现代高层建筑电梯的防雷及运行安全检测措施探讨

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摘要：本文分析了建筑物雷电入侵的途径，并对现代高层建筑电梯防雷及运行安全检测措施进行了探讨，以供同仁参考。

关键词：现代高层建筑；电梯防雷措施；运行安全检测

一、前言

随着我国城市建设的高速发展，城市高层建筑越来越多，电梯作为高层建筑运送乘客的重要垂直运输设备，确保在使用过程中人身和设备安全是至关重要的。目前，在每年的雷雨季节，电梯遭受雷击而发生故障停梯的情况经常发生。因此，采取有效措施做好电梯的防雷，保证设备和人员的安全至关重要。本文分析了建筑物雷电入侵的途径，并对现代高层建筑电梯防雷及运行安全检测措施进行了探讨，以供同仁参考。

二、雷电的侵入途径

雷电是一种非常常见的自然现象，同时，其对建筑物中电气设备的损伤也是非常严重的，雷电入侵建筑物与弱电设备的途径较多，智能建筑的外部防雷装置与接地系统都布设的较为全面，雷电感应与反击则是危害建筑物弱电设备的最主要因素。反击是因为雷电流在接地电阻与引线下将引发很高的电阻与电压，如果雷击发生时处于低电位下，接地装置则能够与金属物体相连接，进而出现非常高的电位，会击穿设备；雷电感应则是指雷电处于建筑物的上方或者是附近，雷电流通过磁场会在建筑物内形成空间感应，对建筑物内的电梯等机电设备进行破坏。

三、电梯的防雷措施

电梯的机房一般都在建筑物最高处，容易遭受雷击。因此，必须做好电梯的防雷工作，下面就电梯防雷的相关措施进行分析。

（1） 做好电梯位置的设计。一般来说安装有电梯的建筑多为高层以上建筑，按雷击风险评估可达到二类防雷建筑等级，其雷击电流参数为150KA，电梯设备应尽量远离作为直击雷的引下线的物体。如柱子等，确保足够的安全距离，避免雷电侧击，危及设备。为了减少雷电电磁场对电梯的感应，设计时应尽量把电梯布置在建筑物的中心部位，远离外墙钢筋混凝土柱内主筋所作的引下线的位置。利用电梯坑道剪力墙内钢筋构成初步屏蔽体，电梯的电源、控制、通讯等线缆最好采用金属管敷设，并在屏蔽金属管的两端良好接地，保证电磁屏蔽，使电磁数量级以减少雷击电磁脉冲对电梯控制系统造成干扰。

（2）做好电源与控制线路的设计。在电梯控制系统使用电涌保护器（spd）能对防止雷击灾害起到更有效的作用，电梯控制系统内部存在大量低压控制线路，电涌保护器（spd）用于限制瞬时过电压和泄放电涌电流的电器器件，并联或串联于线路处，平时呈高阻态，当有瞬态电涌时候，spd就会导通，将电涌泄放到大地上，将线路两端的残余电压（以下简称“残压”）控制在一定范围内。针对电梯使用的电子板种类繁多，各PLC电子板之间线路和相关电气性能有较大差异，而且每种电子板上存在不同电压级别的电源回路及信号回路。需要按照实际要保护的对象进行分析，挑选适当的避雷器保护电子板。对在电子板的工作电压和控制电路电压中的各等级供电线路进行spd保护，并且spd的额定电压必须与保护的回路电压等级相匹配。在实际工程经验来看，大部受雷击的电子板都是顶层电梯机房内的控制柜内的PLC电子板。所以是防雷设计中的重中之重。电梯控制系统中，一般采用4芯式的通讯电缆，其中2根传输电源，另2根传输CAN-bus信号。①在控制柜内电脑主微机板处安装AOTEMATKZ；②PLC电源输入输出及信号处理通讯板IO控制线路安装AOTEMSPDATB140-2-D10和AT24V及ATKZ；③在控制柜内继电器板各低压回路的汇总板线路处安装AOTEMSPDAT24V；④由于电梯对讲系统一般设计为总线式设计，所以在对讲主机电源线路及4芯信号处分别安装AOTEMSPDATB140-2-D10和AT170V/4避雷器。

（3）做好等电位的连接。《建筑物防雷设计规范》中指出防雷击电磁脉冲除采用屏蔽、共用接地措施外还应等电位连接。等电位连接是内部防雷装置中一部份，其目的在于减少雷电流所引起之电位差。等电位是用连接导线或过电压（电涌）保护器将处在需要防护之空间内之防雷装置，建筑物之金属构架、金属装置、外来之导线、电气装置、电信装置等连接，形成等电位连接网络，以实现均压等电位，防止需要防护空间之火灾、爆炸、生命危险和设备损坏。高层电梯机房金属门窗、金属构架接地，等电位处理。在电梯机房内使用40×4×300mm铜排设置等电位接地端子板，室内所有的机架（壳）、配线线槽、设备保护接地、安全保护接地、浪涌保护器接地端均应就近接至等电位接地端子板。区域报警控制器的金属机架（壳）、金属线槽（或钢管）、电气竖井内的接地干线、接线箱的保护接地端等，应就近接至等电位接地端子板。

（4）做好电梯机房的防雷。电梯机房一般建在建筑物的最顶层，在电梯机房附近有金属的排风设备。雷电发生以后，磁电感应波的脉冲可以沿着排风设备的导线将电流迅速传入，从而造成电梯瘫痪。因此，必须做好电梯机房的防雷。首先，要在电梯机房外部设置电磁屏蔽，附近任何部位的金属物都要接地。其次，在雷雨天气下，要及时将机窗户关闭，也可以将窗户设计成百叶窗形式的。电梯机房控制柜内的设备主板、电子线路等都要进行等电位的连接，还要在电梯柜内安装SDP，并对其运行的可靠性进行检查。

四、电梯防雷的安全运行检测措施

（1） 高层建筑电梯防雷系统的安装必须通过第三方有资质的企业进行安装，避雷器安装之后，应检查所有接线是否正确安装，然后运行测试，看系统和设备是否正常工作，有无异常情况，如有异常，应及时检查和整改，直至整个系统均正常运作。

（2）每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接角是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地无异常，必要时应挖开地面抽查地下隐蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。

（3）接地网的接地电阻应每年通过第三方有资质的公司进行一次测量。

（4）每年雷雨季节前应对运行中的避雷器进行一次检测，雷雨季节中要加强外观巡视，如检测发现异常就及时处理。

五、结语

总之，随着高层建筑的不断建设，电梯设备等被广泛应用。由于高层建筑的雷击概率比较高，电梯设备的安装位置一般在建筑物的顶层或者比较暴露的部位，在雷雨季节，更容易遭受雷击。因此，必须做好电梯的防雷工作，保证电梯的运行安全。

参考文献

[1]GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

[2]GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

[3]GB2887-89《计算机场地技术条件》

[4]GB-50174-93《计算机房防雷设计规范》

[5]GB7450-87《电子设备雷击保护导则》

[6]张鹃，林卓宏，严金芳等.超高层电梯机房防雷区磁场强度分析及防御技术[C].2014：1-6.