淺談高層智能建筑電氣系統的接地防雷設計

李賽楠

（山東省萊蕪市氣象局山東萊蕪271100）

淺談高層智能建筑電氣系統的接地防雷設計

李賽楠

（山東省萊蕪市氣象局山東萊蕪271100）

雷電的形成有多種原因，以負極性下行先導放雷為主。一般來說雷電的破壞形式有三類：直擊雷、感應雷以及雷電波侵入。與一般建筑物相比，高層建筑物受雷電的危害較大，比一般建筑物遭雷擊的概率要大得多，高層建筑物一旦遭受雷災，損失往往非常嚴重，建筑物遭破壞、設備損壞、人員傷亡等大幾率存在，因此必須增防雷意識，加強防雷設計。針對高層智能建筑電氣系統的接地防雷設計，本文作了淺談。

高層智能建筑電氣系統接地防雷設計

高層智能建筑物防雷系統是由避雷針、避雷網（帶）或混合組成的接閃器，主體結構的柱、梁、板鋼筋或外接引下線組成的引下裝置，及利用基礎自然接地體（樁基、地梁、承臺或底板鋼筋）或人工接地體組成的接地裝置合成，整個建筑形成一個法拉第籠，將雷電流引入大地。

1　關于高層智能建筑及其接地系統

一般10層以上的居住建筑物和高度超過24 m的其他用途建筑物均為高層建筑；無論是住宅或公共建筑，其總高度大于100 m者，均為超高層建筑。隨著建筑高度的不斷增加，高層建筑物發生雷擊的危險性也越來越大。高層建筑物結構類型主要包括磚石結構、鋼筋混凝土結構、剪力墻結構、筒體結構等。高層建筑物的內部設施包括高層建筑物中給排水設備、電力、弱電線路、電子信息設備以及垂直交通（如電梯）等。雷電會引起建筑物的損壞、人員傷亡、對電力電訊等設備造成損壞。

在高層建筑電氣設計中，接地系統的設計占有十分重要的地位。隨著社會及科技的進步，特別是大量智能化建筑的出現，對接地系統的設計提出了更多更高的要求。要作好接地系統的設計，就必須對高層建筑中不同接地系統之間的分類、在建筑中所起的作用以及相互間的關系有清楚的認識，只有這樣，才能夠有效保證高層建筑電氣工程中接地系統設計質量。

2　高層智能建筑接地系統的分類

智能建筑的接地系統本身就是一個復雜的綜合性系統，不僅包括普通意義上的電氣接地、電子技術中的“接地”，還包括其他類型的接地。高層智能建筑中需要接地的設備及構件很多，而且接地的要求也不一樣，但從接地所起的作用可以歸納為三大類，即防雷接地、工作接地和保護接地。

2.1防雷接地

防雷接地是高層建筑非常重要的接地系統，它所起的作用是當建筑物受到雷擊時能迅速有效地將雷電流泄入大地，從而保護建筑物的每個部件以及建筑物內的人員及設備的安全。由于雷擊時瞬間雷電流可達到幾十至幾百千安培，瞬時感應電壓可達到幾十至幾百千伏，有可能使建筑物內的設備尤其是電子設備受到雷電反擊或感應過電壓的破壞。因此防雷接地系統還必須使建筑物設備具有均壓、等電位以及多層屏蔽的防雷結構。在整個建筑物接地系統設計中，作好防雷接地系統的設計應該擺在首位，并以防雷接地為基礎同時做好建筑物內設備的工作接地及保護接地系統，給人們創造一個安全的環境。

2.2工作接地

工作接地，其作用就是為了建筑物內各種用電設備能正常工作所需要的接地系統，工作接地可分為交流工作接地和直流工作接地。在民用建筑內的交流工作接地是指交流低壓配電系統中電源變壓器中性點(獨立變電所)或引入建筑物交流電源中性線的直接接地，從而使建筑物內的用電設備獲得220/380V正常穩定的工作電壓。

2.3保護接地

保護接地是指保護建筑物內的人身免遭間接接觸的電擊(即在配電線路及設備在發生接地故障情況下的電擊)和在發生接地故障情況下避免因金屬殼體間有電位差而產生打火引發火災。當配電回路發生接地故障時產生足夠大的接地故障電流時，使配電回路的保護開關迅速動作，從而及時切除故障回路電源達到保護目的。然而在一些不能及時切除故障回路電源的場所，保護接地采用了等電位等措施來實現其保護作用。

3　高層智能建筑電氣系統接地防雷設計

高智能建筑大多屬于一級負荷，應按一級防雷建筑物的保護措施進行設計。由于在高層智能建筑物內敷設金屬管線時受到空間等方面的限制，無法隨機將其連接或是控制其走向以及大地中電場耪合等因素的影響，通常智能建筑物中各種不同用途的接地大都采用聯合接地的方式。防雷接地裝置和電氣接地裝置采取聯合接地的時候，接地電阻要符合其最小值的要求。

3.1智能建筑的接地系統

智能建筑的接地系統包括以下幾點：接閃裝置利用建筑物內鋼筋引流、分流和均衡電位的接地；建筑物基礎自然接地體和人工接地體的泄流接地；配電電源中性點的接地；各種進戶線的防雷接地；PE線或PEN線的接地；天線饋線的防雷接地；電子設備交流電源入口的過電壓保護接地；電子設備共模保護接地；電子設備信號接地；復雜電子系統信號接地；交流用電設備的安全保護接地(或接零)；計算機直流接地；電信機房直流電源正極接地；防靜電接地；電屏蔽接地和電磁屏蔽接地；特殊屏蔽室的接地；等電位連接、搭接等。

這些不同用途的接地，在設計和實施過程中必須嚴格按照分類連接、相互兼容的原則來構成智能建筑的一個電位均衡的接地系統。

3.2高層智能建筑中各類設備的接地防雷設計

高層智能建筑中裝有大量的各類電氣、電子設備，它們分屬于不同的子系統，各自的功能、工作的頻率、抗干擾能力等都不相同，對接地的要求也不盡相同。在實際安裝操作進行接地時要注意如下相關事項：

第一，電子信息設備的信號接地、功率接地、邏輯接地、屏蔽接地和保護接地一般合用一個接地系統，其接地電阻不超過4Ω。如果電子信息設備的接地與工頻交流接地和防雷接地采用聯合接地時，其接地電阻不得超過1Ω。屏蔽接地進行單獨接地時，其接地電阻不得大于4Ω。

第二，電子信息設備的接地和智能建筑的防雷接地采用聯合接地裝置時，應當對供電電纜進行屏蔽皚裝處理，以避免雷擊時遭受反擊，保障設備的安全。

高層智能建筑的歷史并不長，智能建筑中的各種電子信息設備也在不斷地隨著相關技術的進步而發展更新著，它們對接地的要求也會出現不斷的變化，因此推動著智能建筑接地技術不斷地向前發展和變化。

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P446[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-397-1