智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程接地與防雷技術(shù)

接地概述

建筑弱電系統(tǒng)的接地對于信息傳輸質(zhì)量、系統(tǒng)工作穩(wěn)定性以及設(shè)備和人員的安全都具有重要的保證作用。當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)普遍采用了計算機技術(shù)，因此對接地和抗干擾要求更高，因為地中電流錯綜復(fù)雜，相互影響，給弱電系統(tǒng)的接地安裝技術(shù)提出了較高的要求。

多年來建筑內(nèi)弱電系統(tǒng)的接地問題是分開單獨接地還是共同接地，專業(yè)界一直爭論不休，目前國內(nèi)外都已達成共識，采用共同接地方式。當(dāng)采用共同接地時，接地體以采用自然接地體為主。

當(dāng)自然接地體同時符合三個條件(接地電阻值要求;基礎(chǔ)的外表面不絕緣;基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋形成電氣通路，同時形成閉合環(huán)，閉合環(huán)距地面不小于0.7m)，一般不另設(shè)人工接地體。

綜合樓弱電系統(tǒng)防雷接地方案之一的做法是利用基礎(chǔ)鋼筋、承臺鋼筋相連接，作為自然接地體，框架柱鋼筋與基礎(chǔ)承臺鋼筋焊接作引下線，再將樓板、梁內(nèi)鋼筋與柱筋焊接，這樣就形成了一個具有極小電阻、極小引下線阻抗、立體的法拉第籠和平面的等電位自然防雷網(wǎng)絡(luò)框架。

另一種方案是以接地分匯接線取代局部等電位網(wǎng)(排)，以接地總匯接環(huán)取代總等電位母排，其他都與前一種方案相同。

安裝要點

綜合樓的地網(wǎng)組成做法采用共同接地方式，其安裝要點如下。

接地線、引下線固定點間的距離，水平直線部分一般為1-1.5m，垂直部分為1.5-2m，轉(zhuǎn)彎部分為0.5m;扁鋼接地線、引下線搭接長度為扁鋼寬度的二倍(當(dāng)寬度不同時，搭接長度以寬面為準(zhǔn))，且最少三面焊接;圓鋼接地線、引下線搭接長度為圓鋼直徑的六倍(當(dāng)直徑不同時，搭接長度以直徑大的為準(zhǔn))，且二面焊接;明裝接地線、引下線在地面以上1.7m長的一段，用角鋼或鋼管保護;接地裝置應(yīng)采用焊接，當(dāng)難以避開時，其接地體截面應(yīng)適當(dāng)增大，鍍層不宜小于100μm。

接地方式

電子設(shè)備接地形式主要有串聯(lián)式一點接地、并聯(lián)式一點接地、多點接地、混合式接地(I)和混合式接地(II)等。

串聯(lián)式一點接地簡單易行，它將接地母線引至總等電位線或接地極，電平最低者應(yīng)距接地點最近。串聯(lián)式一點接地形式缺點在于信號可能會互相干擾，當(dāng)電平相差較大時，會產(chǎn)生較大干擾。

并聯(lián)式一點接地的優(yōu)點是干擾小，缺點在于接地數(shù)量多，布線復(fù)雜。

多點接地方式，它將接地母線引至總等電位線或接地極，引至總等電位線或接地極的接地線應(yīng)采取屏蔽。

混合式接地(I)實質(zhì)上是串聯(lián)式一點接地與多點接地組合;混合式接地(II)實質(zhì)上是并聯(lián)式一點接地與多點接地組合。

一點接地適用于電平相近的各低頻電子設(shè)備或電路;混合式接地適用于低頻與高頻之間的電子設(shè)備;多點接地適用于f>10MHZ高頻電子設(shè)備。

在接地裝置安裝完畢后，應(yīng)測定接地電阻的數(shù)值，以確定是否滿足設(shè)計或有關(guān)規(guī)程的要求。接地電阻的測量主要是流散電阻測量。沖擊接地電阻總是小于工頻接地電阻。

防雷裝置的接地電阻應(yīng)考慮在雷雨季節(jié)中的土壤干燥狀態(tài)的影響，各地都規(guī)定有不同的季節(jié)系數(shù)。用所測的接地電阻值，乘以季節(jié)系數(shù)，所得結(jié)果即為實測接地電阻值。

防雷

建筑物防雷的六項重要因素即接閃功能、分流影響、均衡電位、屏蔽作用、接地效果和合理布線。

1、接閃功能：指外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置總的功能，即接閃器的效果好壞，建筑物內(nèi)部會不會產(chǎn)生反擊。

2、分流效果：直接取決于引下線數(shù)量的多少，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，其感應(yīng)范圍也小。引下線互相之間的距離不應(yīng)小于規(guī)范中的規(guī)定。當(dāng)建筑物很高時，引下線很長，應(yīng)在建筑物的中間部分增加均壓環(huán)，以減小引下線的電感，它不僅可以分流，還可降低反擊電壓。

3、均衡電位：指建筑物內(nèi)的各部位均能構(gòu)成同一個電位即等電位。若樓內(nèi)各部位的結(jié)構(gòu)鋼筋和各種金屬設(shè)備及金屬管線都能連成統(tǒng)一的導(dǎo)電體，當(dāng)然建筑物內(nèi)部就不會產(chǎn)生不同的電位，保證了建筑物內(nèi)不會產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，同時對微電子設(shè)備防雷電電磁脈沖也很有好處。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備做到等電位的條件，因為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的大部分是自然地搭接或綁扎的。為防雷裝置的需要，應(yīng)再有目的地將接閃裝置與梁、板、柱和基礎(chǔ)可靠地焊接、綁扎或搭接，同時將各種金屬設(shè)備和金屬管線與之焊接或卡接來形成均衡電位，這就使整個建筑物成為良好的等電位體。

4、屏蔽作用：主要目的是對建筑物內(nèi)的各種通信設(shè)備、電子計算機、精密儀器和各種微電子計算機、精密儀器和各種微電子設(shè)備的防護。對建筑物內(nèi)部的這些設(shè)備，不僅當(dāng)防雷裝置接閃時它怕受到電磁干擾，而且由于它們本身性能的靈敏性，遠處空中打雷、雷電波的電磁輻射，甚至其他建筑物接閃傳來的電磁波也會對其產(chǎn)生影響。因此，盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)頂板、地板、墻面和梁、柱，使其構(gòu)成一個六面體的網(wǎng)籠，即籠式避雷網(wǎng)，使其達到屏蔽條件。根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同，其墻內(nèi)和樓板內(nèi)的鋼筋有疏有密，可按各種設(shè)備的不同需要增加網(wǎng)格的密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流影響迎刃而解，對防雷電電磁脈沖也是最有效的措施。

5、接地效果：接地效果的好壞也是防雷安全的重要保證之一。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物在符合規(guī)范條件時，應(yīng)利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作為接地裝置。當(dāng)達不到規(guī)范條件或基礎(chǔ)包在防水油氈層內(nèi)，可做周圈式接地裝置，但應(yīng)將周圈式接地體預(yù)先埋在基礎(chǔ)槽的最外邊，接地體靠近基礎(chǔ)的鋼筋，有利于均衡電位的效果，同時還避免了專門挖深溝的土方量和人工工作量。

木結(jié)構(gòu)建筑和磚混結(jié)構(gòu)建筑必須做獨立引下線，并采用獨立接地方式;如果土壤電阻率大，使用接地極較多時，也可做周圈式接地。因為周圈式接地沖擊阻抗小于獨立接地裝置沖擊阻抗，有利于改善建筑物內(nèi)的地電位分布，減少跨步電壓。獨立接地方式中以鉆孔深埋接地極(約4-5m以下)的效果為最好，深孔接地極容易達到地下水位，且能節(jié)省接地極的數(shù)量。

6、合理布線：這是防雷設(shè)計的重要因素之一?，F(xiàn)代建筑內(nèi)部都離不開照明、動力、電話、電視和各種微機設(shè)備的線路，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。當(dāng)防雷裝置接閃時，為了保證這些線路不受影響，首先應(yīng)該將這些線路穿于金屬管內(nèi)，以保證可靠的屏蔽;其次，這些線路的主干線的垂直部分要走在高層建筑物的中心部位，避免靠近作為引線柱筋的位置，以盡量縮小感應(yīng)的范圍;其三，應(yīng)注意由室外引來的電源線、電話線、電視共用天線和屋頂高處的彩燈及航空障礙燈等線路的引線做法，防止雷電波侵入。

除考慮布線的部位和屏蔽外，還要在需要的線路上加裝避雷器、壓敏電阻、齊納二極管等過電壓保護器。因此，室內(nèi)進行各種布線時，必須與防雷系統(tǒng)整體統(tǒng)一考慮。

在建筑物內(nèi)部，總體的防雷措施可分為安全隔離距離和等電位連接兩大類措施。安全距離指在需要防雷的空間內(nèi)，兩導(dǎo)體之間不會發(fā)生危險火花放電的最小距離，即不會發(fā)生反擊的最小距離。等電位連接的目的是使內(nèi)部防雷裝置所防護的各部分減小或消除雷電流引起的電位差，包括靠近戶點的外來導(dǎo)體上也不產(chǎn)生電位差。

防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置組成。避雷針(帶、網(wǎng))、引下線及接地裝置，應(yīng)采取自下而上的施工程序，應(yīng)首先安裝接地裝置，再安裝引下線，最后安裝接閃器即避雷針(帶、網(wǎng))。