建筑物防雷檢測儀器及方法應用

周樹彬+許佳龍

摘??要：準確、迅速地應對雷擊災害，是對高層建筑的基本要求，也是高層建筑必須具有的基本性能。闡述了幾種防雷檢測儀在防雷檢測工作中的工作原理，并結合實際情況，分析了這幾種防雷檢測儀器的性能是否符合相關的規范要求。

關鍵詞：電阻測試儀;等電位測試儀;鉗形表;建筑防雷

中圖分類號：TU895??????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.142

1??4102接地電阻測試儀

1.1??4102測量原理

4102接地電阻測試儀是一種比較常用的測量儀表，它的基本依據是歐姆定律，同屬三極法，如圖1所示。其測量手段是在被測地線接地樁（稱為E）一側地上打入兩根輔助測試樁，要求這兩根測試樁位于被測地樁的同一測，三者基本在一條直線上。距被測地樁較近的一根輔助測試樁（稱為P）距離被測地樁20?m左右，距被測地樁較遠的一根輔助測試樁（稱為C）距離被測地樁40?m左右。測量時，根據需要按下X1?Ω、X10?Ω、X100?Ω量程開關中的一個，然后再按下“MEAS”按鈕，就可以在儀表盤上讀出接地體的接地電阻值。使用儀表時，“OK”燈發亮，如果不亮，則表示C和E端子中的接地電阻值超過了容許值，需重新檢查各條引線與接地棒之間的連接狀況。測試儀通過內部磁電機產生電能，在被測地樁E和較遠的輔助測試樁C之間“灌入”電流，此時，在被測地樁E和輔助地樁P之間可獲得一電壓，儀表通過測量該電流和電壓值，即可計算出被測接地樁的電阻值。

圖1??4102測試原理圖

1.2??4102在檢測中的適用范圍

根據4102的測量原理可知，它的優勢在于：根據圖1可知，在P，C兩根輔助測試樁與大地良好接觸后，即可測試出E點，即圖1中防雷裝置和設備的接地電阻值。就E點所得的接地電阻值而言，該檢測儀具有測量準確、真實的優點。

不足之處在于：①當測量30?m以上的窗戶、欄桿、接閃帶等金屬物和防雷裝置時，E點之間的測試線需要從每一層樓拋向地面，這樣既降低了檢測人員的工作效率，也會面臨一些危險，例如測試線可能碰到電線或線盤從高空墜落等;②在測量屋面的接閃帶時，由于引下線都是利用柱內鋼筋與屋面接閃裝置進行連接的，所以只要有一根引下線與接閃帶焊接，就能測出接閃裝置的接地電阻值。也就是說，當有一根或幾根引下線未與接地裝置連接時，也能測出接閃帶的接地電阻值，這就影響了防雷裝置的準確性和真實性。

根據4102的優勢和不足，在測量圖1中給出的測試物的接地電阻值時，筆者認為4102接地電阻測試儀適合測量位于地平面和地下室內的防雷裝置和金屬物的接地電阻值，例如大樓的預留測試點、強弱電井內的等電位連接排、電梯和地平面及以下的金屬物等。當然，測量整棟大樓的基礎接地網絡的接地電

阻值才是4102最主要的任務，因為當整棟樓的基礎接地網絡的接地電阻值未能達到設計或規范要求時，勢必會導致整棟樓防雷裝置的接地電阻值超標。

2??3690等電位測試儀

2.1??測量原理

將儀表測量端子的兩個電流輸出端子用兩根測試線接到被測導體的兩個端子，兩個電壓輸入端子也接到被測導體的兩個端子。電壓端子應位于電流端子的內側，并盡量靠近被測試點，以減少引線電阻引入的誤差。接線完畢后，選擇適合的量程，按下測試鍵就可以測量被測導體的電阻值。

2.2??在檢測中的適用范圍

根據3690的測量原理可知，它能測量出兩個物體通過一根或多根連接導體連接后的過渡電阻值，優勢在于：①方便，不受場地空間的約束;②效率高，可以在每一層樓單獨放線，避免了收放線的麻煩。

不足之處在于：①所測量出來的值只能代表過渡電阻值，在檢測中也只能作為參考值;②檢測中必須要有一個獨立的基準點，以確保檢測數值的真實性。

根據3690的優勢和不足，在檢測圖1中的防雷裝置和金屬物時，3690適合測量30?m及以上外墻面的金屬物、衛生間等電位以及屋面金屬物等，當然，3690儀器測量最重要的就是選擇基準點。由圖1可知，一般情況下，強電井內的等電位連接排只與基礎地梁內的鋼筋做電氣連接。這樣就確保了其他金屬物在通過3690測試儀測量時，必須與基礎接地裝置有電氣導通。只有這樣，所測金屬物的過渡電阻值才會顯示在3690儀器上面。

3??鉗形測量接地電阻測試儀

3.1??鉗形表測量原理

鉗形接地電阻測試儀的基本原理是以伏安法測量回路電阻。鉗口部分內設置電壓線圈和電流線圈，通過電壓線圈提供激勵信號，在被測回路上感應一個電勢E.在電勢E的作用下，在被測回路產生電流I.鉗形表對E和I進行測量，通過Ro=R+RL這一公式可得到被測回路的總電阻，其中，RL為導線電阻，Ro=E/I.

3.2??鉗形表在檢測中的適用范圍

根據鉗形表的測量原理可知，它能準確地測出防雷裝置的回路電阻值，優勢有：①保證防雷裝置隱蔽部分回路之間的可靠連接，測量出單根引下線與柱內鋼筋、基礎接地裝置的連接情況;②使用便捷，能在短時間內測量出每一根引下線的回路電阻值。

不足之處在于：①它所測得的值并不是接地電阻值，所以只能作為檢測當中的一個參考值;②鉗形表的鉗形卡子需要防雷裝置留有足夠的空間，限制了鉗形表的使用。

根據鉗形表的優勢和不足，在檢測防雷裝置時，鉗形表適合測量位于接閃帶與柱內鋼筋之間的連接線，通過對每一根連接線的測量，能準確地測量出每一根引下線與接閃帶之間的電

氣導通情況。

根據對以上三種檢測儀器的分析，筆者認為在檢測高層建筑物中的防雷裝置中，可以分以下三步完成：①使用4102接地電阻測試儀測量地平面及以下的防雷裝置的接地情況，首先通過測量測試點、強電井接地母排、地下室金屬物等的接地情況，來判斷該建筑物接地裝置的接地電阻值是否符合相關規范和施工設計要求。②當4102接地電阻測試儀測量的接地電阻值符合規范等要求時，就可以使用3690等電位測試儀測量30?m及以上各樓層的窗戶、欄桿、衛生間的等電位以及屋面金屬物的過渡電阻值。基準點的選擇最好直接與接地裝置電氣導通的強電井內等電位連接排，通過測量的值來判斷各部件的金屬物是否與該樓內的其他防雷裝置進行了等電位連接。③在測量完以上的金屬物和防雷裝置的接地電阻值后，就可以使用鉗形表測量每一根引下線的回路電阻值，根據回路電阻值就可以判斷每一根引下線在構造柱內的電氣導通情況。鉗形表測量回路電阻值這一原理剛好彌補了其他儀器的不足。需要說明的是，引下線與接閃帶之間的連接基本采用的都是焊接，無法采用斷開的方式來測量每一根引下線的接地電阻值，當有一根引下線與基礎接地裝置電氣導通后，使用4102和3690等檢測儀器都無法準確地測量出單根引下線是否良好接地。

4??結束語

綜上所述，高層建筑的防雷檢測工作是不可忽視的重要工作，我們可以對上文提及的防雷檢測儀器進行優勢互補。這樣不僅可以快速測量出防雷裝置和金屬物的接地電阻值，同時也能查出防雷裝置與金屬物之間點電氣導通的實際情況，有益于防雷工作的高效開展。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕

Building?Mine?Detection?Equipment?and?Methods

Zhou?Shubin，?Xu?Jialong

Abstract：?Accurately?and?quickly?respond?to?lightning?disasters，?is?a?basic?requirement?for?high-rise?buildings，?but?also?the?basic?properties?of?high-rise?buildings?must?have.?Elaborated?several?lightning?detector?works?in?mine?detection?work，?combined?with?the?actual?situation，?analyze?the?performance?of?these?types?of?lightning?detection?equipment?meets?the?relevant?specifications.

Key?words：?resistance?tester;?other?potential?tester;?clamp?meter;?architectural?lightning