智能建筑物雷电灾害分析及安全防御

智能建筑物雷电灾害分析及安全防御

杨健 何江明 史汉辉

身份证号码： 44178119970810 ****

身份证号码：44098119940606****

身份证号码：44088319920607****

   摘要：智能建筑物在社会经济发展过程中发挥着极其重要的作用，但其受雷击的风险较大，所以采取安全的防御措施十分必要。防雷人员应认真思量智能建筑物雷击环境，严格依据防雷技术要求开展工作，确保智能建筑物的防雷技术得到进一步完善，以不断提升智能建筑物的安全性，最大限度减轻雷电灾害造成的损失。

关键词：智能建筑物；雷电灾害；安全防御
       引言
      近些年来，随着城市化建设步伐不断加快，智能建筑物如雨后春笋般不断攀升，在智能建筑物内部包含有很多通信系统、微电子设备、网络系统、智能控制系统等设备、线路，这些电子信息系统自身对电磁干扰特别敏感、过电压、过电流难受能力较差，极易遭受雷电的危害。一旦发生雷电天气，雷电中的强雷电流势必会通过金属通道、通信线缆、输电电缆、空间辐射、接收天线等进入到建筑物内，电磁感应现象则会危害网络系统、智能控制系统以及通讯设备等相关设备设施的安全。为了确保智能建筑物的可靠性和安全性，加强雷电安全防御工作迫在眉睫。
        1.智能建筑物雷电灾害分析
        智能建筑物因其具备的功能较多，在建筑物内部大都布设着大量电气设备以及自动化、智能化信息控制系统，特别容易遭受雷电袭击。若发生雷电灾害，势必会对智能建筑物整体的安全性造成严重威胁，大致表现为以下几个方面：第一，若智能建筑物遭受雷电侵袭，人们在进入室内一旦触碰到相关的电子设备时，往往会引发十分严重的人员伤亡事故；第二，部分智能建筑内部导线的绝缘皮层存在破损之处，一旦遭遇雷电袭击，智能建筑物内部线缆会有漏电的安全隐患存在；第三，用户线路上的过电压，还无法在规定的时间内传输至建筑物内部的有关的装置上，对电子信息设备的灵敏度造成不同程度的影响；第四，因为雷电灾害的侵袭，可能会破坏智能建筑物的结构，进而对智能建筑物运用过程中的安全稳定性造成极大影响；第五，若雷电袭击比较显著，局部的电流或者电压会瞬间上升，特别容易导致火灾事故的发生；第六，智能建筑物若受雷击，内部的自动化以及智能化控制系统势必会遭到一定的影响，若没有办法及时对有关设备的操作请求作出有效响应，这样会在很大程度上增加安全事故发生的概率。
        2.智能建筑物雷电安全防御技术
        2.1外部防御
        2.1.1接闪器
        为了能够较好地确保智能建筑物内部电子设备的稳定性与安全性，智能建筑物的外部往往应凭借雷电接闪系统对直击雷进行防御。接闪器主要由避雷带、接闪杆、避雷针、避雷网、金属构件和其他物件组成。具体在布设接闪器时应认真思量智能建筑物的经济实用性施工条件以及整体协调性等各个方面；避雷针最好不要采取高度大于所选避雷装置的保护级别所对应的滚球半径的建筑物；针对窄长条建筑物，可以使用由避雷带所产生的接闪装置；智能建筑物的金属屋面的建筑物能够把屋面作为接闪器，应与相关要求一致：金属板之间进行搭接的时候，通常要求其搭接长度≥100mm;金属板下方无任何易燃物品的时候，其厚度要求应≥0.5mm;假如金属板的下面有易燃物品存在的时候，铝板要求≥7mm，铜板要求≥5mm，铁板厚度要求≥4mm，金属板没有绝缘覆盖。
        2.1.2引下线
        引下线作为对接闪器和接地装置进行连接的金属导体，其功能主要是把接闪器接闪的雷电流安全进行导入大地。引下线存在若干并联电流通路,通路的长度一般处于最短状态。（1）针对独立引下线的布设：若接闪器由若干独立杆塔或1根杆塔上的避雷针共同构成时,每个杆塔至少应该设置1根引下线。若杆塔由金属或者是互连的钢筋共同构成时,不用另外布设引下线；若接闪器由分离的一些水平架空线或者单根引下线构成,在架空线的每端至少应该布设1根引下线；若接闪器由网格导体构成，各支撑结构至少应该布设1根引下线。（2）针对非独立引下线的布设：沿智能建筑物的周边对称设置引下线，一级建筑物引下线间的平均距离要求≤12m;二级建筑物引下线间的平均距离要求≤18m;三级建筑物引下线间的平均距离要求≤25m。建筑物引下线要求≥两根；各引下线应采取靠近地面以及垂直方向的环形导体保持连接。（3）对于自然引下线的布设，智能建筑存在坚固的电气连接且截面尺寸超过标准引下线所规定尺寸的金属设施、金属框架、钢筋以及厚度≥0.5mm的金属立面、外廓围栏以及附属结构等均可以用作自然引下线。
        2.1.3接地装置
        智能建筑的内部通常安装了许多的自动化设备，在电源和接地过程中均需要考虑电磁兼容与过电压的保护。接地装置的功能主要是为将促使雷电流朝大泄放。接地装置的布设应思量采取智能建筑物自然接地体，若智能建筑物自然接地体没有办法达到相关要求则需要增设人工接地体。当前，主要采取共用接地系统，也就是将防雷接地、电源工作接地、直流工作接地以及安全保护接地共同形成一组接地装置,接地电阻值通常要求≤4Ω。

        2.2内部防御
        2.2.1屏蔽
        屏蔽通常是指将被保护对象利用金属网、管子以及箔等包围起来，阻断雷击所形成的电磁脉冲通道，极易增添闪电入侵的难度。屏蔽措施对智能建筑物内部装设的电子信息设备的保护至关重要。可以根据智能建筑物自身的钢筋混凝土结构，促使梁、地板、墙面、顶部以和柱内的钢筋共同形成一个六面体的网笼。使用法拉第笼避雷网不但可以有效防御空间电磁波所形成的辐射，同时还能够维持建筑内部的分流与均压效果。此外，也可以合理的布线，使用金属包络线进行屏蔽，亦或把线路埋设到金属管道，设备采取金属壳等相关屏蔽技术，最大限度对电磁脉冲加以屏蔽，减轻智能建筑物內部浪涌的出现与感应回路。
        2.2.2等电位连接
        等电位连接一般可以确保智能建筑物内部各个区域的电位相保持相符，防止智能建筑物内构成反击电压以及会威胁到人们生命安全的接触电压，同时还可以能效避免雷电电磁脉冲。可以使用建筑物内部的金属部件保持连接，构成网格状的低阻抗等电位连接网络，同时和接地装置共同形成接地系统。将智能建筑的接闪装置分别和梁、板、柱以及基础内钢筋进行有效焊接，同时还应将智能建筑内部各类设备金属外壳以及金属管线保持焊接，确保智能建筑内部各个部件的等电位连接保持良好。
        2.2.3电涌保护器
        智能建筑物内一般需要安装多级电涌保护器（SPD），以确保设备的可靠性和安全性。分别在智能建筑物总配电连接箱以及分配电柜内装设SPD，作为第一级雷电防护；在信息机房以及各类控制室的配电柜内装设SPD，作为第二级雷电防护；在特殊保护设备终端装设SPD，作为第三级雷电防护。应保证连接SPD与等电位连接的导线呈现短且直特征，最好不超过1m。安装SPD时应该多级配合，假如存在续流，需要在线路中串联退耦装置。
        3.结束语
        智能建筑物在社会经济发展过程中发挥着极其重要的作用，但其受雷击的风险较大，所以采取安全的防御措施十分必要。防雷人员应认真思量智能建筑物雷击环境，严格依据防雷技术要求开展工作，确保智能建筑物的防雷技术得到进一步完善，以不断提升智能建筑物的安全性，最大限度减轻雷电灾害造成的损失。
参考文献：
 [1]何春永.现代智能建筑的雷电防护技术及发展前景研究[J].科技信息,2011(19).
[2]瞿明,万瑞霞.智能建筑雷电防护技术的应用研究[J].智能建筑与城市信息,2015,(04):89-91.
[3]王涪德 , 梁建文 . 高层智能建筑物综合雷电防护措施 [J]. 现代建筑电气 ,2012(06).