建筑電氣防雷接地設計及施工要點分析

文/劉博文 中國汽車工業工程有限公司 天津 300113

1、建筑電氣防雷接地基本概念及作用

1.1 建筑電氣防雷接地基本概念

建筑電氣防雷接地是一個綜合性的系統，該系統由接閃器、引下線、接地裝置、電涌保護器以及其他諸如等電位連接、電磁屏蔽等其他連接導體組成。防雷裝置主要分為外部雷電防護裝置及內部雷電防護裝置兩大類。

外部雷電防護裝置主要是傳統的防雷裝置，主要由接閃器、引下線、接地裝置等組成，其主要作用是防范直擊雷對建筑產生傷害，其具體組成具有多樣化特點，每個部分都會發揮特定的作用，主要原理是頂部防雷裝置接閃器通過電流往低電阻方向流動的特性，將雷接引，通過引下線導入大地，從而防止雷對建筑物造成破壞。通常接閃器會根據防雷等級采用金屬屋面或者獨立設置的金屬接閃網格，接閃器與引下線要進行可靠連接；引下線通常采用混凝土柱子內主鋼筋或者采用鋼柱，其上端與接閃器可靠連接，下端與接地裝置可靠連接，成為一個良好的雷電流導體；接地裝置通常采用混凝土基礎內主筋，如果接地電阻不滿足項目要求，則需要補打接地極。

內部雷電防護裝置主要作用是保護建筑內部安全，減少雷電流及其電磁效應，通過采用電磁屏蔽、裝設電涌保護器（SPD）以及進行等電位連接等方式，防止雷電波對電氣及電子系統造成破壞。內外防雷裝置的結合使用，可以避免雷電對建筑物和建筑物內電氣及電子系統的損害。

1.2 建筑電氣防雷接地作用

建筑電氣防雷接地對于建筑使用者的安全而言十分重要，因為雷擊的瞬間通常會達到幾十甚至幾百千伏，如果沒有防雷接地系統，無論是建筑還是其內的電氣電子設備都無法承載此電流，均會造成損壞。建筑電氣防雷接地的作用就是防止出現這些危害，從外部使建筑物不會被雷擊破壞建筑物的外表面，內部的電氣電子設備通過等電位及浪涌保護器，形成等電位均壓和多層屏蔽的安全防雷的結構，從而保證設備整體安全。

2、防雷接地在應用過程中主要存在的問題

第一，如果接閃帶未按照國家規范規定的標準進行選型、采購，可能會導致接閃帶無法承載雷電瞬間斷掉；或者生產廠家未按照國家規范所規定的接閃帶應進行熱浸鋅、熱鍍鋅防腐處理的話，那么接閃帶生銹導致電阻升高的以至于無法達到吸引雷電的作用。以上問題均會導致建筑防雷接地系統的接地電阻變高，在雷雨氣候下出現雷擊時，雷電不容易被吸引導致不容易泄流出去。

第二，在施工過程中，如果防雷接地系統之間的連接施工質量較低，比如樁與承臺、地梁均壓網的焊接長度及厚度均未達到施工驗收規范的要求，那么就有可能出現接地導體未可靠連接，在中間某個環節斷掉，導致雷電無法導入大地，從而對建筑產生破壞。

第三，在施工過程中，接地裝置的掩埋深度有所不足，并且未正確的進行接電阻測試，從而導致在工程竣工交付使用期間內，所安裝配置的防雷接地設備接地電阻不夠規范要求的值，發生雷電時防雷效果將大打折扣。

第四，在施工過程中，如果施工人員對防雷接地的圖紙沒有研究仔細，那么很容易出現漏焊用作防雷引下線的柱子或者用作接地網的基礎內鋼筋，使得防雷接地系統斷開，那么將會對整個系統的接地電阻以及連通性造成危害。

3、建筑電氣防雷接地應用要點

3.1 做好施工準備工作

首先，需要做好材料準備。在今天的建筑電氣工程項目施工中，防雷裝置很大程度上是利用土建施工中的材料，所以為了避免在防雷處理中出現問題，要在正式施工以前做好材料以及施工準備工作，電氣人員需要及時進場，在土建人員進行基礎和柱子施工材料時也伴隨著一起檢查，需要十分熟悉圖紙內容，對合用的防雷裝置要及時掌握好其的原理與特點，同時對不同構件結構與材料進行檢查，確保其能夠滿足施工要求。

其次，現場的電氣施工人員要做好方案學習。在施工以前要組織相關人員進行圖紙會審，對設計圖紙所表達的內容要了然于胸，掌握圖紙中所涉及到的技術與內容，在掌握好規范要求的基礎上來確保防雷接地施工的有序開展，及時消除施工影響因素。還需要對電氣施工驗收規范關于防雷接地部分的內容進行研究，比如要了解同一根柱子要保證至少兩根主鋼筋是作為防雷接地用引下線的，鋼筋與鋼筋之間如何進行可靠連接電氣施工及驗收規范上也都有提及，理論的學習是為了更好地展開實際的施工。

3.2 設計過程中的外部防雷要點

（1）通過建筑物屋面形式的不同合理選擇接閃器。如果建筑物是金屬屋面且其外層金屬屋面下無易燃物，并且其厚度滿足國家規范要求，那么可以直接采用金屬屋面作為接閃器，既經濟又方便施工。倘若屋面是混凝土屋面，那么接閃器宜采用接閃帶網格保護，接閃網格大小應根據建筑物的防雷等級設置，另外接閃帶的材質、規格以及接閃帶支持器的間距等均應滿足國家的規范要求，部分地方需采用接閃針，所有的突出屋面的金屬物體均需采用通過接閃帶與屋面接閃系統可靠連接。

（2）在部分地區，會要求設計人員在女兒墻、屋脊、屋角、屋檐等建筑物易受雷擊的部位，除了設置接閃帶以外，還會額外的要求設計接閃短桿。

（3）所有接閃器均有其保護半徑，通過滾球法計算其保護范圍后，對于超出屋面接閃器保護范圍的物體須加設接閃器，并與建筑物的防雷接地系統相連接。

（4）突出屋面的金屬物體必須與屋面防雷裝置可靠連接。

（5）防雷接地系統中如果采用通常的焊接方法，那么應在焊接處做防腐處理。

（6）為了防止接觸電壓和跨步電壓，建筑物金屬構架和建筑物互相連接的鋼筋在電氣上必須貫通，且引下線數量不少于10 根。

（7）引下線上端應與接閃系統可靠連接，下端應與接地系統可靠連接，要優先利用建筑物鋼筋混凝土內的鋼筋或鋼結構柱體，這樣可以更加經濟和高效。利用建筑基礎鋼筋作接地體時，可以不設斷接卡，過門無鋼筋初需采用熱鍍鋅扁鋼等接地導體連通基礎鋼筋。當利用建筑物自身柱子作引下線時，須在室內外適當位置設置若干接地端子板（一般在室內距地上高度0.3m，室外距離室外地坪-0.5m），用于生產設備、機房、變電所、管道等設施進行等電位連接使用。通常在建筑四角外+0.5m 處設置接地電阻測試點，接地電阻需定期進行測試。

（8）所有的電纜托盤、槽盒、梯架、導管等均應不少于2 處接地，其連接處均應用截面直徑不少于4mm 的銅導線進行跨接，全長大于30米時，每隔20～30 米增加一個連接點。

3.3 設計過程中的建筑物內部防雷要點

內部防雷主要分為等電位連接和電涌保護器兩大類。總等電位聯結通過與全建筑物內金屬物品連接，使得建筑物內得物體相互之間的間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件間的電位差為零，從而消除自建筑物外徑電氣線路和各種金屬管道引入的危險故障電壓的危害。進線配電箱的接地母排，公用設施的金屬管道如上下水，熱力等管道通過與等電位端子箱或者接地端子板連接，使其接觸到電流后均可以快速的導入地下，減少觸電風險及危害。對于電氣及電子信息系統，通過電磁屏蔽或者加裝電涌保護器SPD，從而滿足防雷和信息系統抗干擾的要求時，達到防電擊并合理屏蔽保護電子設備的功能。

結語：

總之，在建筑電氣施工中，防雷接地系統的設計與施工也是個重要的環節，需要嚴格遵守建筑防雷設計規范以及電氣施工驗收規范來進行防雷接地系統的設計與施工。要根據現場實際的年雷擊情況，建筑物方案等來選擇有針對性的設計方案，還要綜合分析好接地故障保護措施，確保接地設計及施工的合規性，只有做好這些工作，才能保證建筑的安全性。