超高層建筑電氣工程防雷接地技術(shù)探討

曹淑琴

（山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司，山西太原 030032）

1 建筑電氣防雷接地技術(shù)概念

當(dāng)前，常用的雷電防雷技術(shù)主要有內(nèi)部、外部防雷裝置兩種類型。眾所周知，高層建筑物配置的電氣防雷系統(tǒng)復(fù)雜性更高，防雷及接地設(shè)施等是常用的防雷裝置，以上裝置的使用原理存在著差異。比如，接地線、接地設(shè)施盡管使是把雷電傳送至大地內(nèi)，但傳輸方式有一定不足。在雷電接閃環(huán)節(jié)中，明確規(guī)定現(xiàn)場工人規(guī)范應(yīng)用接閃桿及接閃帶等部件，借此方式把電流順利的導(dǎo)入接地裝置內(nèi)，在接地設(shè)備的協(xié)助下將電流安全的導(dǎo)入到地下[1]。

2 高層建筑電氣防雷和接地施工技術(shù)

2.1 部署防雷接地線和基礎(chǔ)接地網(wǎng)

防雷接地線施工建造中，要督導(dǎo)工人先把設(shè)計圖紙作為依據(jù)，執(zhí)行相應(yīng)的操作過程，確保超高層建筑電氣防雷接地各施工流程均規(guī)范化，防控出現(xiàn)現(xiàn)場接地和設(shè)計之間形成較大偏差的情況。

結(jié)合設(shè)計圖紙內(nèi)標(biāo)注處焊接處理防雷接地部件，建議選用防雷接地線施工作為基礎(chǔ)接地網(wǎng)，底板上層內(nèi)兩根柱鋼筋直徑≥20mm，焊接底板和規(guī)格小于15m×15m的網(wǎng)格，隨后采用內(nèi)徑≥15mm鋼板連接基礎(chǔ)接地網(wǎng)與結(jié)構(gòu)樁基。

2.2 合理選用防雷接地接閃器

根據(jù)既有的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在建筑項目防雷接地建設(shè)活動中，首先，應(yīng)根據(jù)建筑施工的主要特點，購買較為先進(jìn)。質(zhì)量最佳的接閃器設(shè)備，以市面上較為常見的避雷帶、避雷針為主。其中，接閃器的主要作用是巧妙的將外部雷電及時的導(dǎo)入地下內(nèi)部環(huán)境，來減少電機(jī)電流對設(shè)備產(chǎn)生的不良后果。值得注意的是，設(shè)計人員還會將接閃器設(shè)置成橫截面半徑6mm圓鋼材或建筑屋頂之外的整體金屬鋼結(jié)構(gòu)，在建筑物體上面使得整個金屬結(jié)構(gòu)和6根高度1.5m避雷針組合成接閃器等防雷系統(tǒng)，可以采用式（1）計算出接閃器的保護(hù)范疇：

式中：s代表接閃器的保護(hù)半徑；l代表接閃器的高度數(shù)值；l1、l2對應(yīng)的依次是滾球半徑、接閃器距離起始平面的高度值。如果在實踐中把建筑屋頂?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)作用接閃器裝置的主要構(gòu)成部分，可能出現(xiàn)接閃器在安裝后出現(xiàn)較為突兀的情況，不利于以后的防雷管理，因此在實際的安裝中應(yīng)充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的平面高度，可以選擇建筑物的頂部作為接閃器的起始點。

2.3 防雷接地具體施工

關(guān)于電氣工程具體的防雷接地施工具體操作方法，設(shè)計人員通常會使用接閃器等設(shè)施，該種設(shè)備由屋頂金屬材料和避雷針構(gòu)成，接地線依靠金屬結(jié)構(gòu)的主要功能發(fā)揮出來后，達(dá)到具體的防雷效果。具體的電氣工程防雷接地施工流程如圖1所示[1]。

圖1 電氣工程防雷接地施工流程

在敷設(shè)時，利用卡釘均勻分段固定暗敷于建筑抹灰層內(nèi)的接地線，針對明敷的接地線，在儀器上將其順直、無急彎的和連接支架進(jìn)行焊接處理，并涂擦適量瀝青。應(yīng)用金屬構(gòu)件與金屬管道作為引下線，通過焊接技術(shù)連接其和接地干線。明敷接地干線與引下線過程中，要確保不同支持件之間能均衡分布，將水平直線、垂直、彎曲部分的距離分別控制在0.4~2.0m、2.0~2.5m、0.2~0.6m范圍中，如果接地線纜需穿越圍墻或者樓板時，需要將相應(yīng)位置增設(shè)保護(hù)套管，并把其和接地線進(jìn)行電氣連通處理。如果接地線要跨越某些建筑物，則要布置相配套的補償裝置。

在建筑現(xiàn)場施工時，金屬門窗、器具等嚴(yán)格依照就近規(guī)則和接地干線設(shè)施銜接在一起。如果面對的是等電位，則要將其和接地干線相聯(lián)結(jié)，現(xiàn)場其與接地裝置的直接連接不小于3處，使等電位干線構(gòu)建出環(huán)形電路。在變壓器室、高低壓開關(guān)室內(nèi)，接地線和接地設(shè)備引出線的連接要不小于3處。

3 提升防雷接地水平的措施

3.1 優(yōu)化防雷接地系統(tǒng)，提高智能化水平

近些年中，國內(nèi)高層建筑物如雨后春筍一般陸續(xù)建設(shè)，防雷接地等基礎(chǔ)的設(shè)施也發(fā)揮了許多不可替代的作用，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及人們生活水平的提高使得對建筑結(jié)構(gòu)的要求也逐漸增多，這也就使得對電氣等設(shè)備的質(zhì)量提出了更高的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在這樣的工況下，有針對性地優(yōu)化防雷接地系統(tǒng)性能，順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，設(shè)計人員應(yīng)改進(jìn)和完善日常建設(shè)期間的諸多問題，在電氣現(xiàn)場施工活動中，為了能使智能化防雷接地系統(tǒng)將自身作用充分發(fā)揮出來，確保火災(zāi)報警裝置、通信網(wǎng)絡(luò)元件以及相關(guān)監(jiān)控設(shè)備可以正常運行，進(jìn)而真正實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的完美配合，發(fā)揮智能化中樞系統(tǒng)的功能，使用各子系統(tǒng)常態(tài)化運行有更大的保障[2]。

3.2 謹(jǐn)慎選用施工材料

施工材料的選擇應(yīng)用情況直接關(guān)系著防雷接地系統(tǒng)的施工質(zhì)量。故而，為了防止出現(xiàn)以公謀私的情況，應(yīng)派專業(yè)的人員進(jìn)行監(jiān)督，在投入適當(dāng)?shù)馁Y金來購買一些正規(guī)的生產(chǎn)材料，在多個部門充分交流的基礎(chǔ)上，設(shè)計出科學(xué)完整的施工計劃，確保施工建設(shè)順利進(jìn)行。只有在接地系統(tǒng)內(nèi)各種材料質(zhì)量均過關(guān)后，方可以指派技術(shù)人員進(jìn)行安裝，并且要結(jié)合材料類型、性質(zhì)及功能的差異，為其應(yīng)用不同的測試標(biāo)準(zhǔn)與使用方法，要做到區(qū)分應(yīng)用。

3.3 加大施工現(xiàn)場管理力度，提升安裝技術(shù)水平

首先，設(shè)計人員應(yīng)做好建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的主內(nèi)鋼筋引出點的統(tǒng)籌規(guī)劃，采購部門應(yīng)對鋼筋等基礎(chǔ)材料進(jìn)行質(zhì)量檢測，在確保符合國家施工標(biāo)準(zhǔn)后方可大批量集中購買，以確保后期施工結(jié)構(gòu)質(zhì)量的提升，故而要采用適宜的措施削弱其在現(xiàn)場施工中形成的不良影響，盡可能提高建筑物的防雷處理效果。現(xiàn)場施工時，要規(guī)范的焊接處理鋼筋原料與主筋，不管鋼筋原材料是圓鋼還是扁鋼，都嚴(yán)禁運用T型接頭焊接技法，并且要嚴(yán)控其焊接角度，一定要是90°的垂直角。其次，要高度重視建筑物體接地極等基礎(chǔ)設(shè)施的連接，在確保相關(guān)接地系統(tǒng)平穩(wěn)運行的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格落實國家提倡的科學(xué)發(fā)展觀的建設(shè)要求，在引下線建設(shè)期間，應(yīng)用安裝便捷操作簡單的鋼筋零部件為主要材料，統(tǒng)一施工作業(yè)人員的操作方法，做好基礎(chǔ)的焊接處理后，重點關(guān)注兩者之間的其他細(xì)節(jié)問題，當(dāng)施工項目完工后，聘請資質(zhì)較高的團(tuán)隊進(jìn)行質(zhì)量檢測，力爭將客觀因素帶來的負(fù)面影響降到最低，從基礎(chǔ)環(huán)節(jié)提升焊接質(zhì)量。最后，加大安裝施工效果的檢測力度，具體是加大防雷接地系統(tǒng)施工全過程的質(zhì)控力度，嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范做好完工后施工效果的檢測工作，可以嘗試應(yīng)用電子測試等方法，全面解除現(xiàn)場安裝中潛在的各種隱患因素，進(jìn)而使電氣工程后期安全應(yīng)用有更大的保障。

4 實驗論證探究

為了能夠更好地獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，本文通過某城市一座24層的建筑物為主要研究對象，其中此棟居民樓總計容納用戶48戶，分為2個主要單元，公用電梯是居民使用者主要承載的日常工具，其內(nèi)部的電纜電源為380V，建筑設(shè)計人員經(jīng)過綜合調(diào)查后，共計設(shè)置了4個主配電箱，各主配電箱為12戶業(yè)主供電，在建筑物一樓內(nèi)集中安裝電表。分別應(yīng)用常規(guī)防雷接地工法與本文設(shè)計的方法進(jìn)行設(shè)計，將其分別設(shè)定成對照、實驗組。一共連續(xù)進(jìn)行了5次模擬雷電，對比兩組的防雷覆蓋范圍（見圖2）[4]。

圖2 實驗結(jié)果對比

通過觀察圖2的條形統(tǒng)計圖，不難發(fā)現(xiàn)實驗組的防雷覆蓋范疇顯著大于對照組，并且實驗組進(jìn)行完5次模擬實驗以后防雷效果并沒有出現(xiàn)明顯波動，而對照組在實驗結(jié)束后，防雷效果呈現(xiàn)出十分顯著的降低趨勢。綜合分析本次對比實驗結(jié)果，可以正式本課題提出的防雷接地施工技法能較明顯的拓展傳統(tǒng)方法的防雷覆蓋范圍，并且較好地滿足了防雷接地技術(shù)在穩(wěn)定性方面提出的要求。

5 結(jié)語

總之，防雷接地施工情況影響著建筑電氣工程的施工效果，建筑企業(yè)的管理部門應(yīng)投入適當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)資金，積極學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的防雷接地技術(shù)，聘請優(yōu)秀的建筑型管理型人才，盡可能提升防雷接地施工效率，進(jìn)而充分發(fā)揮防雷裝置的功能，減少高層建筑自身及內(nèi)部電氣設(shè)備被雷擊的概率，保證高層建筑物使用安全，延長使用壽命，創(chuàng)造出更多的效益。