1、智能建筑的防雷接地隨著信息技術的發展，特別是internet技術的高速發展，以及經濟快速的發展，全世界各大城市爭先構建數字化城市，大量的智能化建筑拔地而起，其中采用了大量的電子設備，如樓宇自控系統（BA）、消防報警系統（FA）、閉路電視監控系統（CCTV）、門禁及保安報警 系統（SA）、綜合布線及通訊系統（CA）等等，這些設備的耐壓等級低、抗干擾能力差， 另一方面由于信號來源路徑增多，系統較以前更容易遭受雷電波的侵入，致使雷電災害頻頻發生。據統計，雷電對電子設備的損壞占設備損壞因素的比例高達26%,防雷過電壓已成為具有時代特點的一項迫切要求。因此在智能建筑的設計施工中，不僅要重視智能建筑的性能

2、指標和設備的先進性， 更要注意做好建筑物的防雷接地。防雷與接地對于智能建筑中的弱電設備的安全運行和數據的可靠傳輸有著重要的影響，并且是抑制電磁干擾、提高電子設備電磁兼容性的重要手段之一。如果建筑物的防雷接地沒有處理好，不管是雷電的直擊、串擊、反擊，輕則會造成設備不能有效傳輸數據，降低智能建筑設備的可靠性；重則會損壞設備的部件，甚至導致設備癱瘓并危及人員的安全。近年來我國每年因雷擊破壞建筑物內電氣設備的事件時有發生，所造成的損失非常巨大。因此建筑物的防雷接地設計就顯得尤為重要。目前一些城市和地方的立法，如從2002年9月1日開始執行的北京市防御雷電災害若干規定，使人們越來越多的認識到做好建筑物防

3、雷及接地的重要性及迫切性。.雷擊一般分為直擊雷擊和感應雷擊直擊雷擊-指雷電直接擊在建筑物、構架、樹木、動植物上，由于電效應、熱效應 和機械效應等混合力作用，直接摧毀建筑物，構筑物以及引起人員傷亡等。由于直擊雷的電效應，有可能使機房微電子設備遭受浪涌過電壓的危害。感應雷擊（又稱二次雷擊）-指雷云之間或雷云對地之間的放電而在附近的架空線路、埋地線路、金屬管線或類似的傳導上產生感應電壓，該電壓通過傳導體傳送至設備，間接摧毀微電子設備。 感應雷擊對微電子設備， 特別是通訊設備和電子計算機網絡系統的危害 最大，據資料顯示，微電子設備遭雷擊損壞，80%以上是由感應雷引起的。另外還有操作過電壓，即是指當電流

4、在導體上流動時，會產生磁場儲存能量，當負 載（特別是電感性大的負載）電器設備開關時，會產生瞬時過電壓，操作過電壓同感應雷擊 一樣，可以間接損壞微電子設備。.外部防雷措施根據國家標準建筑物防雷設計規范GB50057-94 （2000年版），外部防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。接閃器：根據建筑物的特點和防雷等級選用避雷網、避雷帶或避雷針。在保護范圍 以外的突出金屬物，如金屬設備、金屬管道、金屬欄桿、廣告牌、航空標志燈等，均應與防 雷系統相焊接或卡接，構成統一的導電系統。屋頂的金屬裝飾物如金屬旗桿或滿足規范要求 壁厚的金屬屋面，均可作為接閃器。引下線：盡量利用建筑物鋼筋混凝土柱內的對角主筋作為

5、引下線，建筑物的消防梯、鋼柱等金屬構件也可作為引下線，但其各防雷部件之間均應連成電器通路。接地裝置：設計接地裝置時，當基礎采用硅酸鹽水泥和周圍土壤的含水量不低于4%,基礎表面無防水層時，可利用基礎內的鋼筋作為接地裝置（詳后面的說明），如果基礎被塑料、橡膠、油氈等防水材料包裹或涂有瀝青質的防水層時，不得利用基礎內的鋼筋作為接地裝置，此時在基礎槽的周圍敷設環型接地裝置，并與基礎內的鋼筋做可靠連接。.內部防雷措施及防雷擊電磁脈沖防止側擊雷如果按滾球法計算避雷針的保護范圍確定，避雷針可能接受該空間上方落下的閃電，但側方襲來的閃電仍能擊在該引雷范圍曲線內靠下空域中的各點，也就是說，在避雷針下部的這個空間

6、內避雷針的保護率不再是99%,而是5080%或更低的數值，所以我們不能完全指望避雷針，還要防止側擊雷。例如：如果建筑物的防雷等級為第二類，則應將45米及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。等電位連接要做好建筑物內的等電位連接，等電位連接的目的在于減少需要防雷的空間內，各種金屬部件和各種系統之間的電位差。建筑物防直擊雷的避雷引入了強大的雷電流通過引下線入 地，在附近空間產生強大的電磁場變化，會在相鄰的導線（包括電源線和信號線）上感應出雷電過電壓，因此建筑物避雷系統不但不能保護計算機，反而可能引入了雷電。 計算機網絡系統等設備的集成電路芯片耐壓能力很弱，通常在100伏以下，因此必須

7、建立等電位連接，減小電位差，確保計算機特別是計算機網絡系統等弱電系統的安全。等電位的主要做法：用連接導線或過電壓保護器，將處在需要防雷的空間內防雷裝置、電氣設備、金 屬門窗、電梯導軌、電纜橋架、各種金屬管線、及弱電系統的金屬部件（箱體、殼體、機架） 等，相互焊接或連接起來，構成統一的導電系統。形成建筑物的法拉第籠，從而避免各接地線之間存在電位差，以消除感應過電壓產生。全樓建筑物結構的梁、板、柱、基礎內的鋼筋是等電位連接的一部分，應焊接或 綁扎成統一的導電系統，接到綜合共用接地裝置上。從不同方向、地點進入建筑物的照明、動力和弱電系統的管線，應就近連接到建 筑物的接地連接板或環型母帶上（室內可利用

8、基礎圈梁或承臺梁，或另做若干條等電位連接母帶，室外則為周圈式接地裝置）。弱電設備的屏蔽應將屏蔽作為弱電系統減少干擾的必要措施，屏蔽的主要目的是防雷電電磁脈沖，在電子設備和信息設備系統較多的建筑物內，應根據防雷分區和設備的要求，將建筑物作成全屏蔽（外部屏蔽）、部分屏蔽、局部屏蔽或設備及管線的屏蔽，使雷擊時的電磁場層層衰減。 將建筑外部（外墻）進行全屏蔽構成籠式防雷是最安全可靠的防雷設計方案。因此重要的微電子設備如弱電機房等的位置宜放在大樓的中心部位、深部或下部樓層。關于電涌保護器SPDSPD在電源系統中的安裝位置（1）在LPZOA區和LPZOB區與LPZ1區交界面處，在從室外引來的線路上安裝第一

9、級SPD（一般為電壓開關型 SPD）。建議安裝位置：總電源進線處，如變壓器低壓側或總配電柜內。（2）當上述安裝的SPD電壓保護水平加上其兩端引線的感應電壓保護不了后續配電盤供電 的設備時，應在該級配電盤安裝第二級SPD （一般為限壓型），其位置一般設在 LPZ1區和LPZ2區交界面處。建議安裝位置：安裝于下端帶有大量弱電、信息系統設備或需限制暫態 過電壓的設備的配電箱內，如：樓層配電箱、計算機中心、電信機房、電梯控制室、有線電 視機房、樓宇自控室、保安監控中心、消防中心、工業自控室、變頻設備控制室、醫院手術 室、監護室及裝有電子醫療設備的場所的配電箱內。另外，對所有引至室外照明或動力線路的配電

10、箱，均應加裝 SPD, SPD在此處的作用主要是為了防止高電位竄入。（3）對于需要將瞬態過電壓限制到特定水平的設備（尤其是信息系統設備），宜考慮在該設備前安裝具有防操作過電壓和防感應雷雙重功能的第三級SPD （一般為浪涌吸收器），其位置一般在LPZ2區和其后續防雷區交界面處。建議安裝位置：計算機設備、信息設備、電子 設備及控制設備前或最近的插座箱內。SPD在信息系統中的安裝要求除了電源系統線路應安裝多級電涌保護器外，信息系統線路也應按規范要求安裝電涌保護器。SPD在信號線路上安裝時，其功率、插入損耗、駐波、頻率、帶寬等參數應符合信 息系統的匹配要求。信息系統的信號線主要有：電話線路、計算機網絡

11、、衛星通訊、有線電 視、天線饋線系統、 樓宇自控等，應根據要求在其設備及線纜上加裝粗保護和精細保護，這 種保護通常由系統供應商負責安裝，但在電氣設計中預留條件，如：在信號線引入建筑物處、弱電小間、弱電機房內應預留等電位聯結端子箱以供電涌保護器下端就近接地之用。SPD安裝的注意事項第一級保護的SPD應靠近建筑物的入戶線的總等電位聯結端子處，第二、三級保護的 SPD應盡量靠近被保護設備安裝。(2)電涌保護器接至等電位聯結的導線要盡可能短而直。(3)為滿足信息系統設備耐受能量要求，SPD的安裝可進行多級配合，在進行多級配合時應考慮SPD之間的能量配合，當有續流時應在線路中串接退耦裝置，一般情況下在線

12、路上 多級安裝且無準確數據時，電壓開關型與限壓型SPD之間的線路長度小于 10m時和限壓型SPD之間線路長度小于 5m時宜串接退耦裝置。(4)必須考慮退化或壽命終止后可能產生的過電流或接地故障對信息系統設備運行的影響， 因此在SPD的電源側應安裝過電流保護裝置(如熔斷器或空氣斷路器)，在TT系統中還應安裝剩余電流保護裝置，并宜帶有劣化顯示功能。熔斷器或空氣斷路器的整定值與導線配合 關系見表1(略)。(5)在爆炸危險場所使用的SPD應具有防爆功能。(6)在考慮各設備之間的過電壓保護水平UP時，若線路無屏蔽時尚應計入線路的感應電壓，在考慮被保護設備的耐沖擊過電壓水平時宜按其值的80%考慮。(7)在

13、供電電壓超過所規定的10%及諧波使電壓幅值加大的場所，應根據具體情況對氧化鋅壓敏電阻SPD提高UC值。(8)在設有信息系統的建筑物需加裝SPD保護時，若該建筑物沒有裝設防直擊雷裝置和不處于其他建筑物或物體的保護范圍內時，宜按第三類防雷采取防直擊雷的措施。在要考慮屏蔽的情況下，防直擊雷接閃器宜采用避雷網。過去有人認定建筑物防雷就是裝避雷針，現在有人認定了SPD。仿佛裝了 SPD就放心,SPD的容量越大心里越踏實。其實這是一種錯誤的認識。防雷設計人員要對建筑物的防雷 要求有全面的了解，對雷電的干擾途徑及其解耦辦法有清楚的了解，不可片面地處理防雷工程，若顧此失彼仍然會出事故。要采取措施提高布線的合理

14、性，一是強電電源(包括照明、 動力及插座)和弱電系統的管線路走向要合理，二是除原設備內已加裝過電壓保護器或穩壓設備外，各種進戶線處和相近的強弱電之間的線路上加裝過電壓保護器。.關于幾種防雷接地做法的看法基礎接地體的應用基礎接地體的應用存在各種不同的看法：有些人認為，在基礎內的鋼筋被混凝土包住， 就不可能與大地溝通，這樣怎樣起接地體的作用呢？事實上干燥的混凝土是很好的絕緣體。 而含有水分的混凝土卻是另一種情況。在制造鋼筋混凝土基礎的過程，硅酸鹽水泥和水互相作用，干涸后，混凝土中存在許多細小的分支毛細管?；A的混凝土保持與含水分的土壤接觸時，毛細管將水分吸到混凝土里，因而降低了混凝土的電阻率。混凝

15、土的實際電阻率實測 值見表2(略)。鋼筋混凝土基礎作為接地裝置是有利的。較大的樓宇采用基礎接地體后的接地電阻一般都能滿足要求。若較小的鋼筋混凝土建筑，使用它的柱梁結構的埋地鋼筋混凝土做接地網， 即使它的接地電阻達不到足夠小，需要加埋人工接地體補充，這起碼也能夠起到減少人工接地體的數量，節約投資，是一件有益無害的好事。 但有些鋼筋混凝土確實不能作為接地裝置， 如防水水泥，鋁酸鹽水泥，磯土水泥等，以人造材料水泥做成的鋼筋混凝基礎，不能做接地裝置。專設接地線過長的壞處在局頻下阻抗大信息系統的工作頻率可從直流到數十兆赫茲，甚至上百兆赫茲。一根25mm2銅導體懸掛在自由大氣中，其在高頻下的電抗如表3所示

16、（略）。一根接地線在高頻下其阻抗 z= R2+ （coL） 2 1/2已很大，而在實踐中往往要求其所 接的接地體的接地電阻很低，如1Q,這是不需要的。特別是在采用共用接地系統和等電位連接的情況下更不需要。用通常測量方法測出1 或5的接地電阻，它僅適用于直流和工頻，在高頻下其接地電阻是多大，是個未知數。在自諧振條件下阻抗無窮大一根接地導體或等電位連接導體，由于有分布電容和電感，在一定長度和某些頻率下會產生自諧振效應，阻抗無窮大，等于開路，無意中成為一根天線，能接收或發射干擾信號。 一導體自諧振發生于其長度等于外加電壓波波長1/4的奇倍數。該導體在某特定諧振頻率下停止傳導電流，在其他與諧振頻率差別

17、大的頻率下傳導電流不受影響。獨立接地不利于過電壓保護，應采用綜合接地保護。電子設備采用獨立接地的初衷是希望獲得一個干凈“地”，遠離強電、雷擊等干擾。我們可以從下幾個方面論證電子設備采用聯合接地優于獨立接地。電子設備采用獨立接地在工程實施和運行維護過程中存著弊端。從安全角度說，希望 的獨立接地最終往往與其它的“地”難解難分，存在雷擊時遭受反擊的隱患；維護不方便。就電子設備本身而言，其接地的需求主要是“保護地”、“功率地”、“屏蔽地”和“信號地”。“信號地”又可分為“模擬地”和“數字地”等?！氨Ｗo地” 一般接公共接地網，而“屏蔽地”和“信號地”往往會提出特殊要求，主要原因是它們確實怕干擾。目前數字

18、信號的傳輸由于采用了光電耦合、平衡雙絞線等硬件技術和數碼校驗、數據容錯等軟件技術，其抗干擾能力大大增強；模擬信號的處理也采用了隔離放大器、調制解調傳輸、數碼型傳感器、屏蔽等技術，然而其抗干擾能力仍很有限。這些都要求我們在設計和施工中給予高度的重視， 但這并不是說給電子設備設置獨立接地系統就能保證其能可靠地工作。例：在與美國某公司的商業合作中，該公司產品要求在我方廠房內進行大量的測試工作， 要求提供接地設施， 其技術要求是：從室外接地裝置上專門引入一根接地線，接地線直徑不小于10mm o該廠房原設計為聯合接地系統，接地電阻0.68 Q,為滿足美方要求，從室外接地裝置上焊接一 40X4鍍鋅扁鋼出地

19、面在室外墻上固定后，采用 BV-500V-120銅芯塑料線 敷設至測試間專用接地端子箱。在該廠房內美方在不同的季節完成了多項測試任務，對接地都非常滿意。從對電子設備抗干擾機理和設備運行安全的分析以及對多年工程實踐經驗的總結，得出的結論是：電子設備獨立接地的做法應予取消，采用聯合接地系統是保證電子設備安全運行的最佳方式?，F在電子設備獨立接地做法已不被先進的國外標準及國際標準化組織所推薦。美國國家標準IEEE Std-1100-1992中明確指出，不建議采用分開的、獨立的、干凈的、計算機的、電 子設備這類不正確的大地接地體。IEC 61312-1 : 1995中給出了信息系統等電位連接和接地的基本

20、方法。顯然，電子設備的信號地基準點（REP）并沒有引至室外的獨立接地裝置，而是等電位連接至共用接地系統（ Bonding to common earth ）。美國著名的AT&T公司在SYSTIMAX PDS建筑物綜合布線系統設計和工程手冊（85頁）中提出：“把供電業務地線與通信地線焊接在一起“ 。中國工程建設標準化協會標準 CECS 72: 97建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范（修訂本）12.2.14條指出：“綜合布線系統有源設備的正極或外殼、電纜屏蔽層及連通接地線均應接地，宜采用聯合接地方式，如同層有避雷帶及均壓網時應與此相接，使整個大樓的接地系統組成一個籠式均壓體”。上海市標準“智能建

21、筑設計標準”（DBJ08-47-95 ） 8.3.1.6條，接地：可采用聯合接地，其接地電阻不大于10。綜上所述，筆者認為，在工程不再采用電子設備獨立接地的做法，有關規范可以作出明確的規定，以規范接地系統的設計與施工，同時也促使電子設備生產廠商改進產品性能，提高技術水平。過去利用建筑物鋼筋混凝土柱內與避雷網可靠焊接的對角主筋作為引下線，但是根據結構專業申請“結構長城杯”的要求，柱內主筋不允許焊接。根據國家標準建筑物防雷設計 規范GB50057-94 （2000年版），柱內主筋與避雷網可靠綁扎也符合要求。.結論從人身安全、避免雷擊損壞設備和信息系統安全運行出發，應采用綜合接地系統和 等電位連接。根據規范， 該系統與防雷接地系統共用，其接地電阻應W 1 Q