建筑電氣工程中智能型防雷接地系統設計與研究

諶書琪

摘 要 隨著我國經濟水平的不斷提升，當前民眾對生活質量有著更高的要求。對于民用住宅區(qū)來說，對建筑物采取相應的防雷接地設計，是保證民眾居住安全的重點工程。在施工過程中，防雷接地系統的設計與應用，是一項較為復雜的系統性工作。所以本文將從建筑電氣設計的視角出發(fā)，分析防雷接地的重要性，并介紹系統的具體研究內容。

關鍵詞 電氣工程;智能型;防雷接地系統;設計;研究

引言

雷電現象的發(fā)生，通常會伴隨著高強度的電流和電壓，可能會對建筑電氣造成嚴重的破壞。所以，為保障居民住宅安全，以及建筑物電氣工程的安全，應該為建筑電氣工程設計有效的應對措施。將智能型防雷接地系統，應用于防雷工程中，有效避免建筑電氣工程遭遇雷擊損害影響居民的正常生活。

1應用智能型防雷接地系統的重要性

隨著季節(jié)的變化，雷電現象時有發(fā)生。但是隨著建筑物結構的變化，當前在遭遇雷電現象時，如果不對建筑物采取相應的防雷措施，很有可能由于電擊放電對建筑電氣工程帶來嚴重的損害。所以，當前相關工作人員要積極開發(fā)智能型防雷接地系統。在開展項目時，相關工作人員一定要充分結合建筑結構，以及建筑電氣工程的具體情況，設計完善、科學、合理的圖紙，保證整個設計方案的合理性，使其可以為建筑結構的電氣工程提供良好的防雷性能[1]。

2關于防雷接地系統的電流傳輸控制與傳輸模式分析

由于所處地理環(huán)境的不同，在遭遇極端雷電天氣時，應該采取相應的措施，避免建筑電氣工程遭遇雷擊損壞。隨著科技力量的發(fā)展，應用現代化技術手段，提升建筑電氣工程的安全性，是相關工作人員所必須面對的問題。隨著社會的發(fā)展，當前針對建筑電氣工程的保護，進行智能型防雷接地系統的設計非常具有現實意義。在整個系統的設計過程中，工作人員首先需要防雷接地系統的電流傳輸方式進行分析。目前，在建筑結構中，防雷接地系統主要由三個部分組成，分別是：防雷裝置、引下線、接地裝置等組成。這三個組成部分通常在建筑領域中被稱為智能型防雷接地系統的三層結構體系[2]。其中，中間層又稱之為網絡層，通過與上位機進行通信，可以有效把控系統的地線與信息傳輸，有效提高智能防雷接地系統的遠程操控能力。同時，應用層可以實現人機交互。工作人員在設備終端可以通過相應指令，對整個智能系統進行相應的管控。

3智能型防雷接地系統硬件的設計與實現

3.1 系統開發(fā)環(huán)境描述

基于上文“二”中對防雷接地系統中電流傳輸控制方法以及傳輸模式的分析，為進一步提高建筑電氣工程安全性。相關工作人員應該對智能型防雷接地系統進行進一步的完善，以下內容將主要介紹應用等電位連接與防雷設計導線方法，提高智能型防雷接地系統可靠性的設計方案。方案涉及的相關內容非常復雜，幾乎涵蓋到智能型防雷接地系統中的所有硬件設備，比如電流衰減模塊、中斷模塊以及輸出轉換模塊等等。在該方案中，針對電擊現象所帶來的高強度電流，可以利用避雷引下線方法進行防雷接地的電壓傳I/O口控制模塊導系統設計。在室內空間中，接地干線可以通過多組接地體，控制電流的輸出。該方案在硬件模塊設計選擇上，主要應用嵌入式ARM以及智能信息處理DSP系統，然后通過低電復位以及高壓控制方法，控制該系統的輸出轉換。在具體芯片選擇方面，在此優(yōu)化方案設計中，工作人員主要使用ADM706芯片，將其作為智能型防雷接地系統的輸出門線控制器，然后通過中斷復位和掉電復位相結合的方法，有效對系統中的電流衰減進行控制。同時，使用金屬裝置導體，作為整個智能防雷接地系統的主干線，將主干線與建筑物結構的防雷導體相連接，由此便可以實現建筑物電氣工程智能型防雷接地系統的整體優(yōu)化[3]。

3.2 系統的模塊化設計實現

基于以上敘述可以發(fā)現，針對建筑結構電氣工程智能型防雷接地系統的優(yōu)化，需要涉及多個硬件模塊的開發(fā)與使用。本方案主要基于等電位聯結方法實現對智能型防雷接地系統電氣線路的控制。而在硬件模塊方面，主要應用的硬件模塊有I/O控制模塊、電流衰減模塊、輸出轉換模塊以及終端模塊。以下內容將主要對各模塊的不同開發(fā)內容進行詳細介紹。

（1）I/O控制模塊。在優(yōu)化方案中，控制模塊所主要實現的功能便是使智能防雷基地系統可以實現交流放大與輸出轉化控制的功能。例如，如果當前工作人員所研究的智能型防雷接地系統其放大系數為50000倍，那么就要將通頻帶設置為100Hz。同時面對輸出轉換控制功能，工作人員需要將交流信號轉換為直流信號，此時應使用可編程的FIFO。

（2）電流衰減模塊。在本方案中實現智能型防雷接地系統的電流衰減控制功能，設計人員提出應該使用獨立的避雷針。但是，在整個智能型電氣工程防雷系統中實現電流衰減控制功能的還有其他相應設備，比如接地極、戶外接地母線、戶內接地母線等等。電流衰減模塊在安裝過程中，通常有兩種安裝辦法：圓鋼接地極安裝方法與扁鋼接地極安裝方法。在實際安裝過程中為了減小該系統的接地電阻值，施工人員在埋設接地體時，要保證頂面的埋設深度需達到0.6m以上，并且保證垂直接地體之間的間隔距離不得小于垂直接地體本身長度的3至5倍。

（3）輸出轉換模塊和終端模塊。在智能型防雷接地系統中，防雷接地的輸出轉換控制功能以及過載中斷控制功能的實現，主要依賴于上述兩種模塊。對于該方案中智能型防雷接地系統輸出電流進行檢波，通常要設計檢波電路，而最具性價比的檢波電路便是普通二極管檢波電路。當系統輸出電壓為Vo時，相應狀態(tài)為二極管 D1導通，當輸出電壓VA從零增高至第二的導通電壓 VD2時，二極管D1不導通。此時基于電路原理VA與Vi比等于開環(huán)放大倍數。

4結束語

綜上所述，在對建筑物進行防雷措施的設計時，應該充分考慮到建筑物的金屬構架。在鋪設接地干線時，應該保證其水平于建筑物墻壁，通過多組接地體將電流有效輸出。利用等電位聯結方法控制防雷接地系統的電擊線路，從而有效避免極端雷電天氣對電氣工程產生損壞，實現建筑物電氣工程智能型防雷接地系統的設計與應用。

參考文獻

[1] 李躍龍，李躍虎.建筑電氣工程中智能型防雷接地系統設計與研究[J].自動化與儀器儀表，2019（3）：57-61.

[2] 張楷.建筑電氣工程中智能型防雷接地系統設計與探究[J].市場周刊·理論版，2018（39）：176.

[3] 李弓.建筑電氣工程中防雷接地系統的施工技術探究[J].江西建材，2017（22）：189-190.