建筑弱電系統防雷設計研究

羅劍

摘要：科技日益發展，建筑智能化日益加深，電器產品也愈發的豐富和先進，電視天線、電話線、電腦網線等弱電線路的規劃設計和施工已成為建筑電氣工程的重要組成部分。隨著人口的不斷增加，建筑物總體量也不斷增高，建筑面積不斷擴大，建筑內各功能分區的應用也發生變化，這些對建筑物弱電系統避雷防雷的設計和施工提出了新的更高的要求和挑戰。弱電系統運行的可靠性和穩定性直接受防雷設計有效性的影響。本文從我國建筑物弱電系統防雷設計的實際情況出發，對建筑物弱電系統防雷設計的必要性、防雷設計的原則以及弱電系統防雷設計措施等方面進行了闡述。

關鍵詞：建筑物；弱電系統；防雷設計

引言

在建筑物設計過程中，電力系統一直都是建筑工程施工中的關鍵環節，在電力系統中，防雷設計又是重中之重，弱電系統的防雷設計是保障建筑物的電力系統可以被人們正常使用的基礎。然而，目前建筑物弱電系統的設計安裝比較凌亂，很多都沒有按照規定標準進行合理的設計安裝。而且很大一部分設施由于沒有附帶防雷設施，使得建筑物的弱電系統經常遭到雷電的襲擊。弱電系統遭到雷電襲擊之后，較輕的結果是一些設施被損壞，浪費人力物力，而嚴重的后果則是整個建筑物電力系統的癱瘓，建筑物功能不得正常發揮，甚至導致人員傷亡，造成巨大的經濟損失和精神損失。所以加強對建筑物內弱電系統防雷設計的研究十分重要。我們知道，弱電系統防雷設計的質量、功用要與其造價相當，針對不同建筑物的弱電系統的防雷設計要求，要做出正確的設計系統的抉擇，在降低造價的同時，使其能夠具有很強的實用性和穩定性。

1弱電系統防雷設計的必要性及現狀

建筑物防雷系統一般由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器是接受雷電流的金屬導體，形式通常有接閃桿、接閃帶和接閃網：引下線是負責把雷電流從接閃器引導接地裝置的金屬導體：接地裝置則是埋在地下的接地導體和垂直打入地內的接地體的總稱，它的作用是把雷電流疏散到大地中去。

眾所周知，傳統的防雷系統是由接閃桿、屋頂接閃器以及基礎內的接地網組成的，從而保護建筑物及其內部的人員，使其不受雷電的損害。然而隨著建筑物內電力系統越來越復雜，由雷電感應、電路浪涌以及電磁脈沖等引起的電子干擾，使得傳統的防雷系統束手無策。因此，加強建筑物弱電系統的防雷設計十分必要。

建筑物的防雷設計可采取兩種方法：一是找到弱電系統的合適位置安裝適配的SPD，并且做好等電位連接：二是在弱電系統進線的時候引入穿鋼管理，埋設長度在15m以上，并且做好等電位連接。然而在實際生活中經?？梢钥吹?，很多的弱電系統防雷設計圖設計的不符合要求，往往一些圖紙對于穿鋼埋設和埋設深度都不做詳細說明，因此，弱電系統防雷設計不僅十分必要，也任重道遠。

2弱電系統防雷設計的原則

我們知道，雷擊通常有三種形式：直擊雷、感應雷、球形雷。直擊雷是由于云層帶電，與大地上某一點之間發生迅猛的放電而產生的現象。避雷裝置可將其產生的高電壓、強電流迅速引入大地，從而消除雷擊的影響，起到保護作用。感應雷則是雷擊在線路附近的物體或大地上，劇烈的電磁場變化對線路產生靜電感應和電磁感應而形成的過電壓，最高可達500-600kV。雖然在接閃桿的保護范圍內，物體可免遭直接雷擊，但“感應雷”可在電力、通信、網絡、衛星天線及有線電視等線纜上產生高壓感應和電流“浪涌”，并通過導線引入配電間、機房、辦公室和住宅等，使電源、通訊及電子設備不可避免地受到損害。因此，防止這些現代社會的雷害顯得十分緊迫和必要。球形雷是球狀閃電的現象。

在施工過程中，設計弱電設備防雷時首先要完善弱電外部雷電防護，將絕大部分雷電流直接接閃引入地下泄散。其次，要阻塞沿電源線或數據、信號線引入的過電壓波。再者，要限制鉗位被保護設備上浪涌過壓過流幅值在設備可承受的范圍。

要想使建筑物內的電子設備得到良好的保護，首先應該對其所處的環境和受雷電干擾的程度做出正確的客觀估計。防雷設計作為電氣工程的一項系統內容來考慮，與設備抗電壓能力、出現過電壓的概率、電壓的幅值、網絡結構、保護水平和接地等有關。防雷設計強調全方位的防護（包括接地、設備、傳輸線路和建筑物等）和綜合治理，并且設計的成功與否還要看是否做到了科學、經濟和實用。由于感應雷具有瞬時能量較大的特點，按照IEC國際標準中對能量采取逐級吸收的理論，以及防護區間的量級分類原則，需要進行多級防護。

3弱電系統防雷設計措施

3.1外部防雷措施

一個設計合理完善的建筑物本身需要具有防雷措施，外部防雷措施是最直接的防雷措施，它可以在某種程度上有效地使建筑物免遭雷電的襲擊。具體措施如下：

接閃器：雷雨天室外弱電系統容易受到雷電的襲擊，為了避免這種情況，我們可以根據建筑物本身的情況，在合適位置安裝接閃桿或接閃網，以達到避雷效果。這種防雷措施的工作原理是在安裝了這些接閃器之后，在接閃器工作的一定范圍之內，產生的雷電會直接通過接閃器被引入到地下，這樣就可以有效地避免雷電對建筑物的破壞作用。

引下線：引下線的作用是為了把接閃器接到的雷電流安全地排到地下。在現實生活的設計安裝中，建筑物內的鋼筋通常是最常見的引下線。利用建筑物內現成的鋼筋作為引下線，不僅可以極大地節約工程的造價，還能夠達到有效防止雷電從建筑物側面襲擊的效果。在設計安裝時，人們通常使用多根引下線共同作用，這樣可以有效提高引出電流的概率，使其防雷更具有可靠性。引下線根數、粗細以及密集程度也能對引出電流產生影響，我們可以通過對這些變量進行控制，進而來控制感應范圍以及引下線所起到均勻分攤電流的作用，有效提高可靠度和安全度。

接地裝置：眾所周知，任何防雷設備最終都需要通過接地裝置來把雷電流排到大地中去，所以接地裝置的科學性合理性十分重要。弱電系統的接地裝置主要是由以下幾個部分組成：一是接地線，接地線網采用矩形銅排連接成，沿建筑物布線系統進行接地線走向。二是接地體，可選用3根外表鍍鋅的圓鋼、角鋼、扁鋼、鋼管等材料制成，作垂直水平或耙形埋設：一般可在建筑結構四周設置4個接地體，每一接地體與地網線相連且設置檢測點，這些接地體與地網線通過可靠連接后使整個建筑接地系統連接成一個系統網。

3.2內部防雷措施

設計安裝內部防雷設施，在當建筑物遭受雷擊時，內部防雷設施會立即排放雷電流，以達到保護室內弱電系統不受損壞的目的。其具體措施有以下幾點：

在電源出設置多級防護：實施電源防護的常用做法是設置浪涌保護器，其設置地點是在電源引入電柜處，這樣就可以對電源實施一級保護，于此同時我們還可以在重要的樓層或重要的電氣設備電柜處設置保護器實施二級的保護，甚至對一些高端的精密儀器加設浪涌保護器實施第三級的保護作用。通過這樣的層層保護，可以提高防護的穩定性，效果明顯。

信號防護措施：在做好電源防護之后，我們還應該采取一系列的信號防護措施。其通用的做法是設計安裝一些列的粗保護和細保護相結合的大流量電路系統，我們采用臂電道路將信號線路上的雷電流排泄到接地系統，以此來達到良好的弱電系統避雷效果?？傊?，當前防雷工作的重點就是建筑弱電系統的防雷，在防雷的工作中我們要加大對這一板塊的研究投入，不斷的提高弱電系統防雷設備科學性合理性，不斷地完善防雷設施的建設，提高防雷效果。

4結語

雷電這一自然現象會對建筑物以及其弱電系統造成帶來的危害，通常來說，雷電對弱電系統損害方式和途徑也有很多。因此，我們應該要做好建筑物弱電系統防雷設計的研究，這不但可以達到保證整個建筑功能正常供人們使用的要求，而且也可以促進整個弱電系統保持穩定性安全性的必然選擇。在對建筑物弱電系統進行防雷設計的時候，要綜合考慮到建筑物自身的特點和弱電系統的實際情況，采取科學有效的措施，做好弱電系統防雷設計工作，從而為建筑物功能正常發揮和人們生活質量提高奠定基礎。