智能建筑电气防雷设计相关策略研究
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摘要：随着我国城市化进程的不断加快，建筑的智能化水平也在不断的提高，同时智能建筑的安全性也日益受到关注。在智能建筑中防雷设计是非常重要的环节，雷击不光是损坏智能建筑中的电气设备，破坏线路，还可能会造成人身伤害与经济损失。因此，做好智能建筑的防雷设计成为当前建筑行业重点研究的课题。文章中对雷击的危害进行了探讨，并且提出了智能建筑的防雷设计措施，对我国智能建筑的发展具有非常重要的意义。
关键词：智能建筑；防雷设计；重要性；危害；措施
中图分类号：TU198文献标识码： A
雷击对于智能建筑以及使用者所造成的伤害必须要引起高度重视的，对智能建筑的安全性与使用者生命财产安全有着非常重要的影响，从雷击对智能建筑的影响力与破坏力考虑，对智能建筑进行科学合理的电气防雷设计刻不容缓，它是保护智能建筑及其内部电气设备不受损害的重要途径。
1智能建筑中雷电压形成的原因与危害分析
智能建筑中雷电压的形成主要来源是大气中的饱和水蒸气在上下气流的碰撞与强烈摩擦下能够形成带有不同电荷的雷云，由于大地存在一定的静电感应，那么在带电雷云靠近地面时，大地雷电反应会产生与雷云极性相反的电荷，此时大地和云层两者之间就如同一个极板电容器，当云层中电荷密集地区对大地所产生的电场强度达到25kv～30kv/cm时，就会将空气绝缘击穿，从而对大地放出超负荷电压，当雷云中所产生的负荷与大地电荷发生中和后，会出现较大的电流，由于其能量较大，不仅会中断通信，同时还会对建筑物造成严重破坏，威胁人们的生命安全。雷过电压大致可以分为两种，一种是直击雷过电压，另一种则是雷电感应过电压。直击雷过电压是指架空线路直接性的遭受雷电冲击之后，其高压冲击会形成一定的过电压，过电压沿着线路扩散从而损坏智能建筑中的电气设备，将设备与大地之间的绝缘损坏;雷电感应过电压中的雷电主要是指高频脉冲电流，雷电冲击点附近的线路会造成电磁感应的影响而产生脉冲浪涌，脉冲浪涌经过线路将入侵设备系统，易导致设备永久性损坏或者是设备失去其功能性。
2.1结合智能建筑实况制定完整合理的防雷方案
在进行一系列防雷操作之前，首先应结合智能建筑所在地的实际情况及智能建筑特点制定科学合理的防雷方案，以便工作人员在防雷操作中用以参考。一般情况下完整的防雷方案必须包括两方面内容，分别是直击雷防护与感应雷防护。直击雷防护主要是利用接闪杆、接闪网、接闪带、导地体及主体钢筋等设备材料组合成一个框架，若在防雷设计中没有使用接闪杆，那么需要工作人员在最高位布置一个在10m×10m以内的金属网络，整个智能建筑中的金属体都需要与该框架相连接，以此来实现智能建筑防雷目的。感应雷对智能建筑的破坏主要是通过智能建筑中的电源线、数据线以及信号线等部位的入侵从而会对电气设备进行破坏，因此要实现感应雷防护，应在智能建筑中各种线路的进出口位置安装防雷器。
2.2智能建筑中信号系统的雷电防护策略
信号系统破坏会影响智能建筑中的通信，因此需要对信号系统采取相应的雷电防护策略。若智能建筑中的信号数据传输线路所采取的有线传输方式，那么其线路电缆应采取穿管埋地或者是屏蔽电缆的引入方式，并在信号接收器与线路电缆之间安装SPD，在天线的发射设备端与接收设备端安装SPD，同时进入主机房的电话线应该穿过金属管屏蔽接地将其引入。若利用双绞线或者同轴电缆上网的情况下应在双绞线或者同轴电缆上安装SPD。
2.3智能建筑中电源系统分级保护策略
智能建筑中的低压供电系统易遭受浪涌的冲击，要达到保护电源系统的目的，最好的保护方法就是采取分级保护的策略。对于瞬态过电压应对其分段抑制，目前相关企业常采取三级保护的方式。首先，在智能建筑中供电系统的入口进线各相与大地间的大容量电源防浪涌保护器(SPD)之间接入第一级保护，SPD的最大冲击容量每相应在25kA以上，限制电压应控制在2400v以内，属于1级电源防浪涌保护器。其次，在智能建筑中敏感或者十分重要的用电设备的分路配电设备处的SPD位置安装第二级保护，这些SPD能够将智能建筑供电入口浪涌防护器所剩余的浪涌量吸收，就目前的保护效果来看，其对瞬态过电压有良好的抑制作用。一般建筑供电系统做好雷电二级保护就可以了。但对于智能建筑而言，还要对其进行第三级保护，即在智能建筑用电设备的内部电源部分安装一个内置式的电源浪涌保护器，从而将智能建筑中存在的微小瞬态过电压完全消除。第三级保护中所使用的电源浪涌保护器最大冲击容量每相应不大于20kA，限制电压应控制在1000v以内。
2.4等电位联结保护策略
对于智能建筑防雷设计而言，主要在智能建筑中的主要金属构件以及进入建筑物中的金属管道实施等电位联结保护，并利用电子设备构成功能强大的信息系统。在等电位联结保护策略实施中若等电位联结中的连接体不能直接与建筑物相关金属构件及金属管道时，应将瞬态等电位联结的电涌保护器作为进行金属连接的导体。另外，还要在智能建筑中设备房外部合理敷设金属屏蔽网，同时要保证屏蔽网与房内环形接地母线多点均匀连接在一起，从而充分发挥金属屏蔽网的作用。当然在智能建筑内部中还有大量的弱电设备需要进行防雷保护，这要视实际情况而定，例如采用光纤传输的系统需要将光纤加强芯和挡潮层接地处理。
2.5智能建筑内信息网络系统的防雷保护策略
对于智能建筑而言，雷电波也可通过信息网络线路侵入网络设备系统，雷击电磁脉冲也可直接与网络线路耦合产生过电流和过电压来损伤设备。因此，对智能建筑信息网络系统、弱电设备的防雷是十分重要的。
建筑群子系统。由于建筑群子系统是由连接两个及以上建筑物之间的缆线和配线设备组成。所以，建筑物间网络连接线最好是采用光缆，光缆加强芯要与光电转换器外壳连接并可靠接地。若采用铜缆双绞线，则必须穿金属管埋地敷设，在进入智能建筑大楼的LPZ0与LPZ1区交界处安装符合通讯网络设备耐压水平要求的电涌保护器（SPD）。
设备间子系统。由进线设备，程控交换机，计算机服务器等各种主机设备及其配线设备组成，是整个布线系统的核心区域。连接进出智能建筑的通信线应采用光缆。若采用铜缆双绞线，则必须穿金属管埋地敷设并接地。在设备间各设备前端要采取二级防雷措施，最好安装通信避雷柜设备。各设备之间要进行等电位连接。
管理子系统。设置在各层配线间，由配线设备，输入/输出设备等组成。管理子系统各设备的物理连接往往是采用双绞线，需要采取二级防雷措施，安装通讯网络类SPD。
垂直干线子系统、水平干线子系统。主要是由各楼层间、同一层的插座、配线架组成的。对于较高层的智能建筑垂直干线子系统的布线最好采用光缆；无论是垂直干线子系统，还是水平干线子系，若采用铜缆双绞线，要做好屏蔽保护，走线都要穿金属管或电桥架中布设并接地。
工作区子系统。系统由工作区内的终端设备连接到信息插座的连接线缆所组成。工作区一般有电话机、数据终端、微型计算机、电视机等设备。由于从源头上对智能建筑内信息网络系统的防雷保护进行了层层设防和屏蔽，感应雷通过信息网络线再侵入工作区子系统干扰和破坏终端设备的可能性是极小的。
4总结
智能建筑遭受雷电冲击不仅仅对智能建筑本身及其内外部设备造成危害，同时在很大程度上还会威胁人们的生命财产安全，因此针对智能建筑中的各种线路、电气设备及布线等方面都要做好防雷措施，采取相应的雷电防护措施，以此来降低或避免雷电冲击对智能建筑内部信息系统及电源系统的破坏，为智能建筑提供安全保障。
参考文献
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