于彥鵬
摘 要:由于電源質量問題及直擊雷、雷電感應、瞬間過電壓、零電位漂移等浪涌和過電壓的侵襲,安裝在弱電系統中的設備經常會受到各種過電壓、過電流的危害。在雷雨季節,自動化顯示系統、通信聯絡系統(如Modem、載波機、程控交換機等)等常常遭到損壞,造成較大的直接或間接經濟損失。介于此,該文主要對現代建筑弱電系統防雷設計進行了具體的分析和探究。
關鍵詞:現代建筑 弱電系統 防雷設計
中圖分類號:TU856 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)05(b)-0063-01
現階段,在我國建筑設計中,電子產品的應用越來越廣泛,其中雷電災害會直接影響這些電子產品的應用,所以必須要加強對弱電系統的防雷設計。同時還要重視建筑的雷電防護設計,只有做好各個方面的準備工作,才能夠更好的提高弱電系統的防雷能力。
1 現代建筑弱電系統防雷設計的必要性
隨著社會的不斷進步以及科技水平的不斷提高,出現了大量的電子產品,與傳統的防雷系統相比較,現代防雷產品能夠有效的防止雷電感應、電路浪涌。但其還有很多地方不足,例如:防雷電子產品經受不住閃電的襲擊,并且很小的電場或者磁場都會干擾其正常工作。
雷電對弱電系統的很多方面都有危害,其表現在以下幾個方面:
其一,建筑物向外延伸提供電的線路、數據通信線等都有可能會被雷電擊中,這樣雷電感應就會直接入侵建筑物的內部,從而就對設備造成了很好的危害;
其二,在城市范圍來,有很多大型電力站在切換電網系統或者啟動和停止電網直通的時候,會產生很大的浪涌,從而就會直接損壞防雷設備。
其三,在建筑物的內部,如果電氣設備經常的啟動和停止,就會產生大量的浪涌,這樣在進行供電、數據線路連接的時候,建筑物或者地面就有可能被雷電擊,從而就會產生大量的電磁脈沖,隨即損害電氣設備的原配件。
2 現代建筑弱電系統防雷設計原則
2.1 可靠性原則
在對弱電系統進行防雷設計的時候,一定要遵循可靠性的原則,它對防雷系統工作正常和防雷效果有直接的影響。從目前的情況來看,人們關注的重點是其與建筑物的具體情況是否相符,因此在對建筑物進行防雷設計的時候,一定要考慮建筑物的特點,并且嚴格按照規定的方法對設備進行安裝,這樣就能夠保證防雷系統與國家規定的標準相符合。
2.2 實用性原則
在進行防雷系統設計的時候,并不是使用的成本越高效果就越好,而是要運用科學有效的設計方案進行設計,并且投入比較合理的成本,這樣才能夠保證整個系統的使用性能。因此,一定要遵循實用性的原則來對弱電系統進行防雷設計。
2.3 開放性及可維護性原則
在設計中,防雷系統的結構一定要是開放以及可以擴充的,并且所選擇的設備一定要符合國際和工業標準,同時還要滿足系統不斷擴充的實際需求。
3 現代建筑弱電系統的防雷設計措施
3.1 接地
接地系統是防雷設計中比較重要的環節,其中接地系統可以分為雷地、保護地以及直流地。在進行防雷設計的時候,由于防雷接地問題相對比較復雜,這樣就一定要采用科學的方法對其進行處理。同時就現代建筑來說,由于建筑物受到四周建筑的影響比較大,所以通常情況下,防雷地是與保護地共同利用大樓基礎鋼筋網來進行接地處理的,并且電源采用的是TN-S系統,對底層變電進行設置等來引出各個接地。再次,由于防雷接地系統可以利用建筑基礎鋼筋網作為自然接地網,所以可以在柱子鋼筋內部進行防雷接地設計,這樣就可以引出下線,并且還可以直接連接屋頂接閃器,從而樓層鋼筋就可以形成防雷電位面。例如“如果建筑物的高度超過30m,那么每隔三層就可以利用圈梁鋼筋,這樣就可以形成法拉弟籠結構,從而就有效的提高了防雷接地體系的嚴密性。如果工作地和變壓器的中心一起進行接地,并且將其連接在電位銅排上,這樣就可以在電位銅排上引出PE干線,并將其敷設在強電豎井中;做好這些工序之后,就將其引入到各個樓層中,并且每一層樓都設置與其相應的電位銅排,這樣做的目的就是為了能夠連接設備外殼以及四周不帶電導體,從而就可以形成交流設備保護地。最后對電子設備進行保護接地的時候,要先在電位銅排上引入另外一根PE 干線,并且將其敷設在弱電豎井,再將其引入到與其相對應的樓層中。此外,還要在電子設備四周設置等電位銅排,從而就可以連接電子設備外殼和一些不是帶電導體。
3.2 等電位連接與屏蔽
在防雷設計中,對等電位進行連接是為了有效的降低各個弱電設備、建筑物金屬構件之間受到雷電襲擊的電位差,所以如果室內有弱電設備,就一定要設置等電位連接帶,并且還要將其與機柜、電氣以及機架等進行連接。同時為了防雷安全,等電位連接帶一定要與防雷地進行等位連接,這是進行雷電防護的基本原則。但是從弱電系統的實際情況來說,一般電系統都是獨立的進行接地的,并且與防雷地是相互隔離開來的,這樣可以保證電位的穩定性。對于高層建筑來說,這種連接的方法可以能造成反擊的效果,所以一定要嚴格按照有關技術規范來進行操作。
在進行防雷系統設計的時候,還要采取一定的屏蔽措施,這樣做的目的是為了阻擋電雷擊中建筑物引起的電磁脈沖輻射等,主要是對弱電系統、建筑物以及線纜等采取安全可靠的屏蔽措施。同時在進行設計的時候,各種類型的纜線都要采取屏蔽電纜,或者是在線纜上穿金屬管,這樣可以保證屏蔽層兩端都可以進行接地。此外,對于一些特殊的地方和場所,例如:電機房,要嚴格按照屏蔽機房的具體要求來進行設計和施工。
3.3 過電壓保護
其一,通常情況下,建筑物受到雷電襲擊,其主要是雷擊方式是樓頂直接擊中,或者從高層側面擊中,這個時候的雷電波是自上而下進行傳播的,并且對樓頂產生了比較嚴重的過電壓威脅,這樣樓層越低的建筑物影響就越小,所以樓頂應該是第一級的過壓保護點,并且要遵循自上而下逐級配置的原則。
其二,在對高層建筑進行防雷設計的時候,因為建筑物上部有很大的側擊雷可能,所以與其相應的雷擊就會受到弱電系統上、下、左、右等四個方向的影響。同時接地系統在與四周的防雷地進行連接的時候,可能會受到雷電的襲擊,從而就拉近了雷擊點與下級防雷器之間的距離。但是這個時候下級防雷器的流通量又低于上級防雷器,就造成了防雷器的嚴重損壞。因此,在高層建筑中進行防雷設計的時候,一定要配合好電源系統多級化。
4 結語
信息技術在迅速的發展,這樣就使得建筑設備逐漸增多,從而使其對建筑弱電系統的雷電就提出了更高層次的要求。同時防雷系統設計的好壞會直接影響其使用功能與價值,所以在對建筑弱電系統進行防雷設計的時候,一定要根據建筑物的具體特征,并且對其進行全面的考慮,從而才能做好防雷系統的設計,提高建筑施工質量。
參考文獻
[1] GB 50057—2010 建筑物防雷設計規范[S].
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