智能建筑的防雷与电气保护接地技术应用

发表时间:2021/6/16   来源:《科学与技术》2021年2月6期   作者:雷铭
[导读] 近年来,随着智能建筑规模和建筑高度的不断提升,多样化现代电气设备的广泛应用,建筑物受到雷电伤害的概率不断提高,
        雷铭
        身份证号码: 37098319840819**** 山东济南 250100
        摘要:近年来,随着智能建筑规模和建筑高度的不断提升,多样化现代电气设备的广泛应用,建筑物受到雷电伤害的概率不断提高,很容易导致建筑物及使用者受到严重伤害。为提升智能建筑防雷性能,雷电防护技术的科学选用极为关键,由此可见,本文笔者根据多年工作经验对智能建筑的防雷与电气保护接地技术应用进行简要探讨。仅供业内同行参考。
        关键词:智能建筑;防雷;电气保护;接地技术;
        1 建筑物雷电防护技术应用要点
        1.1 科学选用雷电防护技术
        在具体实践中,需关注建筑物防雷保护区的科学划分,具体需要强化对电子设备及仪器的重视,并对这类设备仪器的性能特点进行研究。同时,还需要考虑雷击干扰后建筑物出现的连锁反应,相关物品因电流而损坏属于其中重点,由此充分考虑不同建筑物受到的雷电威胁,充分结合安全和经济实现雷电保护区的科学划分。此外,考虑到建筑物内部存在对雷击抵抗力较低的电子系统,雷击往往会对这类系统造成严重伤害,基于这种伤害预防的雷电防护技术应用也需要得到重视。
        1.2 明确避雷针使用要点
        在避雷针的应用中,必须认识到该雷电防护技术并不适用于所有建筑物,且不同建筑物的避雷针应用也存在一定差异,避雷针较为适合设置于建筑物的顶部突出设施处。值得注意的是,在一些特殊物质干扰下,如建筑物内部的引线和金属管道相互隔离,避雷针的设置必须得到重视,此时避雷针能够在建筑物雷电防护中发挥关键性作用。为实现避雷针的科学应用,必须明确其适用范围,相关设计的优化开展、雷电击中范围的准确计算也需要得到重视。
        1.3 保证接地与等电位连接合理性
        对于电气设备外壳,接地措施的合理选用极为关键,外壳损害对人身安全造成的威胁需设法规避,避雷针安装涉及的接地配置也需要科学开展,以此更好保证建筑物使用安全;等电位连接采用金属材质,由于具备一定导电性质,等电位连接对于独立防直击雷装置需选择地平面位置,室内等电位连接需同时针对性基于外来导体设置。
        2 智能建筑中的接地技术
        2.1 工作接地
        工作接地一般是选择变压器的中性线直接或者通过消弧线圈间接与防雷设备进行接地,其中的中性线主要是指铜芯绝缘线,电位接线端子主要是在箱柜中,并作为配电辅助发挥作用,这类设备一般不会外露,同时需要与其他接地系统如屏蔽接地、直流接地等系统进行隔离;此外工作接地不能连接到PE线,一般电力系统中的高压系统通过中性点进行接地,从而保证接地继电保护运行正常,避免出现电压问题。不同的工作接地拥有不同的功能,如中性点接地主要是为了确保电力系统电压平衡,确保三项系统中相线对地电压保持不变,促使低电压系统能够正常运行,并合理应用单相电压,并避免零序电压出现偏移,从而保护智能建筑的电气系统;变压器通过消弧线圈,其中性点与大地接地,主要是为了避免接地出现短路现象,防止电压过高;将防雷设备进行接地主要是为了将地面的雷电流进行释放,起到防雷作用。此外,业内人士一般认为接地工作能够对建筑内部的电气设备进行保护,并确保电气设备安全运行,防止人们出现触电隐患,将不同电气设备的金属外壳与大地通过地线进行连接。在交流工作接地中,必须要使用铜芯绝缘体作为中性线,从而保证其在高压环境中仍然发挥作用,确保电气设备始终能够正常运行。
        2.2 防雷接地
        在智能建筑中,一般在内部会布置各种配电系统的设施和对应设备,这就要求在电气系统设施中做好防雷接地工作。智能建筑内部具有复杂的电气设备以及布线系统,比如说火灾报警系统、自动化管理系统、自动化通信系统、消防联动系统等,在实际的运行中,这些系统都有可能受到雷击,从而损害了建筑结构,所以技术人员在进行防雷接地工作时需要更加谨慎、严密。

防雷接地主要是在屋顶选择一定面积的热镀锌扁钢作为避雷带组成网格,然后将网格与屋面的金属构件、建筑结构的桩基柱头钢筋进行电气连接,并与其他设施进行结合形成防雷系统。这样的防雷结构不仅能够降低累计造成的损坏,同时也能够有效地预防外部因素干扰智能建筑内部,此外,高层的智能建筑还应该要做好防侧击雷的工作。
        2.3 低压配电系统接地
        在智能建筑中应用TT系统,需要安装具有较大容量的电流保护和漏电电流保护装置。所谓的TN-C系统主要是电气设备中保护线和中性线是同一条,也就是PEN线,其与所有可漏电的设备部件进行连接。在实际安装中,这种设备系统具有较高安全性,且安装更加简便,一般会在具有较小单相负荷容量、平衡的三相负荷工程中使用该系统。在实际应用中,若是三相负荷出现不平衡现象,其中的PEN线中会经过不稳定的电流,导致设备的金属外壳出现带点现象,无法准确确定电位基准点,最终对电子设备的稳定性以及处理数据的有效性造成影响,所以TN-C系统自身的缺点导致其一般不会在智能建筑中得到应用。而TN-S系统中主要是将保护线与中性线分开,这样在进行系统接地处理的过程中,因为保护线不会直接导电,所以保护线内部不会出现不良电流,进而不会对接地的系统和设备造成损坏,同时该系统具有较高的抗电磁干扰功能和较高的安全性,所以在智能建筑中一般会选择TN-S系统用于接地,并保护其他电气设备和系统。
        2.4 安全接地
        目前很多智能建筑中都出现保护导体与零线连接的现象,通过这种方式将强电设备和弱电设备进行接地,这样能够起到保护电气设备的作用,但是若是导体中绝缘体因为不同因素而出现损坏现象,将会导致人体直接与直流电进行接触,并出现触电等安全隐患;若是变压器通过中性点进行接地,当出现短路现象,电流也会通过人体作为导体重新回到大地,进而对周边电气设备进行损坏,也容易引发触电隐患。所以在智能建筑中进行安全接地的过程中,相关的工作人员应该要重视安全接地设备的质量符合标准,在建筑投入使用之后也会定期对安全接地的设备绝缘体进行检查,避免长时间绝缘体损坏而引发触电等安全隐患,提高智能建筑的安全应用功能。
        2.5 防静电接地
        静电的产生主要是根据摩擦产生积蓄电荷,通过导静电体将可能会产生静电或本身带静电的物体与大地接地,形成回路,能够确保智能建筑内部接地系统的控制和操作。同时做好防静电干扰的工作也是非常重要的,若是智能建筑内部没有形成对应的防静电干扰控制结构,将会直接对接地系统造成影响。
        2.6 屏蔽接地
        设计屏蔽接地不仅能够降低不同外界电磁波对智能建筑的干扰和侵袭,同时也能够确保电气设备在日常运行中避免释放的高频能量影响电气设备的运行,保证电气设备运行中的通信质量。此外,在智能建筑中设计电磁兼容系统也是非常重要的,电磁兼容系统要求电气设备与建筑内部的布线能够免于不同干扰,所以在设计该系统的过程中做好屏蔽接地工作能够有效地保护各种电气设备,同时能够有效地防止或者是降低电磁波对正常运行的电气设备的干扰。
        结束语
        综上所述,在智能建筑的电气设计中,确保系统和设备起到电气保护、防雷的作用,接地工作十分关键,避免电磁波或者是雷电对设备运行的干扰,同时保护好电气设备,其中的防雷接地、防静电以及屏蔽接地方式能够起到良好的电气接地设备保护作用,应该根据实际情况合理设计各种接地。
        参考文献:
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        [4] 孙海,邹积慧,陈明强,等.建筑物内部雷电防护技术方案设计探究[J].农家参谋,2019(09):206-210.
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