发展，互联网技术、电子通信技术、计算机技术以及综合布线技术更加广泛地应用在我国社会以及生产生活中，更加现代化的电子信息系统能够使智能现代化建筑不断向前发展。据不完全统计，当前智能化现代建筑物中使用以及安装的各种各样的电子设备存在电压低以及不耐受等问题，有一些电子设备如果短时间内过大量电压，特别是当受到雷击时，安全性以及稳定性会大幅度下降，电子设备容易被破坏。并且，这些电子设备在防雷电部件工作时，还会存在电子干扰，这些设备本身就具有非常高的灵敏度，因此，即使在很远的距离外有雷电，设备都会受到辐射导致稳定性降低，甚至其他建筑物也会对设备造成电磁干扰。为了切实解决这一问题，在智能建设工程项目中，要对电子设备开展防护管理工作。

大多数时候，智能建筑工程项目都会在建筑顶端安装防雷电设备，比如，避雷针以及避雷网等，采用共同接地的手段使建筑物具有防雷电性能，这样做防雷电的效果较差，虽然看上去满足了基础防雷电性能，可以对电子波干扰起到阻断作用，但是在具体应用阶段，仍然会出现非常大的缺陷问题。比如，距离建筑物500m 处的山林里有一个通讯基地，该基地的电缆搭建办法为架空，架空高度大约为10m，当起落雷电流幅值超过95Ka时，通过相关计算公式能够求得该线缆瞬间电压需要保持在30kV 左右，感应电压沿着电缆传递到电力线的两侧，虽然雷电在传递过程中电压以及电流会逐渐减弱，但是因为通讯基地和落雷电之间的距离不大，因此不能不考虑感应电压，感应电压以及感应电流会进入基地，对基地中的通讯设备造成破坏，并导致通讯信号终断。为了解决该问题，相关技术工作人员必须对其予以深入分析，采用各种各样的防护办法，防止雷电对电子设备产生损害。

1 智能建筑工程项目对雷电防护的具体要求

智能建筑工程项目类型不一，因此需要采用的雷电防护技术也各不相同。比如，用于建筑物外部的防雷设备主要是直接对雷电进行预防，但是安装在建筑物内部的防雷设备主要的功能是预防闪电电涌。并且，当建设工程项目在建设施工阶段，如果有一些非常重要的设施或者该设施存放的环境受磁场电涌影响而不能满足雷电防护的实际要求时，就需要选择电磁手段保护电子设备，可以选用接地手段或者选用电位连接手段防电磁干扰。

从现有试验结果能够得出，智能建筑项目防雷手段有两种，一种为内部防雷，另一种为外部防雷。具体来说，外部防雷需要按照固定的办法将防雷步骤细致划分成接地设备以及影像线等，主要应对作用在建筑物上的直击雷。内部防雷需要按照固定的办法将防雷步骤细致划分成科学布线、电位连接以及雷电屏蔽等多个步骤以及方法，切实防止雷电以及电磁干扰。随着社会不断发展，建筑工程项目防雷电设计工作也必须严格满足国家相关建设标准以及要求，不仅需要发挥出外部防雷的效果，还要起到内部防雷的作用，切实防止闪电电涌进入建筑物内部。换句话说，在建设工程施工阶段，相关技术工作人员需要将建筑物内部防雷装置的等电位与金属装置以及电信系统相连接，使其能够满足施工间距的硬性标准。

2 智能建筑工程项目里电子设备防雷的实际特点

从某种角度来说，我国现在有很多行政办公楼都安装了多元化电子信息装置，比如，互联网专线、视频监控系统、数据接收系统以及卫星接收系统等，这些系统构成了弱电集体。特别是经济发达的城市，在智能化工程建设中，均采用我国建筑行业的最高标准，应用更加现代化的智能设备，切实提高建筑项目防雷质量。不管是静电还是强电，都会对电子设备、电路电压传输信号线以及交直流电系统造成干扰，过电压也会因此破坏电子系统，因此，相关放雷电技术工作人员需要采取多种手段防止过电压入侵建筑物。

3 智能建筑工程项目雷电防护技术的应用情况

智能建筑物类型不同，需要采用的雷电防护措施也不同。所以，在建设施工过程中，应当结合建筑物的实际情况和智能化集成系统的类型以及发生雷击造成的后果严重程度大小，选择合适的雷电防护措施。

3.1 天线系统

大多数建筑物中，都会在建筑物顶端或者屋面上安装卫星天线装置，并把该装置连接到防雷接电装置上。需要特别注意的是，在将两种装置进行连接时，交互点需要高于两处，当天线比避雷针高时，应当根据建筑实际情况另外加设避雷针，将避雷针同天线系统连接起来，通过这种手段切实发挥天线装置的雷电防护效果。并且，当建筑物内部需要引入天线时，必须在建筑物内部安装天馈SQR。

3.2 进出管线和防雷电缆

在项目工程建设施工阶段，金属进出管线以及电缆都需要在进口以及出口处同防雷接地设施相连接，大多数设计工作都会把该装置同总等电位予以连接。具体来说，进口以及出口位置安装的电缆金属外皮应当连接到防雷电接地装置中，一旦选用架空的方式对电缆进行搭建，在转口位置就必须设置天馈SQR。从调查结果能够得出，一旦架空线受到雷击，则大概率会产生故障，且故障率占总故障率的45%，就算发生雷击的位置离电缆有非常远的距离，依旧会有电流流入电缆，所以，在铺设电缆时，需要选用有屏蔽雷电功能的电缆，或者选择在线缆外面套一个钢管的方式铺设电缆，这样通过钢管将电气同外界予以联通避免电磁产生干扰。钢管具有的屏蔽功能和雷电电流产生的极负效应都能够对传输电缆起到保护作用，防止传输电缆受到外界干扰。

3.3 电源系统

按照目前雷电新换设备的实际使用情况能够分析出，约有超过65%的雷电事故是因为供电电路中存在雷电导致的。因此，相关雷电防控技术工作人员必须开展电源系统雷电防护工作，使用多种多样的方式防止雷电事故的发生。在电源供电系统中，电涌保护器发挥着非常重要的作用，大多数时候，我们会把电涌保护器安装在防雷区域边缘，确保各个等电位之间能够有效连接起来，切实发挥出保护作用，同其他防雷装置以及方法共同开展。电源系统会结合自身耐能量情况接收能够允许范围内的闪电威胁值，并尽可能地将其降低，一直到满足要求。在保护阶段，电涌保护器需要在LPCDF/LPDE位置将雷电流分流，并把其引入地表，然后通过电涌保护器对交界位置剩下的闪电威胁值通过电磁场发生感受效应。

信息设备种类不同、耐受性不同，受到冲击后产生的电压额定值也不同。因此，要结合建筑物的实际特点，科学、合理地选用低压信息设备开展电涌保护工作，突出电源系统的重要地位，结合建筑物的规模大小、所处磁场环境等多种因素，确定电涌防护的具体等级和防护方式。

对于智能建筑物来说，为了提高电子设备的稳定性以及安全性，大多时候会在建筑上安装三级保护。第一层防护是在建筑内部入户线接线电源位置安装能够循环接地的保护系统，并选择能够承受电流量较大的三相避雷器；第二层防护主要利用动力室内部的电源线以及配电盘，搭配并联式避雷器达到防雷目的；第三层防护是在配电柜进线位置安装并联式避雷器，达到三层防护的目的。需要注意，在布置电源控制室内的电缆时，不能沿着墙体铺设电缆。当有雷电击向建筑物时，建筑物内部的钢筋会将强电流传导，在瞬间建筑物内部磁场即会产生改变，受高脉冲浪涌影响，控制室内部线路会产生强电压电流，对电子设备造成损坏。并且对于数据传送线以及信号控制线来说，在连接位置处或者电流流向控制室电路前，应当安装接地设备，电阻要小于5Ω，综合接地网电阻需要小于2Ω。

3.4 弱电系统

按照实践调查情况，我们能够把智能建筑物电力系统中的弱电分成两个不同模块：第一种模块为：达到我国建筑行业要求的安全电压等级并符合控制电压电能相关标准，其中有12V 直流电源、紧急状态备用电源以及特殊情况照明等；第二种模块为：能够对信息元素进行传导的信息源，比如，手机以及电脑等。对于智能建筑来说，弱电技术也可以发挥非常重要的作用。智能弱电技术重要载体以及主要内容为信息技术，信息技术是智能建筑发挥其基本功能的主要渠道和方式。由此能够得出，对于弱电系统来说，雷电防护工作属于系统性工程，该工程涉及的领域以及专业知识非常多，其中有宏观知识以及微观知识、建筑内防雷措施以及建筑外防雷措施、天线以及地线、弱电以及强电等，每个项目都需要科学对其进行设计，加强顶层设计。具体来说，经常容易受到雷电入侵的地线屏蔽过电压需要使用科学的防护方式，有效对其进行管理以及完善，比如，信号传输系统以及电源系统等，切实对信号设备发挥出屏蔽作用，科学增设避雷设施，最大程度降低雷电过电压，切实做到防护全覆盖并保证经济效益。

3.5 传输网络

电子设备种类不同，传输网络路径也存在不同，所以在开展雷电防护工作时，应当使用电磁脉冲对雷电在电子设备中的传输路径开展防护管理工作。具体来说，当出现雷电天气时，电能直接传递到电子设备内部的导线中，并产生非常巨大的感应过电压，并通过天线以及电源线等直接流入到设备里。当电压作用于元器件时，会导致元器件损坏；并且雷电会由于电位反击对导线绝缘材料造成破坏。因此，雷电防护工作人员应当采取多种多样的方式对电子设备进行保护。（1）把智能建筑内部的各种系统设备同等电位予以连接；（2）选择金属管铺设电缆办法优化信号传输线防雷功能，降低感应效应，最大程度发挥屏蔽作用；（3）屏蔽电子设备机房；（4）按照雷电防护具体需要加装天馈SQR，限制电子设备中的过电压值。

4 先进雷电防护技术在建设阶段的注意事项

由上文能够得出，在对雷电防护系统设置时，要根据各个管线的实际位置和各个管线同防护系统关系进行判断。建筑物内部不能缺少照明、通讯设备、动力装置以及电视线路，在建筑物内安装雷电装置的过程中，需※要保证这些线路不受干扰，所以在实际施工阶段，应当使用金属管直接对这些线路开展穿线工作，确保能够切实发挥出其屏蔽功能，应当选择镀锌钢管结合建筑物实际情况予以跨接，确保全部电气管线相联通。

动力装置、照明设备、电视线路以及通讯设备需要安装在建筑物中心位置，但在安装过程中，需要注意必须将同引下线主筋之间的距离控制在最小，当有雷电天气时，电子设备会由于发生感应效应而受到损害，所以在施工过程中，相关设计工作人员需要统一进行安排，考虑到所有情况，不断优化弱点系统管线，最大程度降低感应范围。

在安装建筑物外部电源线以及通讯线路时，不单要保证布线的安全性以及隐秘性，还需要在入户位置设置避雷器以及防雷器等，以便发生过载情况时能起到保护作用。

在对智能建筑工程项目进行设计时，需要妥善地进行处理，以保证雷电能够直接传到地表，保护电子设备和人身安全。大多数情况下，建筑物会安装地网电源地，同时防雷以及安全保护地需要能够不受其他干扰独立运行，有足够的安全距离防止发生反击事故危害。因此，必须结合实际情况，科学合理地对各个接地系统间距离进行设计，确保建筑物能够符合我国相关安全标准，将其予以有效连接。当建设工程现场或者建设工程项目不能直接进行连接时，也能够选择地电位连接办法。

随着经济的不断发展，城市规模也不断扩大，很多智能建筑工程项目诞生，相关施工水平以及施工工艺水平不断提高，在这种大环境下，为了切实提升工程的施工质量和施工效率，需要根据更加先进的雷电防护技术，不断优化以及革新雷电防护系统，切实发挥出雷电防护技术的效果。