建筑電氣的防雷接地功能與防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

金 松 楊煥鋒

（1.山東魯泰建筑工程集團(tuán)有限公司 山東 肥城 271608；2.山東新陶陽礦業(yè)有限責(zé)任公司 山東 肥城 271600）

1 建筑防雷接地系統(tǒng)的作用

建筑電氣的接地系統(tǒng)一般分為防雷接地、工作接地及保護(hù)接地。隨著科技的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代智能建筑對(duì)電氣設(shè)計(jì)提出了更高的要求，其中防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。當(dāng)建筑遭到雷擊時(shí)可以有效地把電流導(dǎo)入大地，保護(hù)建筑物及其內(nèi)部物件和人員的安全。在雷擊的瞬間雷電流是極為大的，可以達(dá)到幾十到幾百千安培，以致瞬時(shí)的感應(yīng)電壓可以達(dá)到幾十到幾百千伏，建筑物內(nèi)的電子設(shè)備受到雷電反擊以及感應(yīng)過電壓的嚴(yán)重威脅。所以防雷接地系統(tǒng)的另一個(gè)重要作用是使建筑物內(nèi)的設(shè)備具有等電位、均壓和多層屏蔽的安全防雷結(jié)構(gòu)。在建筑物的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)是最為重要的。以防雷為基礎(chǔ)，做好其他兩方面的接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高人們工作生活環(huán)境的安全性。

2 建筑防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

防雷接地在建筑接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是極為重要的，一般把建筑物的防雷保護(hù)分為三級(jí)：一類、二類和三類，民用建筑大多采用二類防雷保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于建筑內(nèi)存在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑采用一類防雷保護(hù)設(shè)計(jì)。建筑的防雷接地系統(tǒng)一般是由引下線、接閃器、均壓環(huán)以及接地體等裝置組成。其中接閃器可以使用避雷帶、避雷針或者針帶組合接閃器。其中避雷帶要沿房角、房脊、房檐等溶液受到雷擊的地方敷設(shè)。建筑表面外露的金屬構(gòu)件和管道要與避雷帶相連接。建筑上的接閃器要同下線焊接相連通。對(duì)于高層建筑物的引下線要盡量利用鋼筋混凝柱的鋼筋作為引下線。選為當(dāng)做引下線的柱內(nèi)兩根主鋼筋的直徑一般不小于12mm，其兩者的連接一般使用焊接法或者綁扎法均可。對(duì)于建筑物周圍引下線的下部適當(dāng)位置要設(shè)置幾個(gè)測量點(diǎn)，可以把人工接地體同等電位的連接板連接。對(duì)外引連接板同引下線的連接要使用焊接。引下線上端要同建筑的避雷裝置焊接，下端要同接地體焊接。對(duì)于引下線的這種設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)很多，雷電流的泄漏點(diǎn)多、省材料、施工方便以及不損壞建筑物外觀。

在接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中接地體的設(shè)計(jì)是另一個(gè)難點(diǎn)。接地體一般是利用樁基內(nèi)部鋼筋作為自然接地體，此種設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是施工方便、工程投資少、接地效果好，設(shè)計(jì)過程應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：利用外圈樁基和基礎(chǔ)梁內(nèi)鋼筋組成的閉環(huán)，如果沒有基礎(chǔ)地梁鋼筋時(shí)，一般用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼當(dāng)做連接體，使建筑的外沿敷設(shè)成閉合、環(huán)狀、水平的接地體。盡量把所有樁基都和閉環(huán)連接；對(duì)于作接地裝置鋼筋的直徑如只有一根時(shí)要大于10mm，一般可以利用基礎(chǔ)梁的底部兩個(gè)直徑大于12mm的鋼筋當(dāng)接地體；當(dāng)使用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋當(dāng)接地體時(shí)，其周圍地面的深度要大于0.5m。

3 電力系統(tǒng)接地和防雷故障及防護(hù)問題

3.1 接地故障及防護(hù)。主要是相線同電氣裝置的外露部分和地面間的短路問題，導(dǎo)致外露導(dǎo)電部分帶有故障電壓，這個(gè)電壓對(duì)接地金屬打火及建立電弧，引起一處或者多處起火，配電室以及總配電箱應(yīng)重復(fù)接地之外，在配電線路的中間及末端處保護(hù)地線也要做重復(fù)接地。要求工地的臨電設(shè)多點(diǎn)保護(hù)，并合理選擇漏電保護(hù)的類型。

3.2 防雷故障及防護(hù)。過去的雷害問題是以直擊雷的形式對(duì)地面上的人和物進(jìn)行擊毀，現(xiàn)在已發(fā)展為通過金屬導(dǎo)體傳播的雷電波對(duì)建筑、事物、人員造成傷害。防雷方法也發(fā)生了很大的變化，由原來簡單的避雷針和避雷帶防護(hù)轉(zhuǎn)為現(xiàn)在的ADBSGP方法。現(xiàn)在雷電波的侵入指感應(yīng)雷或直擊雷通過通信電纜、無線電天線、輸電線等金屬引到建筑物內(nèi)發(fā)生閃擊造成的雷擊事故。這種情況的事故發(fā)生率較高，且情況都較為嚴(yán)重。

現(xiàn)代的防雷裝置—電涌保護(hù)器，是通過抑制旁路浪涌電流和瞬間過電壓來保護(hù)設(shè)備安全的裝置。它可以在極短的時(shí)間內(nèi)把保護(hù)線路轉(zhuǎn)入等電位的系統(tǒng)中，讓設(shè)備各個(gè)端口電壓達(dá)到等電位，并把因雷擊產(chǎn)生的脈沖能量通進(jìn)大地，設(shè)備各個(gè)端口電位差降低，這樣電路上的設(shè)備便得到了保護(hù)。電涌保護(hù)器應(yīng)用的方面可分為信息系統(tǒng)電涌保護(hù)器、電源系統(tǒng)電涌保護(hù)器、絕緣火化隙以及等電位連接。由電涌保護(hù)器的放電流通量分類可分為過壓保護(hù)器、避雷器、復(fù)合型 SPD。

針對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)，在各個(gè)進(jìn)出線纜上必須安裝一定的電涌保護(hù)器，當(dāng)線纜上遭直接雷擊或者感應(yīng)到過電壓，通過電涌保護(hù)器的作用，系統(tǒng)設(shè)備的各個(gè)端口電壓可以大體上達(dá)到相等水平也就是等電位，這樣設(shè)備系統(tǒng)就可以盡量免遭破壞。

4 結(jié)語

接地是一個(gè)傳統(tǒng)而應(yīng)用廣泛的電氣安全措施，為了保證接地系統(tǒng)的高效正常運(yùn)行，對(duì)于一些經(jīng)常出現(xiàn)的故障如接地線與接地體的選擇和安裝、接地電弧性短路等問題要特別注意，對(duì)于存在爆炸危險(xiǎn)性的場所接地安裝要更加嚴(yán)格，操作要更加規(guī)范，保證不出現(xiàn)意外。為了完全消除雷電所造成的毀壞性電位差，要嚴(yán)格實(shí)行等電位連接，信號(hào)線、電源線、金屬管道等各種金屬設(shè)備都應(yīng)由電涌保護(hù)器或運(yùn)用導(dǎo)線直接進(jìn)行等電位連接，并且各個(gè)內(nèi)層的保護(hù)區(qū)界面也都要做等電位連接，局部等電位連接棒互相連接并與主等電位棒相連。現(xiàn)在建筑中一旦發(fā)生雷電事故就極為嚴(yán)重，所以要多加防范，嚴(yán)格要求，保證建筑以及其內(nèi)部設(shè)備和人員的安全。