对高层建筑物电梯电气系统防雷技术的几点探讨
在城市发展中，高层建筑物在不断增加，这也使得电梯电气系统不断增加，与此同时，在高层建筑物中的电梯遭受雷击灾害事件不断发生，并呈现逐年递增的趋势。现阶段我国针对电梯电气相关设备并没有关于防雷设计的具体要求。本文将针对高层建筑物中电梯电气系统的防雷技术进行深入探讨。
一、高层建筑物电梯电气系统中常见雷电灾害成因分析
高层建筑物电梯电气系统中常见的雷电灾害成因有很多，总结起来主要有以下四点，第一，雷击建筑物后，会在电梯电气系统产生雷电的高电位反应，此时会产生电磁脉冲，直接导致电梯电气系统产生损坏甚至失效；第二，雷击至建筑物附近，从而产生雷电高电位反应，也会对电梯电气系统产生损坏或失效；第三，雷击至建筑物与电梯电气系统之间连接的供电线路，此时电源线路中的电压会使电梯电气系统失效；第四，雷击建筑物与电梯电气系统之间连接供电线路附近，此时也会使电源线路中的电压过高，直接导致电梯电气系统的失效。
二、电梯电气系统的综合防雷措施
1.防直击雷和侧击雷的具体措施
正如前文所示，雷电灾害的方式有很多，要想使雷电对电梯电气系统产生的危害降到最低，需要采取一定的保护措施。对于直击雷，可以做好建筑物的防雷措施，即电梯的外部防雷措施，例如安装避雷针、引下线或接地等外部防护措施，通常可以有效避免直击雷对电梯电气系统产生的侵害。通常情况下，电梯的机房在楼顶设置，并且其高度高出房屋面，也是直击雷最先击中的目标，如果在建筑物的外部设置好防雷措施，可以有效防止雷击。现实中，越高的楼层受到雷击的风险越大，还应当针对不同建筑物的特点，做好防止侧击雷的措施，电梯机房的金属门窗也应当做好防雷装置。如果建筑物的电梯电气系统是观光电梯，则电梯的轨道、轿厢等与建筑物相连接的地方都应当做好相应的防雷装置，有效避免侧击雷的侵害。
2.电梯的共用接地系统
不同地区的电梯共用接地系统不同，并且在具体施工过程中，遇到的接地问题也是错综复杂的，如果接地系统处理不当，势必会对今后电梯电气系统的使用埋下严重的安全隐患。高层建筑会受到周围建筑的限制，因此，防雷接地通常是与气体接地系统联系在一起，有时大楼的基础钢筋网便是共用接地的装置。在实际操作中，接地装置应当囊括交流工作、安全保护、直流工作及防雷接地，而防雷接地要与其他几种接地的接地点保持5m以上的距离，电阻值要控制在1Ω至4Ω之间。
3. 电梯机房防静电接地系统
所有电梯的可导电装置及设施都必须直接接地，如果防静电接地与其他接地共用相同的接地装置时，也要严格控制好接地电阻值。一类建筑物的雷击防雷保护的接地极不得与防静电的接地干线共用，并且不得于静电接地共用。雷电的冲击性电流幅值较大，如果与静电接地等其他接地共用，会产生带有冲击性的电阻，从而损坏其他接地系统，甚至造成人员及设备的危害。在电梯机房中，两个或两个以上的电子设备，应当采取分别接地的装置，防止相互之间存在电位差而导致放电。
4.屏蔽及布线
在高层建筑物中，通常会利用自身的钢筋等金属结构，形成法拉第笼，以此来实现屏蔽的效果，屏蔽的工作原理是减少交变电磁场，利用导电材料向指定区域穿透，实现屏蔽。通常情况下，电梯机房位于建筑物的顶部，如果对电梯机房采取相应的屏蔽技术，能够有效减少电磁干扰。在电梯机房的金属门窗可以与引下线焊接在一起，做好防侧击雷的工作，提升法拉第笼的屏蔽效果。建筑物的所有线路都应当在连接处做好跨接处理，使两端就近接地，或在线路穿金属线槽或钢管时实施布设。在电梯机房的中间位置布设电梯控制系统，这样也可以有效减低雷击电磁脉冲的干扰。涉及到电梯电气系统的所有电线或电缆都应当将线布置在槽内，机房的所有电源无论是接地线还是零线，都要采取分开布线的方式，并将电梯的动力及控制线路分开布设。
5.等电位连接
所谓等电位连接，就是将保护器连接到防雷装置上，通过保护器可以分开金属物体，减小雷电流，即便是电梯电气系统正常工作时，等电位连接也不通过电流，而只传递电位，如果出现过电压现象或雷击现象时，才会通过电流。这种措施可以有效避免防雷空间内发生火灾、爆炸等危机生命安全的危险。对电梯电气系统来说，是有效减少雷击事故的有效措施，也是基本措施。
6. 安装 SPD 保护
通过接地、屏蔽等措施，可以有效降低电压幅值，但是有时过电压幅值过高，可能会超过设备的实际耐受水平，有时需要在设备上安装电压保护装置，有效控制过电压在允许的范围内。SPD保护是电梯控制系统使用的电涌保护器的英文缩写，大量低压控制线路被控制在电梯系统内部，有了SPD保护，可以将瞬间过电压进行有效限制，日常呈现高阻力状态，一旦电梯电气系统出现瞬态电涌时，SPD便会发挥作用，将线路两端的惨压控制在一定的范围内。SPD通常分为第一级和第二级两个等级，第一级通常会安装在建筑物的总配电柜上，通常现代的高层建筑物会在在总配线处安装SPD，因此在设计电梯电气系统时可以不予考虑。第二级则安装在电梯机房，也就是位于建筑物的顶层，如果有必要还可引入三级电涌保护器，将电梯的控制系统中较为重要的电子板进行有效保护，从而防止电梯产生瞬时故障。
三、结束语
随着经济水平的不断提高，人们对现代建筑物高度的需求在不断提高，越来越多的高层建筑物应运而生，并伴随着越来越高的电子智能化程度。防雷技术是必须予以考虑的重要因素，特别是电梯电气系统作为高层建筑物的重要载体，如果遭受雷击，后果将不堪设想。本文针对电梯电气系统中可能出现的雷击情况，提出相应的防雷措施，可以有效帮助高层建筑物减少雷电灾害。在对高层建筑物施工前，应当首先对雷电风险进行科学评估，确定防雷技术的实施方案，确保科学有效地设置防雷装置，待工程竣工后，要定期对防雷设备进行检测。
