淺談建筑物的防雷接地設計

【摘 要】接地是避雷技術很重要的環節，建筑物接地系統的合理與否，是直接關系到人身和設備安全的重要問題。不管是直擊雷、感應雷或其它形式的雷，采用何種類型的防雷設備，都要求將雷電流盡快通過接地裝置導入大地。因此，沒有合理而良好的接地裝置，就不能有效地防雷。本文首先介紹了建筑物防雷接地的基本要求，然后介紹了接地裝置，最后闡述了建筑物的防雷措施。

【關鍵詞】建筑物；防雷；接地

1建筑物防雷接地的介紹

1.1建筑物防雷接地的基本要求

防雷接地的主要作用是利用各類接地極把雷電流快速、順利地泄放到大地中，從而達到保護人身和電氣設備安全，設備正常運行的目的。我們可以這樣認為，凡是與電網連接的所有儀器設備都應當可靠接地。各種防雷保護裝置都必須配備合適的接地裝置，才能夠有效地發揮其保護作用。需要保護的二次設備必須采取等電位連接與接地保護措施。防雷工程的一個重要的方面是接地裝置以及引下線、接閃器的設置，整個工程的防雷效果甚至防雷設備是不是起作用，都取決于此，所以必須認真、系統地研究。

1.2 防雷分區及分級保護

1）雷電保護區A區。該區內的各物體都有可能遭受直擊雷，同時在該區內雷電產生的電磁場能量自由傳播，沒有衰減。2）雷電保護區B區。該區內的各物體在接閃器保護范圍內，不會遭受直擊雷，但該區內雷電電磁場的量級因沒有屏蔽裝置，所以與A區一樣，電磁場能量沒有衰減。3）雷電保護區1區。該區內的各物體都在建筑物內，不會遭受直擊雷，流經各導體的電流比B區更小，區內的雷電電磁場能量可能發生衰減。4）雷電保護區2區。該區進一步減小所導引的雷電電流和電磁場。

根據規范IEC1312的要求，同時對應IEC1024中給出的防雷保護區概念，避雷及過壓保護分為3級，保護器分為B、C、D三類。0區和1區的交界處為B級保護，1區和2區為C級保護，2區內重要設備前端為D級保護。

2接地裝置簡介

接地線和接地極的總和稱為接地裝置。接地裝置一般包括自然接地體和人工接地體。民用建筑宜優先利用鋼筋混凝土中的鋼筋作為防雷接地網，當不具備條件時，宜采用圓鋼、鋼管、角鋼或扁鋼等金屬體作人工接地極。垂直埋設的接地極，宜采用圓鋼、鋼管、角鋼等。水平埋設的接地極宜采用扁鋼、圓鋼等。垂直接地體的長宜為2.5m。垂直接地極間的距離及水平接地極間的距離宜為5m，當受場所限制時可減小。接地極埋設深度不宜小于0.6m。

3建筑物的防雷技術措施

3.1 外部防雷

外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防護直擊雷，它是防雷技術的主要組成部分。外部防雷主要采用避雷針和接地裝置加以保護。防雷接閃器是專門用來接收直接雷擊電流的金屬物。建筑物的房頂尤其是房頂上較突出的部位最易遭受雷擊，設置在房頂上的設備與器具是雷擊的主要對象。建筑應根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性及后果，按防雷要求進行分類。根據防雷分類對建筑物進行保護措施的設計。為了有效防止雷擊，應采用針網或針帶組合接閃器，在房頂最高點和其他次高點多處設置避雷針。避雷網覆蓋于房頂，并延伸到女兒墻上，使房頂、墻均在避雷帶保護范圍之內。該網格與大樓柱內鋼筋作電氣連接，利用柱內2根以上鋼筋作引下線，與建筑物基礎鋼筋這個自然接地體連接。

3.2 內部防雷

內部防雷系統主要是對建筑物內易受過電壓破壞的弱電設備加裝過電壓保護裝置，在設備受到過電壓侵襲時，利用過壓分流箝位等手段保護裝置快速泄放能量，從而保護設備免受損壞。過壓分流箝位的原理是在可能傳導感應雷擊電磁脈沖電涌的信號傳輸線端口和電源線端口并聯或串聯過電壓防護裝置。一旦由于雷電感應使電涌達到危及設備的閾值時，防護裝置瞬間響應，將電涌電流泄流入地，從而將被保護端口的雷擊電涌殘壓箝制在端口所能承受的數量級上，起到保護設備、減免雷害的作用。內部防雷分為弱電系統供電電源線路防雷和弱電設備通信端口信號防雷。

1）電源線路防雷系統。電源線路防雷系統主要是防止雷電波通過電源線路對建筑內的計算機及相關設備造成危害。依照有關防雷工程試行草案，應采取分級保護、逐級泄流的原則。在電源的總進線處安裝放電電流較大的一級電源防雷器，即B類過電壓保護器；在重要樓層或重要設備電源的進線處加裝二級或三級電源防雷器。

2）電設備各信號端口的防雷系統。由于雷電波在線路上能感應出較高的瞬時沖擊能量，因此要求網絡通信設備能夠承受較高能量的瞬時沖擊，并在網絡通信接口處加裝防雷保護裝置，以確保網絡通信系統的安全運行。

3）等電位聯結。由于建筑物的避雷器引入了巨大的電磁場變化，其會在相鄰的導線上感應出雷電過電壓，因此，建筑物的避雷系統在防直擊雷的同時，可能對電子設備引入了雷電干擾。一般計算機等電子設備的耐壓≤100 V，故必須建立等電位聯結，通過減小電位差來確保電子設備的安全。等電位聯結的目的是當雷電襲擊時，使建筑物內部和附近幾乎處于等電位，對電子設備及系統和所處建筑物的各導電部分建立電位基本相等的電氣聯結，以減少各金屬部件和各系統之間的電位差。

用導線或過電壓保護器將處在防雷區間的防雷裝置、電氣設備、金屬門窗、電梯導軌、各種金屬管線和弱電系統的金屬器件相互焊接或連接起來，構成統一的導電系統，從而避免接地線之間存在電位差，以消除感應過電壓的產生。電氣和電子設備的金屬外殼、機柜、機架、金屬管/槽、屏蔽線纜外層、信號設備防靜電接地、安全保護接地和浪涌保護器接地端應以最短的距離與等電位聯結網絡的接地端子連接。

整個建筑物結構的梁、板、柱基礎內的鋼筋是等電位聯結的一部分，應焊接或綁扎成統一的導電系統，連接到綜合共用接地裝置上。

在建筑物的不同防雷保護區交界處設置總等電位接地端子，每層樓設置樓層等電位接地端子，設備機房或設備間設置局部等電位接地端子。共用接地裝置與總等電位接地端子連接，通過接地干線引至樓層等電位接地端子，由此引至設備機房的局部等電位接地端子，局部等電位接地端子再與預留的樓層接地端子連接。防雷接地與交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地共用一組接地裝置，稱為共用接地體，其接地電阻值按接入設備中要求的最小值確定。

智能化系統采用共用接地裝置，當采用建筑物金屬體作為接地裝置時，接地電阻不應大于1 Ω。當接地電阻不能達到要求時，可采用深埋接地體、設置外延接地體、換土、在接地體周圍添加經環保部門認可的降阻劑或其他新技術和新材料等措施。

電子設備相對較少的系統可采用S型結構的等電位聯結網。在該結構中所有金屬組件就近直接接至機房或樓層的等電位接地端子，不必設專用接地線引至總等電位接地端子。除等電位點外，應與共用接地系統的其他部件足夠絕緣。

對于較大的電子信息系統，可采用M型網狀結構的等電位聯結網，如：計算機房、網絡系統等，在該結構中所有金屬組件不與接地系統的各組件絕緣，M型等電位聯結網通過多點組合到共用接地系統中。

4結語

建筑物防雷設計是保證建筑物安全的一項不可缺少的措施，也是人們生命財產安全的保證。通過本文對建筑物防雷接地設計的研究，希望對建筑物的防雷設計有所幫助。

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