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智能建筑弱电工程防雷接地技术

时间:2018-12-22     作者:甘肃中联【原创】   阅读

一、概述
雷电是一种自然放电现象。由于雷电放电电压高、放电时间短,它的产生人类目前无法控制。雷云的生成、挪动、放电的整个过程随同多种物理效应,如:静电感应、高温高热、电磁辐射、光辐射等;这些物理效应的共同作用已严重危害室内弱电设备的平安运转,以至危及工作人员的平安。雷电灾祸严重性还表如今涉及面广,主要有两个方面的要素,首先积聚大量电荷的雷云有较大的活动范围及其放电过程的辐射范围可掩盖达几十公里的范围,其次空中各种网络(电力、通讯等网络)的互相浸透、扑朔迷离,使雷电灾祸的范围进一步扩展。件永世性损坏。据统计,雷电其中又以雷击电磁脉冲为电子系统事故的主要祸患,且有逐年上升的趋向。因此,电子系统(设备)特别是网络信息系统(设备)必需实行雷电过电压防护。鉴于上述缘由,在智能建筑弱电工程中必需思索过电压防护。

二、防雷接地请求
机房或设备间的接地,按其不同的作用分为直流工作接地、交流工作接地、平安维护接地。此外,为了避免雷电的危害而停止的接地,叫做防雷维护接地;为了避免可能产生汇集静电荷而对用电设备等所停止的接地,叫做防静电接地;为了完成屏蔽作用而停止的接地,叫做屏蔽接地或隔离接地。智能建筑弱电工程综合布线接地要与设备间、配线间放置的应用设备接地系统一并思索。契合应用设备请求的接地系统也一定满足综合布线接地的请求。埋入土壤中或混凝土根底中作散流用的导体称为接地体。从引下线断接卡或换线处至接地体的衔接导体称为接地线。接地体和接地线统称为接地安装。在接地安装中,用接地电阻来表示与大地分离好坏的指标。上列各种接地的接地电阻值必需参照国度规范 2887 - 89 《计算站场地技术请求》中的规则。接地就以接地电流易于活动为目的,因而接地电阻越低地电流越容易活动。综合布线的接地希望尽量减少成为干扰缘由的电位变动,所以接地电阻越低越好。在处置微电子设备的接地时
要留意下述两点:
1. 信号电路和电源电路,高电平电路和低电平电路不应运用共地回路。
2. 灵活电路的接地,应各自隔离或屏蔽,以防地回流或静电感应而产生干扰。
三、电缆接地
在建筑物入口区,高层建筑物的每个楼层配线间,以及每个二级交接间都应设置接地安装,并且建筑物的入口区的接地安装必需位于维护器处或尽量接近维护器。干线电缆的屏蔽层必需用4 m m 2  多股铜线焊接到干线所过的配线间或二级交流间的接地安装上,而且干线电缆的屏蔽层必需坚持连续。建筑物引入电缆的屏蔽层必需焊接到建筑物入口区的接地安装上。
各配线间或二级交接间的接地线应用一根多股铜芯接地母线焊起来,再接到接地体。接地用线应尽可能位于建筑物的中心部位。面积比拟大的配线间、设备间放置的应用设备又比拟多,接地线这应采取格栅方式,尽可能使配线间或设备间内等电位。屏蔽干线电缆应放在金属线槽或金属管内。金属线槽(管)接头应衔接结实,坚持电气连通,所经过的配线间用 6 m m 2 辫式铜带衔接到接地安装上。接地电阻值应依据应用系统的设备接地请求来定。通常,电阻值不宜大于 1 Ω。当综合布线衔接的应用设备或临近有强电磁场干扰,而对接地电阻提出更高的请求时,应取其中的最小值作为设计根据。接地安装的设计可参照国度规范 GB50174-93《电子计算机机房设计规则》有关条款执行。高层建筑物的每个二级交接间都应设置接地安装。在建筑物入口处的接地安装上用直径 5 m m 多股铜芯线把入口电缆的屏蔽层与维护器地片焊接在一同。在楼层配线间必需把电缆的屏蔽层连至合格的配线架(柜)接地端。屏蔽层在配线间接地时,在进入或分开屏蔽的电缆之处,采用直径为4 m m 的多股铜芯线把电缆的屏蔽层焊接到合格的配线间接地端。各楼层配线间或二级交接间的接地线分别焊接到接地母线上。由接地母线用一根接地线单点与接地体相衔接的单点接中央式。各楼层配线间至接地母线的衔接导线应采用多股编织的铜芯线,且应尽量缩短衔接间隔。高层建筑物的接地母线应尽可能位于建筑物的中心局部。
四、配线架(柜)接地
每个楼层配线架接地端子应当牢靠地接到配线间的接地安装上。从楼层配线架至接地极接地导线的直流电阻不得超越 1 Ω,并且要永世性地坚持其连通。每个楼层配线架(柜)应该并联衔接到接地极上,不应串联。假如应用系统内有多个不同的接地安装,这些接地极应该互相衔接,以减小接地安装之间的电位差。布线的金属线槽或金属管应该接地,以减少阻抗。
六、弱电专用接地系统组成
1. 接地线:地线网由矩形铜(40 × 4)排衔接成。走线方向按大楼的布线系统。各需求防静电干扰的仪器设备经过铜芯导线与网牢靠的衔接,使整个系统构成一个独立的防静电抗干扰体系。
2. 接地体:人工接地体可采用钢管、圆钢、角钢、扁钢等制成同时,为了增加其导电性、进步其防腐才能,可采用表面镀锌资料。其装置方式如图 2 :
(1)接地体长度为 2.5m 镀锌角钢(45 × 45 )数量 3 根。
(2)垂直做程度或耙形埋设。
(3 )角钢间距为 2 . 5 m - 3 m。
(4 )埋设深度≥ 0 . 6m 。
(5 )垂直接地体可用镀锌扁钢焊接而连成一体,接地体引出线与地线网若做锣钉衔接需结实牢靠,接点作防腐处置。
(6 )为了增加接地体的导电性,可对接地体的封环境停止降阻处置。可用石灰、盐、水、木碳酸、金属屑等资料按比例配制停止浇灌。
3 .  防静电、抗干扰接中央案:
(1 )在建筑构造周围设置四个接地体。
(2 )在每个接地体与地网线相连处设置一个检测点。
(3 )四个接地体与地线网牢靠衔接,使整个接地系统连成一个系统网。
4. 抗干扰地线是设备系统的低电平信号,同时为了平安起见,需设置一条平安地线,以防外壳感应电对人体的伤害,但要留意其接线办法(如图 3 ):
(1 )内壳与外壳用金属件连成一体,外壳与接地体用金属件衔接,须牢靠耐用。
(2 )抗干扰信号地、包括屏蔽线须单独与接地体相连。
七、弱电接地系统倡议采用结合接地
现代的城市建筑物都是钢筋混凝土或金属构造,只需将建筑物的根底、柱、梁内的钢筋经过焊接或绑扎,就能构成多个闭合的电气通路;由于建筑构造中的钢筋或金属件很多,彼此又十分接近,因而构成一个完善的法拉第笼,在这个笼内的电气线路和设备不会因外界的雷电流而形成风险的电位,由于多个闭合的电气通路将阻止雷电流进入建筑物内部。当雷电直接击到作为接闪器的建筑物的顶部金属件或钢筋网时,冲击电流经过建筑物外围柱内的钢筋或金属柱向下流入大地,并在建筑物的外表构成电气屏幕。当冲击电流流向建筑物中心时,被由屏幕在闭合金属导电框架中产生的感应电流所抑止,电气屏幕所产生的感应电压降将伴生一个盘绕整个建筑物的磁场,这个磁场包围着建筑物内部的其他垂直导体,并在每个柱子的顶部和底部感应出等量的电压,因而电气屏幕上任何一个垂直导体与建筑物内部的垂直导体的电位差很小,不会超越不允许的接触电压,因而树立平安的法拉第笼是防雷的最好措施;而现代城市建筑自身在建筑设计时就是设计的这样一个平安的法拉第笼。
弱电接地系统由于采用专用接地系统时必需与防雷接地分开,两者在公开的接地极和引出的线路均请求相距 15 米以上,以免雷击时经过接地系统对弱电设备产生风险的影响和干扰;这在现代化的建筑密集型城市简直是不可能完成的,要将各类接地线分开,会形成地线过多过长,易于接纳干扰,现代的弱电设备大都具有高数据率,因而其信号频率较高,经过电容耦合,即便分开而彼此间隔相近时,同样会形成回路间的干扰。由于这些缘由,最好采用环式接地系统,行将电子设备的机壳衔接到一个统一的弱电接地环,弱电接地环再与防雷接地环多点衔接,停止结合接地;为了避免雷电还击,所以与防雷接地网停止多点衔接,为了减少干扰,尽可能消弭各接地点
间的电位差,应做到以下几点:
1. 电源设备的中性线要用绝缘线,不应与其他金属设备接触;
2 . 弱电设备接地环采用1 2 0 m m × 0 . 3 5 m m 或 8 0 m m ×0 . 3 5 m m 铜箔;
3. 接地线采用最短途径,并用截面足够的铜导体;
4. 防雷接地环与弱电设备接地环多点衔接, 使电子设备在雷击时处于等电位,同时能够减少跨步电压和接触电压;
5. 屏蔽线对电缆和同轴电缆的屏蔽层都采用两端接地。
八、设备接地
应该阐明的是,防雷工程不能阻止雷电发作,只能将由雷电惹起的危害降低到最低水平。
1. 金属构件:将防护区域内一切金属构件衔接是出于增加分流途径和平衡途径,使雷电电磁脉冲的作用削弱,使平衡电压更低,并使系统构造趋于防护的优化。不过衔接时必需思索金属的电化次序,以避免产生腐蚀。
2. 电源线:应用屏蔽接地引入的方式将衰减 7 0 % 的雷电流能量引入后第一级防护必需思索运用放电才能强的防雷器,由于在此产生的雷电流较强。在经过单独供电时由于布线与接闪铁塔可能平行,由此而耦合进的能量只需用过电压维护器对地停止限压即可。
3. 信号线:有线电视、监控系统、消控系统、网络信号线等没有采用平衡措施。根本程序完成后,等电位衔接措施将为一个防护区域内的一切金属导体提供一个完善的电位补偿系统。当瞬态现象无论从何
处侵入,电位补偿系统都能使该区域内一切导电物体电位处于根本相等或绝对相等,虽然这个电位相关于远处有很大的电压差,重要的是,该区域内部不存在足以损坏设备的电位差。
4. 末端信号传输、控制、处置设备:设备防感应雷、防浪涌维护系统是盘绕着以设备为维护目的的一种平安防备措施,它对系统的平安、稳定运转起着至关重要的作用,通常人们把防浪涌维护只作为一种避免雷击及雷击感应的一种防备措施,这种观念是狭隘的,其实防雷仅为抗浪涌维护功用中的一小局部。它绝大局部的工作在于避免大楼整体供电系统中的多种浪涌现象、高频现象、非谐波现象的产生弛缓解以上现象对设备的干扰,经过地线系统释放多余的不契合运转规范的剩余电流、电压、频率。例如:大楼中的空调、电梯设备等
大功率电器设备总是处于一种待机状态,当一台或多台大型电器设备同时起动时楼内电压会明显降落,当这些设备同时暂停时楼内电压又会明显升高,当这些变化要素超出 U P S 主机顺应范围时就会形成计算机系统的瘫痪,我们很难从管理上控制大楼内一切的用户不带入或不运用某些高频或超高频设备,这些设备在运用中不只向空间释放超频率 辐射,更会经过此类应用设备的频率还击在电网中产生非谐波现象,为避免此三类主要计算机隐患的产生,真正确保计算机系统的平安,在进入机房的市电配线柜里装置雷电浪涌维护器,对机房一切用电设备予与第一级防雷防浪涌维护,在机房区 U P S 电源处装置雷电浪涌维护器予以二级防浪涌维护,并倡议对几台最重要的弱电设备以予三级防浪涌维护;例如,在中心主干交流机处装置 R J 4 5信号避雷器,如须维护的数据设备较多,可采用 19 英寸集中式装置支架。
5. 前端信号采集设备:在室内监控机房的视频线进线端装置信号避雷器;在室内监控机房的控制线进线端装置信号避雷器;在室外不带云台摄像机处装置组合信号避雷器;在室外带云台摄像机处装置组合信号避雷器;在室内有线电视信号线进线处装置
信号避雷器;在室内网络信号线进线处装置信号避雷器;在消控系统集中报警控制器输出端和区域报警控制器输入端分别装置信号避雷器。
6. 电源防护:在机房弱电配电输出端装置电源避雷器;在机房 U P S 输入端装置电源避雷器;在机房弱电井道处装置电源避雷器;在电梯机房电源进线处装置电源避雷器。


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