马驰

【摘要】目前，随着我国城镇化建设的不断推进，智能建筑也迎来了高速发展期，而智能建筑的安全保障也越来越受到关注和重视。其中，防雷作为重要的安全保障措施，更是成为人们关心和重视的重要课题。本文对智能建筑防雷设计的必要性及雷电的形成与危害进行了详细阐述，重点研究了智能建筑电气防雷设计的有效策略。

【关键词】成因及危害 策略分析 必要性 防雷研究

前 言：智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。它的产生和发展，离不开计算机网络技术、现代控制技术、智能卡技术、可视化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术等高科技技术的迅猛发展，离不开大量的计算机和微电子设备。而这些设备功率小、工作电压低、绝缘程度不高，过电压承受能力差，抗干扰、抗电涌的能力弱，极易遭受雷电干扰，从而破坏整个智能系统，造成极大损失。因此，雷电冲击对于智能建筑及人们的危害不容忽视。

一 智能建筑防雷设计的必要性分析

雷击是智能建筑时常遭受的危害，它直接关系着智能建筑中的设备与线路是否能够良好运行。若智能建筑遭受雷击，那么智能建筑内部的冲击电位分布与空间瞬间电磁场就会对安装在楼内且与楼外有联系的电气设备造成一定影响，例如智能建筑遭受雷电冲击，会导致数字化通信设备内部的计算机控制中心出现误动或者损坏。基于雷电冲击对智能建筑的危害性与影响力，因此对智能建筑采取行之有效的防雷设计等措施尤为必要。目前在智能建筑防雷设计中常见的防雷方法为外部防雷，也就是利用接闪杆或者接闪网、接地系统及引下线等因素构成完整的外部防护系统。该系统对智能建筑具有一定的保护作用，它能够使智能建筑免受雷电冲击从而引发火灾事故等潜在风险。当然要达到防雷的最终目的还要进行内部防雷设计，要实现智能建筑内部防雷，应在进出智能建筑的各个保护区域的金属管道及电缆上安装并连接过压保护器，同时还要实行等电位联结，以此来防止雷击强电压对智能建筑内部设备造成的危害。

二 智能建筑中雷电压形成的原因与危害分析

智能建筑中雷电压的形成，主要来源是大气中的饱和水蒸气在上下气流的碰撞与强烈摩擦下，能够形成带有不同电荷的雷云，由于大地存在一定的静电感应，那么在带电雷云靠近地面时，大地雷电反应会产生与雷云极性相反的电荷，此时大地和云层两者之间就如同一个极板电容器，当云层中电荷密集地区对大地所产生的电场强度达到25kv～30kv/cm时，就会将空气绝缘击穿，从而对大地放出超负荷电压，当雷云中所产生的负荷与大地电荷发生中和后，会出现较大的电流，由于其能量较大，不仅会中断通信，同时还会对建筑物造成严重

破坏，威胁人们的生命安全。雷过电压大致可以分为两种，一种是直击雷过电压，另一种则是雷电感应过电压。直击雷过电压是指架空线路直接性的遭受雷电冲击之后，其高压冲击会形成一定的过电压，过电压沿着线路扩散从而损坏智能建筑中的電气设备，将设备与大地之间的绝缘损坏；雷电感应过电压中的雷电主要是指高频脉冲电流，雷电冲击点附近的线路会造成电磁感应的影响而产生脉冲浪涌，脉冲浪涌经过线路将入侵设备系统，易导致设备永久性损坏或者是设备失去其功能性。

三 智能建筑电气防雷设计的有效策略研究

1 结合智能建筑实况制定完整合理的防雷方案。在进行一系列防雷操作之前，首先应结合智能建筑所在地的实际情况及智能建筑特点制定科学合理的防雷方案，以便工作人员在防雷操作中用以参考。一般情况下完整的防雷方案必须包括两方面内容，分别是直击雷防护与感应雷防护。直击雷防护主要是利用接闪杆、接闪网、接闪带、导地体及主体钢筋等设备材料组合成一个框架，若在防雷设计中没有使用接闪杆，那么需要工作人员在最高位布置一个在10m×10m以内的金属网络，整个智能建筑中的金属体都需要与该框架相连接，以此来实现智能建筑防雷目的。感应雷对智能建筑的破坏主要是通过智能建筑中的电源线、数据线以及信号线等部位的入侵从而会对电气设备进行破坏，因此要实现感应雷防护，应在智能建筑中各种线路的进出口位置安装防雷器。

2 智能建筑中信号系统的雷电防护策略。信号系统破坏会影响智能建筑中的通信，因此需要对信号系统采取相应的雷电防护策略。若智能建筑中的信号数据传输线路所采取的有线传输方式，那么其线路电缆应采取穿管埋地或者是屏蔽电缆的引入方式，并在信号接收器与线路电缆之间安装SPD，在天线的发射设备端与接收设备端安装SPD，同时进入主机房的电话线应该穿过金属管屏蔽接地将其引入。若利用双绞线或者同轴电缆上网的情况下应在双绞线或者同轴电缆上安装SPD。

3 智能建筑中电源系统分级保护策略。智能建筑中的低压供电系统易遭受浪涌的冲击，要达到保护电源系统的目的，最好的保护方法就是采取分级保护的策略。对于瞬态过电压应对其分段抑制，目前相关企业常采取三级保护的方式。首先，在智能建筑中供电系统的入口进线各相与大地间的大容量电源防浪涌保护器（SPD）之间接入第一级保护，SPD的最大冲击容量每相应在25kA以上，限制电压应控制在2400v以内，属于1级电源防浪涌保护器。其次，在智能建筑中敏感或者十分重要的用电设备的分路配电设备处的SPD位置安装第二级保护，这些SPD能够将智能建筑供电入口浪涌防护器所剩余的浪涌量吸收，就目前的保护效果来看，其对瞬态过电压有良好的抑制作用。一般建筑供电系统做好雷电二级保护就可以了。但对于智能建筑而言，还要对其进行第三级保护，即在智能建筑用电设备的内部电源部分安装一个内置式的电源浪涌保护器，从而将智能建筑中存在的微小瞬态过电压完全消除。第三级保护中所使用的电源浪涌保护器最大冲击容量每相应不大于20kA，限制电压应控制在1000v以内。

4 等电位联结保护策略。对于智能建筑防雷设计而言，主要在智能建筑中的主要金属构件以及进入建筑物中的金属管道实施等电位联结保护，并利用电子设备构成功能强大的信息系统。在等电位联结保护策略实施中若等电位联结中的连接体不能直接与建筑物相关金属构件及金属管道时，应将瞬态等电位联结的电涌保护器作为进行金属连接的导体。另外，还要在智能建筑中设备房外部合理敷设金属屏蔽网，同时要保证屏蔽网与房内环形接地母线多点均匀连接在一起，从而充分发挥金属屏蔽网的作用。当然在智能建筑内部中还有大量的弱电设备需要进行防雷保护，这要视实际情况而定，例如采用光纤传输的系统需要将光纤加强芯和挡潮层接地处理。

四 总结

综上所述，智能建筑内有大量的电子设备（如通信自动化系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、保安监控系统、办公自动化系统及闭路电视系统等）以及与之相应的布线系统。其遭受雷电冲击不仅仅对智能建筑本身及其内外部设备造成危害，同时在很大程度上还会威胁人们的生命财产安全，因此针对智能建筑中的各种线路、电气设备及布线等方面都要做好防雷措施，采取相应的雷电防护措施，以此来降低或避免雷电冲击对智能建筑内部信息系统及电源系统的破坏，为智能建筑提供安全保障。

参考文献

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