淺析建筑物防雷接地設計要點

劉 明

（江蘇省華建建設股份有限公司，江蘇 揚州 225101）

淺析建筑物防雷接地設計要點

劉 明

（江蘇省華建建設股份有限公司，江蘇 揚州 225101）

民用建筑的防雷接地設計是一項系統而又復雜的工程。筆者以多年從事建筑電氣設計工作的經驗與視角，對民用建筑防雷接地設計的相關概念、要素及設計要點進行詳細的闡述，最后對工程設計中遇到的問題進行了探討。

民用建筑 防雷接地 設計 措施

前言：

我國的民用住宅建筑一般為多層、小高層、及高層，大多為一梯二戶、二梯四戶及三梯六戶類型為主。由于設計者眾多，各個設計者及設計單位對國家的防雷規范理解的不甚相同，設計出來的圖紙也是五花八門，給施工單位和檢測部門帶來了很大的麻煩。

1.建筑防雷接地相關概念介紹

防雷裝置：包括外部雷電防護裝置和內部雷電防護裝置。其中內部雷電防護裝置又可分為等電位連接系統、合理布線系統、屏蔽系統、電涌保護器等幾個部分，它的主要作用是避免雷電流在產生的電磁效應影響與破壞需防空間內的布置。而外部雷電防護裝置主要作用是防直擊雷，它可以分為引下線、接閃器和接地裝置等。

避雷引下線：避雷引下線是將避雷針接受的雷電流引向地下裝置的導線體。防雷裝置的引下線應滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩定的要求。等電位連接：是指用電涌保護器或等電位連接導體將分離的導電物體與裝置相連，其目的是防止雷電流在兩者之間作用產生電位差。

雷擊電磁脈沖：它是一種由干擾源的直接雷擊和附近的間接雷擊而引起的電磁效應。該現象大部分是由于雷電流或磁輻射干擾以及被雷電擊中裝置的電位上升而通過連接導體的干擾。

接地：目前最常用的防雷接地方式根據保護對象的不同分為兩種，第一種接地是為了保護設備的主要功能而進行的接地，顧名思義，我們將這接地方式為功能性接地，另一種就是為了保護人或者設備不受到雷電的損壞而進行的接地保護，這種接地方式我們稱之為保護性接地。

2.滿足國家規范的幾個基本條件

（1）接閃功能：指建筑物具備接閃功能要包括的基本條件，主要有接閃設備的形式，一般有避雷針、避雷帶及避雷網三種常見的形式，接閃器的耐流耐壓能力、當然，還要從實用性方面進行考慮，包括接閃器的造價及與建筑物的統一性考慮

（2）分流影響：該要素指的是引下線對分流效果的影響。影響分流效果的主要是它的粗細及個數。如果引下線個數比較多的花，每根上通過的雷電相對來說就比較小，這樣感應范圍也會相應變小。而且線與線之間的距離國家有明確的固定，設計時應該把該因素也考慮進去。如果引下線比較長，需要贈加均壓環。

（3）均衡電位：指使建筑物內的各個部位都形成一個相等的電位，即等電位。

（4）屏蔽作用：現代建筑物內，普遍會有各種樣的電子設備，它們在雷電天氣時，也會不同程度的受到電磁波的危害，而且這些設備靈敏性又比較高，不僅在它所在的建筑物接閃時會受到一定程度的電子干擾，而且，在它附近的建筑物接閃時，它們也會受到一定的電磁干擾。所以，在防雷設計時，一定要考慮該因素。

3.民用建筑的防雷接地設計要點

3.1 關于直擊雷的防范措施，需要考慮以下設計要點：

①首先是接閃器的形式，目前最常用的兩種形式就是避雷針以及避雷網，當然，還可以采取二者都存在的接閃器形式。還可以根據實際情況，就地取材，利用建筑物內存在的一些金屬類的設備作為接閃器，當然，這些接閃器一定要符合相關的規定要求。除了這些接閃器，還是有很多其他形式的消雷器。其他種類的消雷器，只適合那些具有高桿鐵塔的建筑物上。在設計時還應該注意將屋外的一些突出物考慮在內。需要的時候，要給這些突出物做額外的防雷處理

②引下線的設計

引下線應該先利用建筑物已有的設施，譬如剪力墻中的主鋼筋、消防梯、等等。當利用這些設施作為引下線時，要相應的加上可供測量、外接人工接地體和做等電位聯接用。

③接地裝置的設計

接地裝置的設計是基本同于第二項引下線的設計，也可以先就地取材，采用建筑物內的相關設施，現代建筑，基本都有鋼筋混凝土的土梁，就可以直接利用這些鋼筋形成一個環形裝置，再進行接地處理。若建筑物內無鋼筋土梁時，可在建筑物周邊的無鋼筋閉合的條形混凝土基礎內設計上可以復用的接地裝置。所謂可以復用的接地裝置，就是將建筑物內各個系統中的設備與其接地線柱連接起來，注意連接方式，必須有一根銅芯電纜作為單獨的引下線進行連接。將這些設備和建筑物內的各個系統工作接地、變壓器和柴油發電機的中性點工作接地等共用接地裝置時，接地電阻值應小于 1 歐姆。

3.2 防雷接地設計還應包括對側擊雷的防范，它的設計要素有以下幾點：

如果建筑物的高度超過六十米，且為鋼筋混凝土或者鋼結構，這些建筑物可以采取以下措施進行防側擊雷：

①建筑物內的鋼筋結構應該連接在一起

②引下線可以采用建筑物內的鋼筋

③如果外墻上的金屬欄桿或者門窗之類的金屬物體高于 60 米時，應該把這些金屬設施的防雷也考慮進去。

④建筑物內如果有金屬管道是豎直鋪設的，應該把這些金屬物的頂部與底部連接到防雷裝置上。

⑤如果建筑屋內有組合柱和圈梁，設計時就可以把這些圈梁的鋼筋作為均壓環，如果建筑物內沒有圈梁，就需要每隔三層鋪設均壓環。基于第四點的考慮，把豎直鋪設的金屬管道與均壓環相連。

3.3 如何更好的防范雷電感應？它的設計要素有以下幾點：

①第一種辦法，也是最有效辦法，就是將被保護的建筑物內所有的金屬設備及金屬裝置都進行接地處理。這個時候就需要將建筑內所有和金屬有關的設備接到設計師設計的防雷裝置的保護接地裝置上。

②第二就是要從建筑物內的管道考慮，建筑物內相鄰的兩個長金屬物如果間距小于一百毫米時，就需要進行防雷電感應處理，使用金屬線跨接。

4.實際設計中需要注意的問題

4.1 如何準確的劃分建筑物的防雷分類

目前，建筑物的防雷分類主要分為三大類，主要從以下三個方面進行考慮，第一點，也是最重要的一點，設計師需要考慮該建筑物的具體使用價值，即它的重要性，第二點需要考慮的便是它的使用性質，是作為廠房使用還是一般的住宅使用，第三點，如果該建筑內的防雷裝置被損壞，產生的風險有多大，可預估還是不可預知的，一般的建筑物只牽扯到第二類和第三類防雷。

4.2 怎么來確定防雷引下線所規定的間距

由于雷電流是通過電氣路徑經過防雷引下線及屋頂避雷帶的，所以我們通常所說的防雷引下線的“間距”，是指“電氣間距”，并不是“物理間距”。也就是說，需要“拉直”彎彎折折的避雷帶來計算“電氣長度”，進而得出防雷引下線的間距。

結束語：

防雷與接地是一項艱巨而又重要的工作，必須在工程設計的初始階段就認真加以考慮。除了按照等電位原則，做好滿足標準要求的的共用接地網、綜合全面的考慮防雷與接地外，還應擬定并執行合理正確的防雷接地方案，使用可靠性高的防雷設備和質量可靠的電氣設備，以此保護我們的線路和設備免受雷擊的危害。

TU7

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1007–6344（2015）01–0162–01