避雷針(網)及接地裝置安裝設計

馮波

（黑龍江省七建建筑工程有限責任公司，黑龍江，哈爾濱，150000）

避雷針(網)及接地裝置安裝設計

馮波

（黑龍江省七建建筑工程有限責任公司，黑龍江，哈爾濱，150000）

近年來，在國內部分地區頻繁出現建筑物遭雷擊的重大安全事故，造成了巨大的經濟損失和人員傷亡。從專業技術的角度分析建筑物的雷擊事故，主要是由于避雷針（網）及接地裝置的安裝設計不合理，進而導致防雷設備難以起到應有的作用。當建筑物遇到較大電流通過時，避雷針（網）接地裝置通過在建筑內部進行電流的引導和傳輸，而減少建筑物表面的電流量，進而全面保障建筑物的使用安全性。

避雷針（網）；接地裝置；安裝；設計

在現代建筑工程中，尤其是高層、超高層的商業、民用建筑，以及規模較大的工業建筑，加強對于防雷工程安裝設計的管理具有重要的意義。現代建筑的防雷設計與施工是一項系統的工程，必須貫徹整體防護思想，綜合運用分流、等電位、屏蔽、接地和鉗位保護等各項技術，形成一個完整的防護體系才能取得明顯的效果。為使建筑物及其內部設施免受雷電的直接和間接危害，通常使用避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網等防直擊雷的危害，對于可能出現的直擊雷，靠接閃器經引下線和接地裝置，或通過導電連接和接地良好的結構鋼筋、金屬構架，將雷電流分流，使之流散人地，而不流過被保護設備和部件，從而達到防雷的效果。

一、避雷針（網）的選擇和布置

獨立避雷針（網）適用于保護較低矮的庫房和廠房，特別適用于那些要求防雷導線與建筑物內各種金屬及管線隔離的場合。過去曾用保護角表示避雷針（網）的保護范圍，保護角的做法忽略了雷擊距離對避雷針（網）保護范圍的影響。在一定雷擊距離時的避雷針（網）高度不同，其保護角度是不同的。較低避雷針（網）的保護角較大，高架避雷針（網）的保護角較小。按滾球法計算避雷針（網）的保護范圍時，可以明顯地發現這個問題。建筑物上設置長針結構的避雷針（網）不美觀，消耗鋼材較多，增加建筑物造價。按照雷擊建筑物的規律裝設避雷針（網）和避雷網是民用建筑物防雷的主要形式，有些大屋頂結構的古建筑物在房角處裝設短針防雷效果較好，也不影響美觀。但是，有些古建筑物的防雷只在屋脊正中樹立一根避雷針（網），它違背了建筑物被雷擊的規律，既不安全也不美觀。一般情況下，鋼筋混凝土建筑物不需要安裝特殊的接閃器，因為它本身就有較好的防雷性能，即使接閃器的質量及性能極為優越，但是如果沒有整體考慮其它因素是難以徹底解決建筑物內部防雷問題的。

為有效分析避雷針（網）與保護物之間的選擇與使用問題。在以往的工作中，這一問題主要有以下幾種解決辦法：1）現場目測，使用折線法大概判斷避雷針（網）的保護范圍，這種方法在現場檢測中普遍使用；2）作圖法，先按比例作被保護物的示意圖，再用相應防雷類別的滾球與被保護物和地面相交相切，大概確定擬安裝避雷針（網）的合理高度，這種方法主要在防雷設計中使用；3）計算法，先假設避雷針（網）的設計高度n，用滾球法計算其保護范同，這種方法在防雷設計和防雷檢測中均可以使用，但計算過程繁瑣。本文提的計算方法，就是為能方便準確地確定避雷針（網）的合理高度。在避雷針（網）的選擇和布置中，需要進行大量的數學運算，特別是當被保護物結構比較復雜，需要設置多根避雷針（網）的時候，如何設定避雷針（網）的高度、針數、針距、安裝位置等，是一個需要進行大量計算、科學決策的過程。用傳統的設計方法，往往需要花費大量的人力、物力進行計算和試驗。而用計算機輔助設計避雷針（網），可以大大提高工作效率。另外，我們可以利用計算機來計算避雷針（網）的各種安裝數據，提高了運算速度和數據的準確性；利用計算機三維成像技術，可以在計算機顯示屏上模擬顯示避雷針（網）在被保護物上的安裝位置和被保護物的保護情況，使設計人員在設計階段就可以直觀地預測避雷針（網）的實際使用效果。利用計算機圖形學原理和現

二、接地裝置的安裝設計

1、接地電阻的安裝設計

在現代建筑的電氣工程中，接地裝置安裝設計的首要工作就是確定接地電阻，接地裝置的安裝設計的技術規程中要求接地電阻值小于 0.5Q。而土壤電阻過高便會影響這一數值，可通過設置水下接地網、填充降阻劑、調整地網布置面積措施來降低。若接地裝置附近有電阻率低的土壤時，還可敷設引外接地極。

2、接地極的安裝設計

接地極的材質和強度的選擇要基于接地裝置所用環境，達到耐腐蝕、抗機械損傷，以及抵抗其他有害影響的能力，多方考慮各種安全風險。要考慮土地導電性、接地電阻等條件，以及相關規程，來確定接地極的類型，防止土地條件對接地電阻的影響，在土壤電阻率低、熱特性優良、水分充足的前提下，盡可能減小埋設深度。充分利用自然接地體作接地極，可節省投資和工作量，降低接地電阻，延長工作壽命。

3、接地導體的安裝設計

在接地裝置的安裝設計中，接地導體與接地極之間的連接必須穩固、可靠，保證其間導電性能良好。可選用熱熔焊接、夾具或壓力等多種機械連接方式，嚴格按照說明書和規范進行安裝，保證安裝過程中接地極和導體的完整性。導體的橫截面積應滿足瞬變電源對導體最小截面積的要求，可承受最大故障電流。

目前，在國內建筑的防雷工程中，提倡使用單點法的聯合接地與獨立地相結合。接地裝置布線的原則是提供良好的接地通路，并且盡量降低各系統的電位差，使其等電位化，并且防止接地信號干擾。室內系統通過接地引下線與地網聯系，建筑內的線路排布直接關系到接地系統是否真正有效的工作。如果處理不好線路的排布，常常造成設備的損害。

三、結束語

綜上所述，隨著我國建筑工程的不斷發展，防雷工程所處的地位和作用也日漸凸顯，必須引起建筑企業、政府相關部門及全社會的共同關注。在建筑物避雷針（網）及接地裝置的安裝設計中，根本是目標是保障建筑物的使用安全，而且要盡量實現工程的經濟性。

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[3] 周澤存編,高電壓技術[M],北京:水利電利電力出版社,1988.

TU309

1674-3954（2011）03-0208-01