建筑电气工程中智能型防雷接地系统设计与研究

建筑电气工程中智能型防雷接地系统设计与研究

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摘要:电子设备受到过电压特别是雷电袭击的可能性很大。为避免因雷击造成的设备损坏,在防雷与接地中从外部防雷和内部防雷措施分析与设计,采用智能化的设计方式保障智能化系统各电子设备的安全运行,延长电子设备使用寿命,控制项目的维护成本。文章将具体探析电气施工智能型防雷接地系统设计,以供工程人员参考。

关键词:建筑电气;智能型;防雷接地系统;设计

前言

雷电在自然界中普遍存在,不管是对人体、建筑物,还是对各类电气设备都具有一定的破坏力,会严重威胁到人类的人身以及财产的安全。然而目前的中国,经济社会不断进步、发展,建筑行业也随之蓬勃发展。民用住宅作为日常居住场所,需要安装更多的电气设备,从而满足人们的日常需求。所以为了确保人们的居住安全,建设单位需要加强对建筑关于防雷的设计,使其防雷措施的质量有所保障。

1电气施工技术概述

所谓的电气施工技术,是一种适用于电气设备安装、线路敷设等方面的施工技术,应用过程中可为电气设备的有效安装提供技术支持,具有良好的应用价值及市场应用前景。实践中若能重视电气施工技术的科学应用,则能优化电气设备的使用功能,为其在实践中的实际作用发挥提供技术保障,促使现代工程建设中的电气施工作业开展更具针对性,保持这方面施工中良好的技术含量。

智能建筑中电气设备的防雷接地性能是否可靠,体现着其施工技术的应用水平。因此,为了降低智能建筑中电气设备运行故障发生率,保持其良好的安全性能,则需要施工企业及人员考虑防雷接地施工技术的科学使用,进而改善电气设备在实践中的防雷接地状况,降低其在智能建筑中的应用风险。

2建筑防雷接地设计

2.1防雷接地系统

通常来讲,最为简单的防雷方式就是接地。大地具有电容量非常大、电阻非常低的特点,具备很强的电荷吸收能力,经过大量电荷的吸收之后依然可以维持原有的电位,从这里我们不难发现,大地用作建筑电气的参考电位体是再合适不过的。借助相应导体把非正常的电流向大地泄流,从而确保设备和人不会受到电机的危害,这是实施工业建筑的防雷接地的主要目的。

2.2接地电阻

在建筑电气设计中,为了使接地物体和大地直接连通,使它们之间形成“等电位”(零电位)。大量事实表明,建筑接地电阻实际的大小会对接地系统具体效果产生直接影响,接地电阻越小越好。接地电阻一般不得大于10Ω,一个工程中如果共用电气设备的保护接地、防雷接地、防静电接地,接地电阻要求不大于4Ω,包括弱电设备接地,接地电阻要求不大于1Ω。在对防雷接地系统进行评判之时可借鉴此参数。施工中常用的降低接地电阻的方法是增加接地极法,它的降阻效果比较稳定、持久、具有较低的施工难度、较小的占地面积,对多种不同的环境都适用。然而,接地极能够接触到的土壤范围相对较小,能够实现的泄流效果也存在一定限制,为了避免电流反击,不同接地极间需要维持相应距离,因此不能够无限制地增加接地极。

2.3防雷装置设计

2.3.1关于外部的防雷设计

关于建筑外部的防雷装置,它主要由防雷接地装置、引下线与接闪器构成。接地装置主要是由接地线与接地体共同组成,通常情况下它被埋设在固定深度的地下,作用是分散雷电流,将其传输至大地。对于接地装置而言,它的功能性受接地方式的直接影响;而接闪器可将吸引的雷电流通过接地装置快速传输至大地。一般使用建筑顶端的避雷网等作为接闪器,设计过程中要结合滚球法以及网格法进行开展。用于连接接地装置和接闪器的设备叫做引下线。与建筑上部接闪器、下部接地装置相连接,把雷电通过雷电接闪器将雷电传输到传送至相应的接地装置。对下引线及其数目进行合理布置及正确规划,对雷电分流效果有直接的影响。

2.3.2关于内部的防雷设计

避免雷电波入侵建筑物,避免雷电反映和反击是其建筑内部防雷设计的主要作用。通常情况利用屏蔽措施和等电位连接实现建筑内部的防雷效果。内部的防雷措施,需把每个独立的金属体通过导线与防雷装置进行连接,从而使雷电流对相应设备产生的电位差得到有效降低。对屏蔽措施而言,根本目的就是防止雷电的电子脉冲对建筑物内的各种微电子及通信的设备造成破坏。

3智能型防雷接地系统设计

设计的建筑电气工程智能型防雷接地系统包括I/O控制模块、电流衰减模块、输出转换模块以及中断模块等。采用避雷引下线进行防雷接地的电压传导系统设计,室内接地干线用多组接地体进行电流输出控制,建筑电气工程智能型防雷接地系统的硬件模块设计建立在嵌入式ATM和智能信息处理DSP基础上,采用低电复位和高压控制方法进行建筑电气工程中智能型防雷接地系统的输出转换控制,采用ADI公司的ADM706芯片作为电气工程中智能型防雷接地输出的门限控制器,采用中断复位和掉电复位结合的方法,进行防雷接地的电流衰减控制和地线输出的抗干扰设计,采用金属装置、外来的导体物等作为主干线,与房屋结构内防雷导体相连。

(1)I/O控制模块。I/O控制模块是实现建筑电气工程智能型防雷接地系统的输出转换控制和交流放大功能,假设智能型防雷接地系统的放大倍数为50000倍,使用双运放器件实现建筑电气工程智能型防雷接地系统的输出数模转换控制,防雷接地系统的通频带设定为100Hz,采用6种可编程的FIFO把检波器输出的交流信号,变换成直流信号。

(2)电流衰减模块。电流衰减采用独立避雷针进行雷击电流的衰减控制功能,智能电气工程的防雷接地系统包括接地极、户外接地母线、户内接地母线等进行电流衰减控制,采用圆钢接地极和扁钢接地极进行电流衰减模块的接地安装设计,为了降低防雷接地系统的接地电阻,接地体顶面埋设深度不应小于0.6m,垂直接地体的间距不应小于其长度的3至5倍。

(3)输出转换模块和中断模块。输出转换模块和中断模块实现对防雷接地的输出转换控制和过载中断控制功能,采用普通的二极管检波电路实现智能电气工程的防雷接地系统的输出电流检波,输出电压Vo,对应于二极管D1的导通状态,输出电压VA由零变D2的导通电压VD2期间,接地线D1不导通,这时VA与Vi之比等于开环放大倍数。根据上述设计,采用等电位联结方法控制防雷接地系统的电气线路,有效避免雷电灾害对建筑电气工程的危害,设计防雷设计导线控制模型进行接地系统的选频和自动增益处理,实现输出转换模块和中断模块硬件配置。

结语

综上所述,为降低建筑电气工程受到雷电的危害,减少巨大的电压及电流冲击,进行建筑电气工程中智能型防雷接地系统的改进设计,对IO控制模块、电流衰减模块、输出转换模块以及中断模块进行详细硬件设计,有效避免雷电灾害对建筑电气工程的危害,实现防雷接地系统的优化设计。

参考文献

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[2]祝金福.关于智能建筑中电气施工技术的探讨尝试[J].智能城市,2019,5(04):110-111.

[3]杨梦青.建筑智能化系统中防雷接地设计[J].广东建材,2019,35(02):69-70+40.

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