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摘要：为保证系统、设备安全正常运行，必须采取专门、特殊的措施加以保护，而防雷、接地、抗干扰则是重要必备有效的保护措施之一。
关键词：防雷接地智能建筑系统保护
随着经济的发展，中国大量的智能化建筑拔地而起 ，其中采用了大量的电子设备。据统计，雷电对电子设备的损坏占設备损坏因素的比例高达26%，防雷过电压已成为具有时代特点的一项迫切要求。防雷与接地对于智能建筑中的弱电设备的安全运行和数据的可靠传输有着重要的影响，并且是抑制电磁干扰、提高电子设备电磁兼容性的重要手段之一。从以上关于智能建筑的有关构成中可以看出，智能建筑线缆密布、系统设备繁多、微电子装备复杂，且过电压防护能力薄弱，为保证系统、设备安全正常运行，必须采取专门、特殊的措施加以保护，而防雷、接地、抗干扰则是重要必备有效的保护措施之一。
一、雷击
直击雷击--指雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，直接摧毁建筑物，构筑物以及引起人员伤亡等。由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。
感应雷击（又称二次雷击）--指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。感应雷击对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷引起的。
另外还有操作过电压，即是指当电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，当负载（特别是电感性大的负载）电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。
二．外部防雷措施
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版），外部防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。
2.1接闪器：根据建筑物的特点和防雷等级选用避雷网、避雷带或避雷针。在保护范围以外的突出金属物，如金属设备、金属管道、金属栏杆、广告牌、航空标志灯等，均应与防雷系统相焊接或卡接，构成统一的导电系统。屋顶的金属装饰物如金属旗杆或满足规范要求壁厚的金属屋面，均可作为接闪器。
2.2引下线：尽量利用建筑物钢筋混凝土柱内的对角主筋作为引下线，建筑物的消防梯、钢柱等金属构件也可作为引下线，但其各防雷部件之间均应连成电器通路。
2.3接地装置：设计接地装置时，当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%，基础表面无防水层时，可利用基础内的钢筋作为接地装置（详后面的说明），如果基础被塑料、橡胶、油毡等防水材料包裹或涂有沥青质的防水层时，不得利用基础内的钢筋作为接地装置，此时在基础槽的周围敷设环型接地装置，并与基础内的钢筋做可靠连接。
三．内部防雷措施及防雷击电磁脉冲
3.1 防止侧击雷
如果按滚球法计算避雷针的保护范围确定，避雷针可能接受该空间上方落下的闪电，但侧方袭来的闪电仍能击在该引雷范围曲线内靠下空域中的各点，也就是说，在避雷针下部的这个空间内避雷针的保护率不再是99%，而是50~80%或更低的数值，所以我们不能完全指望避雷针，还要防止侧击雷。例如：如果建筑物的防雷等级为第二类，则应将45米及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。
3.3弱电设备的屏蔽
应将屏蔽作为弱电系统减少干扰的必要措施，屏蔽的主要目的是防雷电电磁脉冲，在电子设备和信息设备系统较多的建筑物内，应根据防雷分区和设备的要求，将建筑物作成全屏蔽（外部屏蔽）、部分屏蔽、局部屏蔽或设备及管线的屏蔽，使雷击时的电磁场层层衰减。将建筑外部（外墙）进行全屏蔽构成笼式防雷是最安全可靠的防雷设计方案。因此重要的微电子设备如弱电机房等的位置宜放在大楼的中心部位、深部或下部楼层。
。
四．关于几种防雷接地做法的看法
1基础接地体的应用
基础接地体的应用存在各种不同的看法：有些人认为，在基础内的钢筋被混凝土包住，就不可能与大地沟通，这样怎样起接地体的作用呢？事实上干燥的混凝土是很好的绝缘体。而含有水分的混凝土却是另一种情况。在制造钢筋混凝土基础的过程，硅酸盐水泥和水互相作用，干涸后，混凝土中存在许多细小的分支毛细管。基础的混凝土保持与含水分的土壤接触时，毛细管将水分吸到混凝土里，因而降低了混凝土的电阻率。混凝土的实际电阻率实测值见表2(略)。
钢筋混凝土基础作为接地装置是有利的。较大的楼宇采用基础接地体后的接地电阻一般都能满足要求。若较小的钢筋混凝土建筑，使用它的柱梁结构的埋地钢筋混凝土做接地网，即使它的接地电阻达不到足够小，需要加埋人工接地体补充，这起码也能够起到减少人工接地体的数量，节约投资，是一件有益无害的好事。但有些钢筋混凝土确实不能作为接地装置，如防水水泥，铝酸盐水泥，矾土水泥等，以人造材料水泥做成的钢筋混凝基础，不能做接地装置。
2专设接地线过长的坏处
2.1在高频下阻抗大
信息系统的工作频率可从直流到数十兆赫兹，甚至上百兆赫兹。一根25mm2铜导体悬挂在自由大气中。
一根接地线在高频下其阻抗z=［R2+（ωL）2］1/2已很大，而在实践中往往要求其所接的接地体的接地电阻很低，如1Ω，这是不需要的。特别是在采用共用接地系统和等电位连接的情况下更不需要。用通常测量方法测出1Ω或5Ω的接地电阻，它仅适用于直流和工频，在高频下其接地电阻是多大，是个未知数。
2.2在自谐振条件下阻抗无穷大
一根接地导体或等电位连接导体，由于有分布电容和电感，在一定长度和某些频率下会产生自谐振效应，阻抗无穷大，等于开路，无意中成为一根天线，能接收或发射干扰信号。一导体自谐振发生于其长度等于外加电压波波长1/4的奇倍数。该导体在某特定谐振频率下停止传导电流，在其他与谐振频率差别大的频率下传导电流不受影响。
3 独立接地不利于过电压保护，应采用综合接地保护。
电子设备采用独立接地的初衷是希望获得一个干净“地”，远离强电、雷击等干扰。我们可以从下几个方面论证电子设备采用联合接地优于独立接地。
3.1电子设备采用独立接地在工程实施和运行维护过程中存着弊端。从安全角度说，希望的独立接地最终往往与其它的“地”难解难分，存在雷击时遭受反击的隐患；维护不方便。
3.2就电子设备本身而言，其接地的需求主要是“保护地”、“功率地”、“屏蔽地”和“信号地”。“信号地”又可分为“模拟地”和“数字地”等。“保护地”一般接公共接地网，而“屏蔽地”和“信号地”往往会提出特殊要求，主要原因是它们确实怕干扰。目前数字信号的传输由于采用了光电耦合、平衡双绞线等硬件技术和数码校验、数据容错等软件技术，其抗干扰能力大大增强；模拟信号的处理也采用了隔离放大器、调制解调传输、数码型传感器、屏蔽等技术，然而其抗干扰能力仍很有限。这些都要求我们在设计和施工中给予高度的重视，但这并不是说给电子设备设置独立接地系统就能保证其能可靠地工作。
从对电子设备抗干扰机理和设备运行安全的分析以及对多年工程实践经验的总结，得出的结论是：电子设备独立接地的做法应予取消，采用联合接地系统是保证电子设备安全运行的最佳方式。
关键词：防雷接地智能建筑系统保护
随着经济的发展，中国大量的智能化建筑拔地而起 ，其中采用了大量的电子设备。据统计，雷电对电子设备的损坏占設备损坏因素的比例高达26%，防雷过电压已成为具有时代特点的一项迫切要求。防雷与接地对于智能建筑中的弱电设备的安全运行和数据的可靠传输有着重要的影响，并且是抑制电磁干扰、提高电子设备电磁兼容性的重要手段之一。从以上关于智能建筑的有关构成中可以看出，智能建筑线缆密布、系统设备繁多、微电子装备复杂，且过电压防护能力薄弱，为保证系统、设备安全正常运行，必须采取专门、特殊的措施加以保护，而防雷、接地、抗干扰则是重要必备有效的保护措施之一。
一、雷击
直击雷击--指雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，直接摧毁建筑物，构筑物以及引起人员伤亡等。由于直击雷的电效应，有可能使机房微电子设备遭受浪涌过电压的危害。
感应雷击（又称二次雷击）--指雷云之间或雷云对地之间的放电而在附近的架空线路、埋地线路、金属管线或类似的传导上产生感应电压，该电压通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。感应雷击对微电子设备，特别是通讯设备和电子计算机网络系统的危害最大，据资料显示，微电子设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷引起的。
另外还有操作过电压，即是指当电流在导体上流动时，会产生磁场储存能量，当负载（特别是电感性大的负载）电器设备开关时，会产生瞬时过电压，操作过电压同感应雷击一样，可以间接损坏微电子设备。
二．外部防雷措施
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版），外部防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。
2.1接闪器：根据建筑物的特点和防雷等级选用避雷网、避雷带或避雷针。在保护范围以外的突出金属物，如金属设备、金属管道、金属栏杆、广告牌、航空标志灯等，均应与防雷系统相焊接或卡接，构成统一的导电系统。屋顶的金属装饰物如金属旗杆或满足规范要求壁厚的金属屋面，均可作为接闪器。
2.2引下线：尽量利用建筑物钢筋混凝土柱内的对角主筋作为引下线，建筑物的消防梯、钢柱等金属构件也可作为引下线，但其各防雷部件之间均应连成电器通路。
2.3接地装置：设计接地装置时，当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%，基础表面无防水层时，可利用基础内的钢筋作为接地装置（详后面的说明），如果基础被塑料、橡胶、油毡等防水材料包裹或涂有沥青质的防水层时，不得利用基础内的钢筋作为接地装置，此时在基础槽的周围敷设环型接地装置，并与基础内的钢筋做可靠连接。
三．内部防雷措施及防雷击电磁脉冲
3.1 防止侧击雷
如果按滚球法计算避雷针的保护范围确定，避雷针可能接受该空间上方落下的闪电，但侧方袭来的闪电仍能击在该引雷范围曲线内靠下空域中的各点，也就是说，在避雷针下部的这个空间内避雷针的保护率不再是99%，而是50~80%或更低的数值，所以我们不能完全指望避雷针，还要防止侧击雷。例如：如果建筑物的防雷等级为第二类，则应将45米及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。
3.3弱电设备的屏蔽
应将屏蔽作为弱电系统减少干扰的必要措施，屏蔽的主要目的是防雷电电磁脉冲，在电子设备和信息设备系统较多的建筑物内，应根据防雷分区和设备的要求，将建筑物作成全屏蔽（外部屏蔽）、部分屏蔽、局部屏蔽或设备及管线的屏蔽，使雷击时的电磁场层层衰减。将建筑外部（外墙）进行全屏蔽构成笼式防雷是最安全可靠的防雷设计方案。因此重要的微电子设备如弱电机房等的位置宜放在大楼的中心部位、深部或下部楼层。
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四．关于几种防雷接地做法的看法
1基础接地体的应用
基础接地体的应用存在各种不同的看法：有些人认为，在基础内的钢筋被混凝土包住，就不可能与大地沟通，这样怎样起接地体的作用呢？事实上干燥的混凝土是很好的绝缘体。而含有水分的混凝土却是另一种情况。在制造钢筋混凝土基础的过程，硅酸盐水泥和水互相作用，干涸后，混凝土中存在许多细小的分支毛细管。基础的混凝土保持与含水分的土壤接触时，毛细管将水分吸到混凝土里，因而降低了混凝土的电阻率。混凝土的实际电阻率实测值见表2(略)。
钢筋混凝土基础作为接地装置是有利的。较大的楼宇采用基础接地体后的接地电阻一般都能满足要求。若较小的钢筋混凝土建筑，使用它的柱梁结构的埋地钢筋混凝土做接地网，即使它的接地电阻达不到足够小，需要加埋人工接地体补充，这起码也能够起到减少人工接地体的数量，节约投资，是一件有益无害的好事。但有些钢筋混凝土确实不能作为接地装置，如防水水泥，铝酸盐水泥，矾土水泥等，以人造材料水泥做成的钢筋混凝基础，不能做接地装置。
2专设接地线过长的坏处
2.1在高频下阻抗大
信息系统的工作频率可从直流到数十兆赫兹，甚至上百兆赫兹。一根25mm2铜导体悬挂在自由大气中。
一根接地线在高频下其阻抗z=［R2+（ωL）2］1/2已很大，而在实践中往往要求其所接的接地体的接地电阻很低，如1Ω，这是不需要的。特别是在采用共用接地系统和等电位连接的情况下更不需要。用通常测量方法测出1Ω或5Ω的接地电阻，它仅适用于直流和工频，在高频下其接地电阻是多大，是个未知数。
2.2在自谐振条件下阻抗无穷大
一根接地导体或等电位连接导体，由于有分布电容和电感，在一定长度和某些频率下会产生自谐振效应，阻抗无穷大，等于开路，无意中成为一根天线，能接收或发射干扰信号。一导体自谐振发生于其长度等于外加电压波波长1/4的奇倍数。该导体在某特定谐振频率下停止传导电流，在其他与谐振频率差别大的频率下传导电流不受影响。
3 独立接地不利于过电压保护，应采用综合接地保护。
电子设备采用独立接地的初衷是希望获得一个干净“地”，远离强电、雷击等干扰。我们可以从下几个方面论证电子设备采用联合接地优于独立接地。
3.1电子设备采用独立接地在工程实施和运行维护过程中存着弊端。从安全角度说，希望的独立接地最终往往与其它的“地”难解难分，存在雷击时遭受反击的隐患；维护不方便。
3.2就电子设备本身而言，其接地的需求主要是“保护地”、“功率地”、“屏蔽地”和“信号地”。“信号地”又可分为“模拟地”和“数字地”等。“保护地”一般接公共接地网，而“屏蔽地”和“信号地”往往会提出特殊要求，主要原因是它们确实怕干扰。目前数字信号的传输由于采用了光电耦合、平衡双绞线等硬件技术和数码校验、数据容错等软件技术，其抗干扰能力大大增强；模拟信号的处理也采用了隔离放大器、调制解调传输、数码型传感器、屏蔽等技术，然而其抗干扰能力仍很有限。这些都要求我们在设计和施工中给予高度的重视，但这并不是说给电子设备设置独立接地系统就能保证其能可靠地工作。
从对电子设备抗干扰机理和设备运行安全的分析以及对多年工程实践经验的总结，得出的结论是：电子设备独立接地的做法应予取消，采用联合接地系统是保证电子设备安全运行的最佳方式。