淺談建筑物防雷設計在實際中的具體應用

張晉平

[摘 要]：何為接地極、人工接地極和自然接地極，在實際工程應用中的比較，哪種接地方式在實際中更加實用、環保、安全。以及對《建筑物防雷設計規范》對外部防雷裝置采用不同金屬物的要求的理解和應用。

[關鍵詞]：人工接地 自然接地

本人在基層從事建筑電氣工作多年，常感覺防雷接地這一塊最復雜，最難于把握，現把本人在工作中遇到的防雷接地方的問題和作一下陳述。

一、防雷接地的方式

1、接地裝置是接地體和接地線的總稱，其作用是將閃電電流導入地下，防雷系統的保護在很大程度上與此有關。接地工程本身的特點就決定了周圍環境對工程效果的影響，脫離了工程所在地的具體情況來設計接地工程是不可行的。

2、接地體：又稱接地極，是與土壤直接接觸的金屬導體或導體群。接地體做為與大地土壤密切接觸并提供與大地之間電氣連接地導體，安全散流雷能量使其泄入大地。

接地體分為人工接地體與自然接地體。

接地設計中，利用與地有可靠連接的各種金屬結構、管道和設備作為接地體，稱為自然接地體。人為埋入地下作接地裝置的導體，稱為人工接地體。當自然接地體的電阻能滿足要求并不對自然接地體產生安全隱患的，在沒有強制規范時就可以用來做接地體。

①自然接地極：交流電氣裝置的接地宜利用直接埋入地中的或水中的自然接地極，如建筑物的鋼筋混凝土基礎（外部包有塑料或橡膠類防水層的除外），金屬管道（可燃液體或氣體、供暖管道禁用）、電纜金屬外皮、深井井管等。當自然接地極不滿足接地電阻要求時，應補設人工接地極。

②人工接地極：是深入潮濕土壤層來降低電阻的。深埋的接地棒、接地極或接地管，深埋的同時還要確保金屬導體不會過度腐蝕

實踐表明，采用人工接地極時，如果延長了接地線，增大了接地電抗，對防雷不利，還增加了造價。當接地線超過一定長度時，由于電抗太大，等于未設防雷接地。在施工過程中常有施工人員詢問接地極打入地下多少，周圍的填土情況，遇到這些情況很難把握。

當建筑物處土壤電阻率過高時，為降低接地電阻，常采用以上方法：

①遠離建筑物，土壤電阻率低處打接地極，這在實際操作中增加了施工難度。

②換土，在施在中很難把握。

③采用降阻劑。

采用埋設在建筑物水泥基礎內的鋼質接地極。這種接地極可以是土建結構綁扎的鋼筋，也可以是基礎槽內專門預置的焊接或壓接成環的扁鋼。這種接地極具有如下優點：

①接地電阻相對穩定，不受季節和氣候變化的影響。

②通過導電的水泥與大地的大面積的接觸，接地電阻非常小。由于直接位于建筑物內，拉地線最短，接地電阻也最小。

③不需開挖土方。

④它兼起總等電位聯結的作用。

⑤水泥隔絕了接地極與泥土的接觸，避免了泥土的化學腐蝕，接地極的壽命幾乎與建筑物一樣長，不需維護和更換。

⑥利用基礎內的鋼筋作為接地極時，這樣既節省了材料減小了造價提高了施工進度。

⑦還可當建筑物施工現場的接地極。

我個人認為這種方法是可行的，既符合我們所提倡的節能、環保又安全、經濟。我只是一名普通的設計人員，可能知識有限，專業水平不高，所以看法也膚淺。

二、接地極的材料

接地極的材料我看現在《雷規》中補充了外部防雷裝置采用不同的金屬物要求。在接地裝置中提到了采用銅、鍍錫銅。銅接地體與熱鍍鋅扁鋼接地體性能比較。

①耐腐蝕性：接地體的腐蝕主要有化學腐蝕和電化腐蝕兩種形式，在多數情況下，這兩種腐蝕同時存在。銅在土壤中的腐蝕速度大約是鋼材的2%--10%。

②導電性：銅的表面會產生附著性極強的氧化物（銅綠），能夠對內部的銅起到很好的保護作用，阻斷腐蝕的形成。當銅與其它金屬（鋼結構、水管、氣管、電纜護套等）共存地下時，銅作為陰極不會受腐蝕；鋼材是逐層腐蝕的，鍍鋅層具有一定的抗腐蝕性。鋼接地體接頭部位經過高溫電弧焊接加工后會出現點腐蝕情況，一般只能保證10年的使用壽命。而銅不存在點腐蝕情況，壽命較長。

③熱穩定性：銅的熔點為1083，短路時最高允許溫度為45℃；而鋼的熔點為1510，短路時最高允許溫度為400。

④銅接地體施工方便。水平主網采用銅繞柔性好，允許彎曲半徑小，所以拐彎方便；銅線機械強度高，使其能夠成卷供貨，便于機械化施工。搭接處采用專用的卡子，操作方便，加快施工進度，節省人工費用，簡化施工工藝，更重要的是保證了銅接地網的連接質量。

所以，銅接地網相對熱鍍鋅扁鋼接地網，具有導電性能優、熱穩定性好、耐腐蝕性能好、耐腐蝕性能強、施工方便、壽命長、投運后檢修維護工作量少等優點。

結束語

以上這些是我在這些年在實際工程中所遇到的一些問題，常年在一線工作，對規范的理解和應用實在有限，我一直希望自己所做出的工程既經濟又合理，安全可靠，給人們提供更加可靠，更加方便，更加合理的用電需求。

希望有關專家在看到我的論文的時候能夠多開展開一些在網上的視頻講座，或者通過一些別的渠道，因為參加工作的設計人員平時工作很忙，沒有時間再去學習，我們可以在結合實際的前提下，帶著問題去學。我們在費用等實際問題的顧慮下，望而止步。多給我們這些如饑似渴的設計人員提供一些免費的講座或書藉。給我們提供一個學習交流的機會。這樣及時的把最新的技術、最好的方法、最科學的設計理念灌輸給我們這些年青的設計人員，這樣，就可以多出精品、提高電氣設計的安全系數。在一些相關的電氣專業書中多次提到我國的電氣設計水平存在一些不好的地方，那我們就應該積極的行動起來，我個人認為只能基層一線人員的設計水平整體提高了，那我國的電氣設計水平才能夠提高。

參考文獻：

[1] GB 50057----2010年版 建筑物防雷設計規范 [S]

[2] GB JGJ16----2008年版 民用建筑電氣設計規范 [S]

[3] JGJ242-2011 住宅建筑電氣設計規范 [S]