智能建筑通信網絡系統工程接地與防雷技術

文│ 湖北省十堰市科文電腦技術開發有限公司 王德秀

在建筑工程中，通常把電力、照明用的電能稱為強電；把用于傳播信號、進行信息交換的電能稱為弱電。顯然，智能建筑通信網絡系統工程屬于弱電工程范圍。

1 接地

建筑弱電系統的接地對于信息傳輸質量、系統工作穩定性以及設備和人員的安全都具有重要的保障作用。當前通信網絡系統普遍采用了計算機技術，因此對接地和抗干擾要求更嚴格，因為地中電流錯綜復雜，相互影響，給弱電系統的接地安裝技術提出了較高的要求。

多年來建筑內弱電系統的接地問題是分開單獨接地還是共同接地，業界一直爭論不休，目前趨向于采用共同接地的方式，接地體以采用自然接地體為主。

當自然接地體同時符合三個條件時（接地電阻能滿足規定值要求；基礎的外表面無絕緣防水層；基礎內鋼筋必須連接成電氣通路，同時形成閉合環，閉合環距地面不小于0.7m），一般不另設人工接地體。

綜合樓弱電系統防雷接地方案之一的做法是利用基礎鋼筋、承臺鋼筋相連接，作為自然接地體，框架柱鋼筋與基礎承臺鋼筋焊接作引下線，再將樓板、梁內鋼筋與柱筋焊接，這樣就形成了一個具有極小電阻、極小引下線阻抗、立體的法拉第籠和平面的等電位自然防雷網絡框架。

另一種方案是以接地分匯接線取代局部等電位網（排），以接地總匯接環取代總等電位母排，其他都與前一種方案相同。

綜合樓的地網組成做法采用共同接地方式，其安裝要點如下：

接地線、引下線固定點間的距離，水平直線部分一般為1～1.5m，垂直部分為1.5～2m，轉彎部分為0.5m；扁鋼接地線、引下線搭接長度為扁鋼寬度的二倍（當寬度不同時，搭接長度以寬面為準），且最少三面焊接；圓鋼接地線、引下線搭接長度為圓鋼直徑的六倍（當直徑不同時，搭接長度以直徑大的為準），且二面焊接；明裝接地線、引下線在地面以上1.7m長的一段，用角鋼或鋼管保護；接地裝置應采用焊接，當難以避開時，其接地體截面應適當增大，鍍層不宜小于 100 μ m。

電子設備接地形式主要有串聯式一點接地、并聯式一點接地、多點接地、混合式接地（I）和混合式接地（II）等。

二是評級市場不發達帶來的局限性。我國的評級市場設立時間晩，造成評級機構少，評級服務行業規模小，評級范圍狹窄，評級技術水平不夠發達，評級市場服務不完善，評級的信息數據資源庫的積累程度低，還沒有形成評級的行業規模與行業信譽。

◆ 串聯式一點接地形式簡單易行，它將接地母線引至總等電位線或接地極，電平最低者應距接地點最近。串聯式一點接地形式的缺點在于信號可能會互相干擾，當電平相差較大時，會產生較大干擾；

◆ 并聯式一點接地形式的優點是干擾小，缺點在于接地數量多，布線復雜；

◆ 多點接地方式，它將接地母線引至總等電位線或接地極，引至總等電位線或接地極的接地線應采取屏蔽；

◆ 混合式接地（I）形式實質上是串聯式一點接地形式與多點接地形式組合；

◆ 混合式接地（II）形式實質上是并聯式一點接地形式與多點接地形式組合。

一點接地形式適用于電平相近的各低頻電子設備或電路；混合式接地適用于低頻與高頻之間的電子設備或電路；多點接地形式適用于f>10MHz的高頻電子設備和電路。

在接地裝置安裝完畢后，應測定接地電阻的數值，以確定是否滿足設計或相關規程的要求。接地電阻的測量主要是流散電阻（也稱沖擊接地電阻）測量。沖擊接地電阻總是小于工頻接地電阻。

測量接地電阻的方法有電流表——電壓表法、電橋法、接地電阻測量儀等。目前都采用接地電阻測量儀，操作簡單又方便。

防雷裝置的接地電阻應考慮在雷雨季節中的土壤干燥狀態的影響，各地都規定有不同的季節系數。用所測的接地電阻值乘以季節系數，所得結果即為實測接地電阻值。

2 防雷

防雷工程是一種系統工程，需要將外部防雷裝置和內部防雷裝置整體考慮，建筑物防雷的六項重要因素即接閃功能、分流影響、均衡電位、屏蔽作用、接地效果和合理布線。

（1）接閃功能指外部防雷裝置和內部防雷裝置的總功能，即接閃器的效果好壞，建筑物內部會不會產生反擊。

（2）分流效果直接取決于引下線數量的多少，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，其感應范圍也小。引下線互相之間的距離不應小于規范中的規定。當建筑物很高時，引下線很長，應在建筑物的中間部分增加均壓環，以減小引下線的電感，它不僅可以分流，還可降低反擊電壓。

（3）均衡電位指建筑物內的各部位均能構成同一個電位即等電位。若樓內各部位的結構鋼筋和各種金屬設備及金屬管線都能連成統一的導電體，建筑物內部就不會產生不同的電位，就保證了建筑物內部不會產生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，同時對微電子設備防雷電電磁脈沖也有好處。鋼筋混凝土結構的建筑物具備做到等電位的條件，因為其內部結構的鋼筋大部分是自然搭接或綁扎的。為防雷裝置的需要，應再有目的地將接閃裝置與梁、板、柱和基礎可靠地焊接、綁扎或搭接，同時將各種金屬設備和金屬管線與之焊接或卡接來形成均衡電位，這就使整個建筑物成為良好的等電位體。

（4）屏蔽的主要目的是對建筑物內的各種通信設備、電子計算機、各種微電子計算機、精密儀器和各種微電子設備的防護。對建筑物內部的這些設備，不僅當防雷裝置接閃時怕它受到電磁干擾，而且由于它們本身性能的靈敏性，遠處空中打雷、雷電波的電磁輻射，甚至其他建筑物接閃傳來的電磁波也會對其產生影響。因此，盡量利用鋼筋混凝土結構內的頂板、地板、墻面和梁、柱，使其構成一個六面體的網籠，即籠式避雷網，使其達到屏蔽條件。根據結構的不同，其墻內和樓板內的鋼筋有疏有密，可按各種設備的不同需要增加網格的密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流影響迎刃而解，對防雷電電磁脈沖也是最有效的措施。

（5）良好的接地效果也是防雷安全的重要保證之一。鋼筋混凝土結構的建筑物在符合規范條件時，應利用基礎內鋼筋作為接地裝置。當達不到規范條件或基礎包在防水油氈層內，可做周圈式接地裝置，但應將周圈式接地體預先埋在基礎槽的最外邊，接地體靠近基礎的鋼筋，有利于均衡電位的效果，同時還避免了專門挖深溝的土方量和人工工作量。

木結構建筑和磚混結構建筑必須做獨立引下線，并采用獨立接地方式；如果土壤電阻率大，使用接地極較多時，也可做周圈式接地。因為周圈式接地沖擊阻抗小于獨立接地裝置的沖擊阻抗，有利于改善建筑物內的地電位分布，減少跨步電壓。獨立接地方式中以鉆孔深埋接地極（約4～5m以下）的效果為最好，深孔接地極容易達到地下水位，且能節省接地極的數量。

（6）合理布線是防雷設計的重要因素之一。現代建筑內部都離不開照明、動力、電話、電視和各種微機設備的線路，必須考慮防雷系統與這些管線的關系。當防雷裝置接閃時，為了保證這些線路不受影響，首先應該將這些線路穿于金屬管內，以保證可靠的屏蔽；其次，這些線路主干線的垂直部分要設置在高層建筑物的中心部位，避免靠近作為引線柱筋的位置，以盡量縮小感應的范圍；再次，應注意由室外引來的電源線、電話線、電視共用天線和屋頂高處的彩燈及航空障礙燈等線路的引線做法，防止雷電波侵入。除考慮布線的部位和屏蔽外，還要在需要的線路上加裝避雷器、壓敏電阻、齊納二極管等過電壓保護器。因此，在室內進行各種布線時，必須與防雷系統整體統一考慮。

在建筑物內部，總體的防雷措施可分為安全隔離距離和等電位連接兩大類措施。安全距離指在需要防雷的空間內，兩導體之間不會發生危險火花放電的最小距離，即不會發生反擊的最小距離。等電位連接的目的是使內部防雷裝置所防護的各部分減小或消除雷電流引起的電位差，包括靠近戶點的外來導體上也不產生電位差。

防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置組成。避雷針（帶/網）、引下線及接地裝置應采取自下而上的施工程序，首先安裝接地裝置，再安裝引下線，最后安裝接閃器即避雷針（帶/網）。