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高层建筑防雷接地问题讨论

  
评论: 更新日期:2016年07月24日
3内部防雷措施
内部防雷包括防雷电感应、防反击以及防雷电波侵入内部。防雷装置包括等电位、屏蔽、接地、合理布线以及加装避雷器等措施。
3.1等电位联接
等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来。为保证建筑物内部不产生反击和危险的接触电压、跨步电压,应当使建筑物地面、墙板和金属管、线路等都处于同一电位,为此钢筋混凝土建筑物应在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的等电位连接板,以便与接地主干线相连。由于电力、电信线路不能直接接到地线上,电涌保护器(SPD)实现了电气设备、电子设备的等电位联结。
  建筑物等电位联结干线应从与接地装置有不少于两处直线连接的接地干线或总等电位箱引出,等电位联结干线或局部等电位箱间的连接线形成环形网络,环形网络应就近与等电位联结干线或局部等电位箱连接,支线间不应串联连接。总等电位联结一般设在地下室或靠近地平面处,将进出建筑物的金属管道、建筑物钢筋接地网、所有强弱电电源线、信号线的接地线进行联结。
  高层建筑物内各种金属导体和管道如金属门窗、设备的金属外壳等作等电位连接;电源线、信号线通过电涌保护器实现等电位连接;建筑物各处的均压环、起到一定电磁屏蔽作用的钢筋网、各处的电气以及防雷等电位连接导体形成总等电位连接,最后与联合接地系统相连,形成一个理想的“法拉第笼”。
3.2合理的屏蔽
屏蔽的目的主要是对微电子设备进行保护,确保房间内的设备处于无干扰的环境中。电气线路的主干线要布置在高层建筑物的中心位置,因为其雷电产生的电磁场强度是最弱的,可以有效的减小干扰的范围。电气线路在布线时最好采用金属管布线,不仅可以防止雷电的反击能力,而且对各种电磁脉冲也有较好的屏蔽能力。提高屏蔽的有效性需要采用多种手段,例如在房间加装屏蔽网、处理好微电子设备的电源线和信号线的接口等.
3.3选择可靠的电涌保护器 (SPD)
   由于电力、电信线路不能直接接到地线上,电涌保护器很好的实现了电气设备的等电位连接。依据《建筑物防雷设计规范》宜在建筑物以下位置设计安装电涌保护器:总电源进线处、由建筑物外面引进来的电话、宽带、有线电视配线设备处、紧固在高层建筑物外面上的用电设备,例如节日时闪烁的彩灯、航空障碍灯、用电的广告灯牌等对应的室内配电箱处,以及计算机机房、保安监控中心、消防控制中心等弱电系统的配电箱内。
4个人观点
随着人类的发展与进步,人们已步人数字化、网络化和信息化时代,在讲求建筑物的实用性、艺术性之外,人们也更看重生活和工作空间的功能性与服务性。因此,信息网络及计算机控制的微电子技术设备必然进人智能建筑,为人们做好各种服务。任何建筑的安全始终是第一的。近几年来,高层建筑内的微电子技术设备及计算机系统(以下简称电子系统)遭雷击,毁坏建筑物和设备、造成火灾事故时有发生。因此,智能建筑防雷保护与优化已迫在眉睫。所以现在,在对高层建筑防雷接地保护时,也要考虑高层智能建筑的防雷接地保护,升级高层建筑防雷接地系统。
4.1普通建筑物防雷接地的缺点:
普通建筑物的防雷的主要目的是为了防护建筑物及建筑物内部的人、畜、物免受雷击。为此运用避雷针、避雷带、引下线、接地极引雷人地,只解决了普通建筑物的防雷问题。因此,对智能建筑的防雷保护的规划和设计考虑不足和有缺陷。
它的缺陷主要有以下几个方面:(1) 防雷技术设计及选材差, 就普通建筑物的防雷而言,早期的防雷技术是引进前苏联的技术,采用抛物线或折线计算法来计算反击电压和安全距离,防雷效果较差。(2) 传统避雷器应用的缺点:① 间隙避雷器的缺点:对雷击信号的响应时间长约数百纳秒至微秒;一旦击穿必须借助外电路使之断流,重复使用的特性变异很大。②氧化锌压敏电阻避雷器的缺点:结电容大,不宜用于高频电路;标称通流量作用下的残压较高,约等于1mV是压敏电压的3-4倍半导体。③避雷器的缺点:通流量太小,不宜用作电源避雷器。(3) 防雷电路设计上的缺陷:主要有接地电阻大或前级避雷器损坏易遭雷击; 多级关联避雷器响应时间长很难防护。
4.2什么是智能化建筑防雷接地保护
   智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。它的产生和发展,离不开计算机网络技术、现代控制技术、智能卡技术、可视化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术等高科技技术的迅猛发展,离不开大量的计算机和微电子设备。而这些设备功率小、工作电压低、绝缘程度不高,过电压承受能力差,抗干扰、抗电涌的能力弱,极易遭受雷电干扰,从而破坏整个智能系统,造成极大损失。因此,科学合理地进行智能建筑防雷保护设计,显得非常必要。智能建筑的防雷总体设计是指:针对智能建筑内的电子系统的防雷设计,现代新的防雷思维观,就是综合治理、整体防御、多重保护、层层设防。它主要包括以下几个方面:(1)现代优化避雷针:这就是在分析了传统避雷针某些局限性之后,采取一些改进措施,即气隙放电、阻抗限流等,也就是展宽雷电波形、降低雷电波头幅度,把大部分雷电能量消耗在优化避雷针体上。有效地抑制和削弱了地电位和二次雷击效应,克服了传统避雷针的弊病。(2)优化设备屏蔽避免电位差:①设备与设备之间做好屏蔽,由于设备的性质不同,因此,有的要求仅对设备本身做屏蔽,有的要求在设备与设备之间做屏蔽,还有的要求在机房做屏蔽。②楼顶设计接闪装置:“法拉第笼”的制作即在楼顶设计接闪器, 避免接地线之间存在电位差等。(3)接地系统的要求与优化: 智能大厦一般均为一类建筑,应建立综合接地系统,接地电阻不大于1欧姆。针对智能建筑较为适用的综合接地系统应采用“法拉第笼”方式,实践证明接地效果极佳,但在接地体材质选择上,要根据地质条件灵活掌握。
5总结
   高层建筑作为雷电风险的高发区域,一旦遭受雷击,后果将不堪设想,我们必须高度重视其防雷设计。从外部、内部防雷等多个方面进行考虑,注重等电位连接、接地系统设计、安装可靠的电涌保护器等。根据建筑的实际情况及需要防护的对象来灵活应用多种措施,综合考虑防雷设施中的接地体、引下线、避雷网格、避雷带、避雷针、均压环、等电位、避雷器等主要的技术环节。此外还应积极采用可靠的新技术来消除雷击的危害.由于现代高科技的迅猛发展,高层智能建筑也崛地而起,因此对待这些建筑,不能再用普通的防雷接地保护装置,因考虑采用智能建筑防雷接地保护措施。
6 参考文献
1】 GB50057- 1994,建筑物防雷设计规范〔S〕.
2】 GB50303- 2002,建筑电气工程施工质量验收规范〔S〕.
3】 GB 50011- 2010,建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010
4】 刘开国. 高层与大跨度结构简化分析技术及算例[M].北京:中国建筑工业出版社,2006
5】 杨星. PKPM 结构软件从入门到精通[M].中国建筑工业出版社,2006
6】 王铁梦工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社,1997
 
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