高层智能建筑物防雷接地技术探讨

高层智能建筑物防雷接地技术探讨

李颖

湛江市气象局广东湛江524001

摘要：随着社会的快速发展，各类高层智能建筑物开始广泛应用到人们的生活工作中，因其楼层较高，且内部装设了诸多的电子信息产品，所以存在特别大的雷击隐患。为了保护社会公众的生命财产全，做好高层智能建筑物的防雷接地工作就显得尤为关键。本文主要根据广东省湛江市气象局防雷工作经验，对高层智能建筑物防雷接地技术进行综合分析探讨，以供相关部门参考借鉴。

关键词：高层智能建筑物；防雷接地技术；探讨

引言

雷电是出现大气层的一类天气现象，在由于其具有高电压、危害性大、能量释放时间短等特征，其属于特别严重的自然灾害之一。近些年来，随着科学技术水平的不断提升，在很大程度上促进城市现代化进程，特别是网络信息的快速发展，人们对通讯、计算机、自动控制等微电子设备的应用愈来愈广泛，这就使得高层智能建筑物的建设规模愈来愈大，这也无形中增加了较多的雷击隐患，给防雷工作带来严峻的挑战。所以，为了保证高层智能建筑物内人员安全以及设备设施不被损坏，本文重点对高层智能建筑物防雷接地技术进行分析探讨，以期进一步完完善高层智能建筑物的防雷体系，尽最大可能的提升高层智能建筑物的可靠性、安全性，降低低雷击事故的发生。

1.探讨高层智能建筑物防雷接地技术的重要意义

湛江市隶属于广东省，地理坐标为20°至21°35'N，109°31'至110°55'E之间，包括雷州半岛全部和半岛以北一部分。气候属热带以及亚热带季风气候，常年受海洋气候调节，冬无严寒，夏无酷暑，雷暴天气发生几率特别高，年均雷暴日数高达85～108d，给当地群众的生命安全带来严重威胁。而近年来，广东省湛江市现代化城市建设呈现出跨越式发展模式，高层智能建筑物也随之不断增多，因为高层智能建筑物不仅楼层高，而且其内部装设了通讯设施、计算机、自动控制系统等大量的微电子设备，线路错综复杂，这在给人们提供便利的同时，也带来了严重的雷击威胁。一旦高层智能建筑物遭到雷电袭击，势必会导致建筑物内的电子信息系统受到损坏，还会威胁到人员安全。从建筑物年预计雷击次数公式（GB50057—2010）我们可以看出，高层智能建筑和普通的建筑物相比较而言，前者出现雷击的几率要大得多。当高层智能建筑物顶端防雷装置碰到落雷的时候，会产生较大的电荷，伴随着引下线，借助于防雷接地装置进入大地，雷电流的最高值超过了200kA，其所延续的时间只有数十微秒。这个时候，在防雷线以及接地装置上形成较大的电压降。通过理论计算以及模拟试验，引下线上的电位差超过10kV/m。若建筑物的高度超过100米时，建筑物顶端的防雷装置同接地装置之间的电位差能够超过1000kV，可以使引下线与其相连的金属物产生反击放电。所以，高层智能建筑物的防雷接地工作变得特别重要。

2.高层智能建筑的接地

2.1屏蔽接地

所谓的屏蔽接地就是把电缆屏蔽层或者是金属外壳进行接地实现电磁兼容性要求的接地。在高层智能建筑物防雷接地设计中，电磁适应性设计特别关键，为了防止所运用的设备会形成一些故障问题以及设备损坏问题，组成智能系统设备可以避免内部传输以及外部干扰，所以这些设备以及接线均应该使用屏蔽保护，防止各种来源的干扰。

2.2防雷接地

防雷接地是指在雷电袭击出现时,将雷电流快速引向地面，进而避免雷电流对建筑物产生危害的接地。高层智能建筑内拥有许多的电子信息设备以及通讯网络系统,高层建筑物的各层的屋顶、地板、侧墙以及天花板差不多覆盖着各类线缆。这些电子信息设备及线缆的布局一般均是耐压等级低、抗干扰性能差，无论雷电所产生的直击、反击还是串击，均会导致使建筑物内的电子信息系统受到一定的干扰以及损坏。所以，为了确保高层智能建筑物内部设备的正常运行，一定要科学、严谨、细致的对于高层智能建筑物进行防雷接地设计。高层智能建筑物的全部的功能接地均要基于防雷接地系统，构建相对全面的、周全的综合性防雷系统。绝大部分的高层建筑物均为一级负荷，需要依据一级防雷保护级别对高层智能建筑物进行防雷设计。防雷接闪器一般采用避雷针以及避雷带（网）组合性的接闪器其中，避雷带一般采取镀锌扁钢屋顶构成防雷网，要求材料规格为25mm×4mm，网格的大小不能高于10m2。避雷带的网格需要同建筑物梁内钢筋以及金属屋面做好有效的电气连接。引下线能够采用主钢筋作为引下线。高层智能建筑物各楼层的钢筋、基础桩的钢筋以及外墙的全部的金属构件均需要与防雷接地系统做有效连接，共同构成法拉第笼式的防雷体系。如此不但能够较好的避免雷击所产生的各类危害，还会对电磁干扰产生进行控制，降低干扰性。防雷接地装置以及电气接地装置在使用联合接地的时候，接地电阻通常应该同最小值的要求相符合。

2.3防静电接地。

防静电接地就是把带电荷的静电物体或非绝缘体凭借导静电体同地面形成电气回路的接地。

2.4单独接地

单独接地主要把直接接地、防雷接地以及保护接地分别进行布置，如此能够将源于地面的干扰源进行排除。这是基于电子信息设备单独接地或通信系统所要求单独接地而采用的接地对策，以防止不一样的接地系统引入不一样的电位而致使个人以及设备发生事故，按照相关规范要求，接地系统必须超过20m，并且其接地极和地线应该维持绝缘，绝缘电阻要求超过2MΩ，接地电阻不能超过4Ω。

2.5联合接地

联合接地表示的是将各类接地凭借接地线在同一接地装置上进行连接。一般来说，在一个建筑物内，仅仅可以设置一个接地系统，防止引起不一样的电位致使出现人身以及设备安全事故。所以，在高层智能建筑的接地中如果没有特别的需求，应该采用联合接地的方式进行接地。

3.高层智能建筑中电源的接地

对于高层智能建筑中供电的接地方式，可以采用TN-C-S系统。TN-C-S系统一般用作从区域变电所引线给建筑物供电的场合。该系统在入户之前采取TN-C系统,在入户位置进行反复接地，入户之后则变为TN-S系统。该系统主要特征是：中性线N经常会带电，保护接地线PE所连接的设备的金属外壳在系统处于正常工作状态的情况下不带电，所以TN-S的接地系统显著提升了建筑物内人员以及电气设备的安全性。只要N线以及PE线的引线均能够自接地体的同一点引出，同时选取准确的接地电阻值，各电子信息设备能够获取一个接地基准电位点,TN-C-S系能够用于建筑物的接地系统。

4.结语

总之，随着高层智能建筑物的广泛应用，其所出现雷击的几率也将同步增长。所以，加强建筑物的防雷接地工作就显得特别关键。尤其是高层智能建筑物的防雷，作为一项复杂繁琐的系统工程，其对于防雷设计的要求更为严格，必须要不断完善防雷接地体系，才能确保高层智能建筑物防雷系统的安全性和可靠性，从而避免高层智能建筑物遭到雷击，最大限度的保护人们的生命财产安全。

参考文献

[1]GB50057－2010,建筑物防雷设计规范

[2]岳振铎,张东,亮于奇.浅谈智能建筑物的雷电防护[J].中国新技术新产品，2015（12）：177.

[3]林冠文，王涪德，梁建文.高层智能建筑物综合雷电防护措施[J].现代建筑电气，2012（06）：5-8.

[4]林冠文，王涪德，梁建文.高层智能建筑物综合雷电防护措施[J].现代建筑电气，2012（06）：5-8.

作者简介

李颖（1978-），女，汉，广东省湛江市人，本科学历，助理工程师，从事气象防雷工作。