所屬欄目:物理論文 發(fā)布日期:2010-11-05 17:00 熱度:
摘要:因為智能建筑采用大量的電子設(shè)備,一旦遭到雷電干擾,將會造成重大損失,根據(jù)雷電波侵入智能建筑的形式,采用相應(yīng)的雷電防護措施,通過外部防御和內(nèi)部防御,在智能建筑中構(gòu)成一套完整的雷擊防御體系,從而保證智能建筑安全可靠運行
關(guān)鍵詞:智能,建筑,雷電,防護
引言
智能建筑系統(tǒng)主要包括:火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。智能建筑系統(tǒng)系統(tǒng)中采用大量的計算機和電子通訊設(shè)備,通過分布在建筑物各個地方的探測器、控制器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、機柜等為用戶提供智能服務(wù)。由于智能建筑中的弱電設(shè)備功率小、額定電壓低、絕緣程度不高,過電壓承受能力差,抗干擾、抗電涌的能力較弱,一旦遭到雷電干擾,不但會損壞智能建筑系統(tǒng)主要設(shè)備,而且有可能使整個智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行中斷,造成重大的經(jīng)濟損失和不良影響,因此智能建筑的雷電防護技術(shù)越來越重要。
1雷電波入侵智能建筑的形式
雷電波入侵智能建筑的形式主要有直接雷擊、雷電感應(yīng)、雷電波侵入等形式。
1.1直接雷擊:雷電直接擊在建筑物上,雷電流經(jīng)建筑物泄漏于大地時,產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)。
1.2雷電感應(yīng):雷電放電時,在雷電流通過的周圍,將有產(chǎn)生強大的電磁場,使通過電流的導(dǎo)體或金屬構(gòu)件及電力裝置上產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓,有時可達到幾十萬伏,會對一般電氣設(shè)備的絕緣層造成破壞;在金屬構(gòu)件交叉連接的回路中,由于接觸不良或存在空隙的接點,將產(chǎn)生電火花。
1.3雷電波侵入:雷電沿管線侵入建筑物內(nèi)部,危及智能系統(tǒng)和設(shè)備的安全。
2智能建筑防御雷擊一般措施
智能大廈應(yīng)建立綜合接地系統(tǒng),接地電阻不大于1Ω。在樓頂設(shè)置由避雷帶、避雷針組成的接閃器,利用鋼柱或立柱內(nèi)鋼筋作為防雷引下線,并與建筑物的基礎(chǔ)鋼筋,梁柱鋼筋,金屬框架連接起來,形成閉合回路。建筑內(nèi)豎向金屬管道應(yīng)每三層與圈梁的均壓環(huán)相連,均壓環(huán)應(yīng)與防雷裝置接地引下線相連。當建筑物超過30米高時,應(yīng)將30米及以上部分外墻上的欄桿,金屬門窗等較大金屬物直接或通過金屬門窗埋鐵與防雷裝置連接。智能大廈內(nèi)各種交流、直流設(shè)備眾多,線路縱橫交錯,應(yīng)將建筑物內(nèi)的交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地與建筑物接地網(wǎng)良好連接,形成一個等電位體,避免接地線之間存在電位差,以消除感應(yīng)過電壓產(chǎn)生。
為了避免雷電由交流供電電源線路入侵,可在大廈的變配電所高壓配電柜內(nèi)安裝避雷器作為第一級保護,在低壓配電柜內(nèi)安裝避雷器作為第二級保護,以防止雷電侵入建筑物的配電系統(tǒng),在各層的供電配電箱中安裝電涌保護器作為第三級保護,并將配電箱的金屬外殼與建筑物的防雷接地系統(tǒng)可靠連接。從而達到綜合防御雷擊的目的,確保智能建筑的安全。
3智能建筑外部防御雷擊的具體做法
外部防御雷擊的主要裝置包括接閃器、避雷引下線、接地裝置等,主要用于防御直接雷擊。
3.1接閃器
3.1.1避雷針:一般采用鍍鋅圓鋼或焊接鋼管制作,將避雷針與避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷引下線焊接連通。
3.1.2在易受雷擊的屋角、屋脊、女兒墻、屋面四周的檐口安裝直徑為φ12鍍鋅圓鋼作避雷帶。在屋面采用40mmx4mm的鍍鋅扁鋼設(shè)置不大于10mx10m或15mx15m的網(wǎng)格,將該網(wǎng)格與避雷帶焊接聯(lián)通。
3.1.3屋頂上的構(gòu)筑物或其它凸出屋面的物體,如屋頂水箱、樓梯頂蓋等,沿其四周裝設(shè)避雷帶;在屋面接閃器,保護范圍以外的建筑物,如主樓裙房屋頂、連接單體樓的通道等均應(yīng)安裝直徑為φ12的鍍鋅圓鋼避雷帶;主樓屋面上的金屬物件,如各類金屬管道、風(fēng)機天線等都必須與屋面避雷帶連接,其連接線的截面不應(yīng)小于屋面避雷帶的截面。
3.1.4當建筑物高度超過30m時,該大樓30m及其以上部分的陽臺金屬欄桿以及外墻上的金屬門窗、鋼架等金屬構(gòu)件或其它金屬凸出物都必須與避雷引下線連接構(gòu)成電氣通路,以達到防御側(cè)擊雷的目的。轉(zhuǎn)貼于中國論文下載中心http://www.studa.net
3.2避雷引下線
避雷引下線通常利用建筑物結(jié)構(gòu)柱內(nèi)主筋,當該主筋直徑大于或等于16mm時,則取其中兩根鋼筋通長焊接作為一組避雷引下線;當該主筋直徑小于16mm時,則取其中四根鋼筋通長焊接作為一組避雷引下線。避雷引下線上部與避雷帶連接,下部與接地裝置連接。
3.3接地裝置
目前建筑物大部分都是采用基礎(chǔ)鋼筋作接地裝置,利用地圈梁的主筋組成閉合環(huán)網(wǎng),地梁圈兩根主筋與承臺底部鋼筋連接有樁基礎(chǔ)的,在引下線設(shè)置處應(yīng)將樁基主筋與作接地線的地梁圈主筋焊接連通。
4.智能建筑內(nèi)部防御雷擊的具體做法
內(nèi)部防御雷擊主要包括防御雷電感應(yīng)、雷電波侵入及雷擊電磁脈沖等。通常采取的措施是屏蔽隔離、等電位連接、裝設(shè)電涌保護器等。
4.1防御雷電感應(yīng)的措施
4.1.1在智能系統(tǒng)中央控制室、計算機網(wǎng)絡(luò)中心、監(jiān)控中心、消防控制室、電話機房以及其它樓層設(shè)備用房等處設(shè)置局部等電位箱,局部等電位箱內(nèi)端子板通過導(dǎo)體與建筑物總等電位箱及接地體可靠連接。
4.1.2在弱電豎井內(nèi)通長安裝一根鍍鋅扁鋼(或銅板)做接地引下干線,電纜橋架、穿線鋼管與其相連,并將各樓層豎井內(nèi)配線架、設(shè)備用機柜與該鍍鋅扁鋼(或銅板)連接。
4.1.3智能系統(tǒng)在大樓內(nèi)現(xiàn)場安裝的各種設(shè)備,如傳感器、控制器、讀卡器、攝像機機架等的金屬外殼應(yīng)就近與樓層局部等電位端子排相連通。
4.1.4電纜橋架、穿線鋼管與箱柜的連接處,應(yīng)做良好的電氣通路。
4.2.防御雷電波侵入的措施
4.2.1進建筑物電源線纜,特別是智能系統(tǒng)用線纜應(yīng)盡量埋地敷設(shè)。在建筑物底層安裝總等電位箱,將進入室內(nèi)的消防管道、各種金屬保護套管、線纜金屬保護層等,以銅導(dǎo)線與總等電位箱端子板相連。若智能系統(tǒng)機房設(shè)在底層,其入戶金屬管道、線纜金屬保護層等用銅導(dǎo)線與機房內(nèi)局部等電位端子板相連,金屬管道接線盒處,應(yīng)做接地跨接線。
4.2.2架空敷設(shè)線路,進戶應(yīng)采用電纜,在架空線與電纜換接處,裝設(shè)避雷器,并將避雷器、電纜金屬外皮、保護鋼管及其它金屬部件一起接地。
4.3防御雷擊電磁脈沖的措施
雷擊電磁脈沖的防護,是在雷電入侵大樓的各通道上,如電源線路、信號傳輸線路及進入大樓的各種管線等,通過采用屏蔽隔離、均壓、過電壓保護、過電流保護、接地等方法,將雷電過電壓、過電流泄放入地,從而達到保護智能建筑設(shè)備的目的。
4.4電涌保護器(SPD)防護
電涌保護器是非線性電壓限制元件,用于限制暫態(tài)過電壓和分流電涌電流的裝置,分開關(guān)型、限壓型和混合型;若按電涌保護器在智能系統(tǒng)中的功能,又可分為電源線路電涌保護器、天饋線路電涌保護器和信號線路電涌保護器。
4.4.1電源線路的電涌保護一般可采用四級。其中第三級電涌保護器安裝在智能系統(tǒng)機房主配電箱內(nèi),用于保護以該配電箱為電源的所有設(shè)備;第四級安裝在需特殊保護的設(shè)備(如程控數(shù)字通訊交換機、計算機網(wǎng)絡(luò)交換機等)電源箱中。電源線路的各級電涌保護器應(yīng)分別安裝在被保護設(shè)備用電電源的前端,其接線端分別與電源箱相應(yīng)相線連接;其接地端與電源箱內(nèi)PE端子板相連。各級電涌保護器連接導(dǎo)線長度不宜大于0.5m。
4.4.2天饋線路電涌保護器串接在天饋線與被保護設(shè)備之間。
4.4.3信號線路電涌保護器安裝在被保護設(shè)備的信號端口上,其輸出端與被保護設(shè)備的端口相連。
5結(jié)論
普通建筑物防雷保護的避雷裝置,引入了強大的雷電流通過引下線接入大地,在附近空間產(chǎn)生了強大的電磁場變化,會在相鄰的導(dǎo)線上,包括電源線和信號線上,感應(yīng)出雷電過電壓,普通建筑物的防雷系統(tǒng)不但不能保護這些電子設(shè)備與計算機系統(tǒng),反而可能會引入雷電,因此,智能建筑的防雷保護應(yīng)當成為一個專門的課題進行研究,在智能建筑的設(shè)計施工中,應(yīng)該特別重視雷電侵襲的防護技術(shù)。智能建筑的防雷擊工程是一個系統(tǒng)工程,我們應(yīng)采取綜合防御雷擊的措施,在智能建筑中構(gòu)成一套完整的雷擊防御體系,從而保證智能建筑安全可靠運行。
參考文獻:
1、《現(xiàn)代防雷技術(shù)》,李景祿著,水利水電出版社,2009年出版
2、《智能建筑工程及其設(shè)計》,楊紹胤主編,電子工業(yè)出版社,2009年出版
3、《建筑防雷與電氣安全技術(shù)》,芮靜康著,中國建筑工業(yè)出版社,2003年出版
4、《智能建筑工程施工細節(jié)詳解》,何濱主編,機械工業(yè)出版社,2009年出版
文章標題:論智能建筑的防雷保護措施
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