智能建筑防雷系统的设计范例.doc

智能建筑防雷系统的设计 一、建筑物防雷五要素： 1． 防雷装置 在高层建筑顶部设置接闪器，如避雷针、避雷带，或将金属构件接地。接闪功能指外部防雷装置和内部防雷装置的总功能，即接闪器的效果好坏，建筑物内部会不会产生反击。 2．避雷引下线 利用建筑物结构钢筋，对避雷针及其引下线进行限流和分流；为避免电磁干扰，电子线路应该远离雷电引下线。避雷引下线数量多，可以增加分流效果。引下线互相之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高时，引下线很长，在建筑物中间部位应设置均压环，改善分流效果，减少引下线的电感，还可降低反击电压。 3．均衡电位 均衡电位指建筑物内的各部位均能构成同一电位(等电位连接Bonding)。如果楼内各部位的结构钢筋和各种金属设备及金属管线都能连成统一的导电体，当然建筑物内部就不会造成的电位差，不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，同时，对微电子设备防雷电电磁脉冲也很有好处。钢筋混凝土结构的建筑物最具备等电位的条件，等电位连接的做法如下： 总等电位铜排：用长度为1m的100mm×10mm铜排，每50mm间距开13mm直径孔20个。总等电位铜排直接通过2根以上主钢筋与接地体和接地网格连接。 辅助等电位铜排：在每个楼层弱电井内或配电箱内设置辅助等电位铜排，其截面积按照保护接地干线PE选择，辅助等电位铜排上钻一些孔。各个房间的设备及其附近的金属管道和构件保护接地可以接到辅助等电位铜排。 4．防雷击电磁脉冲 在避雷针、避雷带和防雷接地情况良好时，还应该注意防止雷击电磁脉冲(Lightning Electro Magnetic Impulse, LEMI)对电子设备的危害。雷击电磁脉冲的入侵途径主要通过避雷针及其引下线或电子设备的供电线路，此外还可通过天线及其馈线、计算机或电话网络线路。因此，应该注意采取全面而有效的措施，防雷击电磁脉冲可以采取屏蔽、接地和电涌保护器。 (1) 屏蔽(Shielding) 屏蔽的主要目的是减少电磁干扰，对各种通信设备、电子计算机，精密仪器和各种微电子设备进行防护。建筑物内部的这些设备，不仅当防雷装置接闪时设备受到电磁干扰，而且由于本身性能的灵敏度，打雷时雷电波的电磁辐射，甚至其他建筑物接闪传来的电磁波也会对其发生影响。因此，在建筑物和房间外部设屏蔽，屏蔽可以用建筑物钢筋和金属支架或金属框架。对重要机房，如大型计算机房或重要电子设备的机房，应该采取屏蔽措施。可以利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋连接起来，构成六面体形成屏蔽。要求高的可以采取金属网等进行屏蔽，有的要求双层屏蔽。穿入屏蔽的金属物应就近与其作等电位连接。良好的屏蔽不仅使等电位和分流影响迎刃而解，对防雷电电磁脉冲也是最有效的措施。 (2) 接地(Earthing) 高层建筑接地效果的好坏是防雷安全的重要保证之一 建筑物接地 一般采用共用接地系统(Common Earthing System)，接地体(Earthing Electrode)利用大楼基础地梁内主筋，防雷接地、保护接地及各弱电设备接地利用同一接地体，其接地电阻应小于1Ω。基础地梁内主筋可以和桩基钢筋连接在一起，这种做法是目前国内外已经达成共识的共用接地方法，它不但可以节约大量投资，而且非常科学合理，切实可行和施工方便，同时可以得到极佳的效果。 木结构建筑和砖混结构建筑必须做独立引下线，采用独立接地方式；如果土壤电阻率大，使用接地极较多时，也可做周圈式接地装置。因为周圈式接地装置的冲击阻抗小于独立接地装置的冲击阻抗，有利于改善建筑物内的地电位分布，减小跨步电压。独立接地方式中以钻孔深埋接地极(约4～5m以下)的效果为最好，深孔接地极容易达到地下水位，且能节省接地极的数量。 电子设备接地 为了使智能建筑内大量的电子设备和线路得到更有效的保护，除了采用一般防雷接地做法外，应在自备变电所设置总等电位铜排，将变压器中性点、中性线N和总等电位铜排连接在一起。对于TN—S系统，所有接到总等电位铜排的中性线N应采用绝缘铜线，严禁中性线N和保护地线（PE）有任何电气连接。工作接地与总等电位铜排连接。 在弱电井设置保护地干线PE，可以采用镀锡铜排作为保护接地干线PE。保护接地干线PE和总等电位铜排连接，保护接地干线PE应该用绝缘子架设，与防雷接地系统隔离，防止雷电时对保护地线PE的反击和感应。 设备的直流接地(包括逻辑及其他模拟量信号系统的接地)采用截面积不小于35mm2的多芯绝缘铜线穿钢管或线槽引到辅助等电位铜排。钢管或线槽必须可靠接地。在直流接地设备较多的房间内，可以设置等电位铜排网格或等电位闭合铜环，供直流接地用。 将设备外壳用多芯绝缘铜线联结到辅助等电位铜排。其截面积，按照额定工作电流而定，一般用6mm2的多芯绝缘铜线(高层建筑弱电系统的接地在下文单独叙述)。高层建筑接地系统如图1所示。