防雷接地技術在建筑電氣安裝中的實踐探究

文／馬軍 北京京鴻達建筑工程有限公司 北京 100000

引言：

近年來，我國的建筑行業發展迅速，這使得建筑密集度不斷提升，同時越來越多的高層以及超高層建筑拔地而起，與此同時也增加了建筑遭受雷電危害的幾率。建筑一旦遭受雷擊，便會瞬時產生較大的電流，進而損壞電氣設備，甚至還會引發火災等事故。因此要充分認識到防雷接地技術的重要性，并在建筑電氣安裝中合理加以應用，提升建筑物的防雷安全系數，進而更好的保障廣大人民群眾的人參與財產安全。

1、防雷接地技術概述

1.1 防雷接地技術的作用

隨著建筑密度和高度的提升，使得雷擊風險也隨之提升，一旦建筑遭受雷擊，不僅會使相關的電氣設備遭受破壞，甚至還會引發爆炸或者火災等事故，很容易造成嚴重的損失以及人員傷亡。而防雷接地技術的應用，則可以有效規避此類問題，是保障建筑使用安全的有效手段。借助防雷接地技術，能夠將雷擊所產生的電流引入到地下，避免對建筑以及建筑電氣造成威脅。雷擊會造成嚴重危害，其危害形式主要包括電波侵入、雷電感以及直擊雷三種。建筑遭受雷擊，會瞬時產生較大的電流，而在電流的機械力以及熱效應的作用下，會給建筑本身造成一定的危害。

與此同時，強大的電流還會給建筑中的電氣設備帶來巨大的威脅，甚至還會引發嚴重的安全事故。防雷接地技術的應用，可以通過電壓保護接地、工作接地以及保護接地等形式來提升建筑物的防雷安全系數。為了使接閃器截獲直接雷擊的雷電流或通過防雷器的雷電流安全泄放入地，以保護建筑物，建筑物內人員和設備安全的接地成為防雷接地。

另外，高壓線上的避雷線是用于防止高壓線被雷擊的架空地線，它的兩端都是接地，也是一種防雷接地。一般認為雷電放電機制可用電流源等效，接地電阻越小，雷電流產生的電源也越低，雷擊的危害就越小。所以盡可能降低接地電阻。第一，工廠防雷分為整體結構防雷，就是主廠房防雷，主要基礎打接地極，接地帶，形成一個接地網，接地電阻小于10歐。再與主廠房的鋼筋或鋼結構的主體連接。水泥混凝土屋頂接避雷帶或避雷針，墻外地面還得有接地測試點，鋼結構應用鍍鋅扁鐵直接引導屋頂。第二，供電系統接地分為保護接地和工作點接地，保護接地是帶電設備外殼接地，工作點接地指零線接地，接地網做法與避雷接地方式一樣，接地電阻小于4歐。如達不到要求，則應加接地極，條件不好的，應加電解物及(或)更換土壤。工作接地和保護接地在配電室獨立引出，系統可并為一個。工作方式，如地線和零線分開，也可以合為一引到用電系統（或設備）。接地系統須重復接地，也有獨立分開的方式，TN-C系統。零地不能再合為一。第三，儀器地表接地系統，該系統接地電阻小于1歐。不能與防雷接地連接。第四，防靜電接地，如油管等，每隔彎頭35米就得有一處可靠接地（可系統也可獨立），電阻小于30歐。

1.2 接地系統中存在的問題

（1）地線與工作線的混接

所謂地線，是指接地系統與設備外殼之間連接的線路。所謂工作線，是指位于設備內部的線路。對于電氣設備而言，沒有地線其可以在正常情況下穩定運行，但是沒有工作線則電氣設備無法運行。在接地系統中容易出現的線與工作線混接的問題，進而影響設備運行的穩定性，同時還會造成線路受損等狀況，甚至還會引發安全事故。地線與工作線混接，主要原因在于建筑電氣安裝過程中施工人員操作失誤，將地線與工作線混淆，進而導致線路連接出現偏差，再加之建筑電氣安裝完成后未進行專業的調試與檢測，難以及時發現混接問題，致使設備和線路通電后遭受破壞，嚴重時還會造成嚴重的電力安全事故。普通住宅供電采用TN-C-S接零保護系統，在這個系統中，總配電箱的前級是TN-C接零保護系統（三相四線），工作零線和接地線（保護零線）是共用一根線的，稱PEN線。PEN線在在總箱的進線側進行了重復接地，就是PEN線再次與大地（接地裝置）相連接，（總箱內有一塊匯零銅牌，PEN線和接地裝置的接地干線均連接在上面。）從匯零牌上又接出了工作零線和接地線。總箱就成了三相五線輸出，這時，零線和地線是分別設置的，零線稱N線，地線稱PE線。二者是嚴格分開，不得混接。零線和地線原本就是從同一塊匯零牌上出來的，當然是相通的，后來因為功能不同，分別設置了，且二者是嚴格分開，不得混接。

因為工作零線屬于電源線，不論它有電沒電，一概視為帶電體，接地線是起保護作用的，當用電器發生電流泄露時，靠接地線把泄漏電流引入大地，保證人身或設備的安全。當接地線把泄露電流引入大地時，會使漏電保護器動作，切斷電源，所以它們是嚴格分別設置的，否則會影響電路正常工作。

值得注意的是不論是N（零線）還是PE（地線），在用戶側都要反復接地，以增加接地保護的可能性。但是雖說都是接地，卻不意味著可以在任意一點尤其戶內接到一塊，它只能在接地點或靠近接地體的位置連接到一起，否則的話，地零不分，容易讓人喪失警惕，本該七保護作用的地線起不到作用，也導致更容易發生觸電的意外。

圖1 地線

（2）地線主干線路電位連接問題

在建筑電氣安裝過程中，地線主干線路電位連接是重要的施工環節之一，主干線路電位連接通常會在電氣豎井通道內完成。在施工過程中，應結合設計圖紙要求，規范連接工序，切實保障地線主干線路電位連接質量。但是在實際的施工過程中，電位連接工序不規范現象依然存在，導致地線主干線路電位連接質量受到不利影響。如預設的鋼板設施不到位，地線主干線路與豎井內部主筋的連接不穩固，甚至還會出現主筋與線路混淆等問題。這些問題的存在，都會在很大程度上影響地線豬肝線路電位連接的效果。

（3）重視接地系統之間的配合和交接

在建筑系統中，存在著較大的管線，因此在防雷接地施工過程中，容易發生管線之間的沖突，甚至還會產生相互干擾等問題，做好與其他管線系統施工的配合交接工作，不僅是保障防雷接地施工質量的關鍵，而且也是提升防雷設施接地施工效率的重要基礎。但是在實際的建筑電氣安裝過程中，不同的工種之間缺乏有效的協調，施工順序規劃不合理。交接程序不規范，進而導致各個系統工程之間的施工混亂，甚至嚴重時還會出現互相干擾和破壞的情況，這種情況的危害巨大，會嚴重影響施工質量，甚至還會給防雷接地系統埋下安全隱患。現代建筑的空間利用率更高，但與此同時也容易造成防雷接地系統與其他管線系統的沖突，導致二者相互影響，甚至會使防雷接地系統的作用大打折扣。

2、建筑電氣安裝中防雷接地技術的應用措施

2.1 等位線處理技術

防雷接地是建筑防雷系統中的重要組成部分，借助防雷接地設備，將雷電所產生的電流引入地下，進而起到建筑保護作用。等位線處理技術是應用防雷接地技術的重要措施，應用等位線處理技術，首先要做好等位線連接工作，在施工過程中，要將建筑內的金屬管道以及建筑中的鋼筋與其他金屬物質相連接，同時需要與相關設備金屬和周邊的其他金屬線連接，利用等位線連接，才能把建筑物的整體打造成等電位體。在此基礎上，再通過把設備周圍端口連接和等電位的避雷裝置連接，通過采用這種方法，當建筑物發生雷擊時，就能夠對雷電脈沖與電流做出平衡處理，從而能夠更好地避免雷電侵襲，并發揮對建筑物內電氣設備的防護功能。

2.2 接線處理技術

在建筑電氣安裝過程中，應確保建筑中的金屬設備接地。建筑中的金屬設備容易出現絕緣破壞現象，進而發生漏電事故，威脅建筑使用安全。而建筑金屬設備接地，則可以降低接地裝置接地電阻，是規避電流外泄的有效措施。接地方式較多，不同的接地方式有著不同的原理和特點，以TN-S系統為例，這種接地方式能夠將中性線和保護接地線分開，該系統中包括了PE線和三相四線，能夠起到防靜電的作用，同時還可以對建筑中的電氣設備起到有效地保護作用。

2.3 合理設置雷電接收裝置

雷電接收裝置的設置是防雷接地技術應用的關鍵，所謂雷電接收裝置，主要包括避雷帶、被雷網、避雷針以及避雷線等，是重要的保護裝置，能夠有效防止雷擊發生，所以要高度重視雷電接收裝置的設置工作，并選擇合適的方法設置雷電接收裝置，使得它可以有效發揮功效，從而保證電氣設備的安全性，在雷電接收裝置設置步驟中，一般都會選擇網絡法或是滾球法。在雷電接收裝置設置施工的過程中，需要根據電氣設備設置及施工方法，也需要根據建筑物結構的布置特征，科學的合理規劃雷電接收裝置，以提高對雷電接收裝置設置的科學合理。在一般情況下，必須將涂鋅扁鋼制和鍍鋅圓鋼支架設置于建筑物的女兒外墻部位、建筑物結構上部、建筑物的樓梯間等部位，和施工中的電梯機房等地方。只有通過科學的合理設置雷電接收裝置，才能發揮其功能。防雷接地系統必須從系統角度進行綜合防御，提供高效接閃體，安全引導雷電流入地面，完善低電阻地網，清除地面回路，進行電源浪涌沖擊防護和信號及數據線瞬間防護。雷電對設備的破壞途徑更加多樣化，破壞程度更加廣泛和深入。進入新發展階段，微電子網絡設備的普遍使用，使得防雷的問題越來越重要。由于微電子設備具有高密度，高速度，低電壓和低功耗等特性，這就使其對各種諸如雷電過電壓，電力系統操作過電壓，靜電放電，電磁輻射等電磁干擾非常敏感。如果防護措施不力，隨時隨地可能遭受重大損失。值得我們關注的是，雷電不僅僅是破壞系統設備，還會使系統的通訊中斷，工作停頓，聲譽受損，間接損失無法估量。

3、應用防雷接地技術的注意事項

3.1 做好施工準備工作

防雷接地技術的應用，需要做好施工準備工作，這是影響技術應用效果的關鍵。在施工準備過程中，首先要準備好接地體，要對人工接地體等進行檢查，為后續的接地施工奠定基礎。其次，要合理選擇施工材料，對于防雷接地施工而言，鍍鋅材料是最為主要的施工材料，因此要確保鍍鋅材料的質量。在施工之前，應對鍍鋅材料加強檢驗，確保其質量和性能，如果發現其存在質量缺陷，則應及時更換，嚴禁在防雷接地施工中應用存在質量缺陷的鍍鋅材料，以免因材料問題而引發電流泄露等問題。最后，要做好技術交底工作，同時對施工技術人員進行培訓，幫助施工技術人員掌握防雷接地技術要點，提升防雷接地施工質量。

3.2 加強防雷接地施工管理

在防雷接地施工過程中，首先要做好施工調查，掌握建筑物的構造情況，當地的氣候狀況以及土質情況等，并結合這些情況制定合理的施工方案，確定具體的施工技術，提升防雷接地技術的應用效果，同時也更好的保障防雷接地施工的質量。其次，現代建筑中的空間利用率較高，因此用于設置防雷接地系統的空間不斷壓縮，這便需要在防雷接地施工中做好科學規劃，合理設置相關裝置，控制防雷接地系統的空間占用率，以便更好的節省建筑空間占用率。最后，防雷接地系統容易產生電磁波，進而會對建筑中的電氣設備產生一定的干擾和影響，為了規避此類問題，在防雷接地施工過程中應注重把控防雷接地導線與建筑中電氣設備的距離。如果受建筑空間等因素的影響，導致接地導線與電氣設備的距離過近，則應合理設置防干擾屏障，將接地導線對電氣設備的干擾降到最低。

3.3 合理選擇接地導線

接地導線是建筑防雷接地系統中的重要組成部分，其質量與建筑防雷接地系統的性能有著較強的關聯性，因此要合理選擇接地導線。要結合建筑電氣安裝設計要求選擇接地導線，并且在接地導線應用之前要對其進行質量檢驗，確保接地導線的質量和性能符合防雷接地系統要求。在接地導線的質量檢驗過程中，要重點關注其導電性能和防腐能力，這是影響接地導線使用效果和使用壽命的關鍵因素。接地導線材料主要包括銅材料以及鍍鋅材料等，這些材料的防腐能力與導電性能較強，因此比較適合在建筑防雷接地系統中應用，有助于提升系統的整體性能，并且對建筑起到更好的保護作用。

3.4 做好接地裝置的防護工作

接地裝置的防護，可以更好地保障其使用壽命，同時也有助于提升防裂系統的穩定性。接地裝置通常都會長時間處于比較惡劣的環境中，因此容易遭受腐蝕，影響其性能和作用。如焊接位置以及接地引下線等，這些都容易受到環境因素影響而發生腐蝕，使其性能與使用壽命大打折扣。因此需要做好接地裝置的防護。針對接地下引線，應盡量選擇鍍鋅材料，這種材料在防腐性能方面更具優勢，同時還應盡量選擇鍍鋅落實作為連接螺絲。要定期進行檢查，發現腐蝕現象，應及時更換。除此之外，還要注重對接地體焊接處的防護，既要保障焊接質量，也要在焊接完成后涂刷油漆，起到防腐防銹的作用。

3.5 加強竣工檢驗

在防雷接地施工完成后，要加強竣工檢驗，這一環節是保障施工防雷接地工程質量的關鍵。通過竣工檢驗，可以及時發現防雷接地系統中存在的問題，以免埋下安全隱患，造成嚴重的損失與危害。在竣工檢驗階段，要重點檢查相關線路，避免線路裸露在外的情況，同時檢驗線路的連接規范性與連接穩固性。另外，還要重點排查防雷接地工程中的金屬管路，檢查管路是否存在過熱或者銹蝕等問題，并及時進行處理。

結語：

隨著越來越多的高層以及超高層建筑拔地而起，建筑的密度以及建筑中電氣設備的數量不斷增加，這使得建筑遭受雷擊的概率也隨之提升，同時也使得防雷接地技術的重要性更加凸顯。在建筑電氣安裝過程中合理應用防雷接地技術，能夠有效提升建筑物的防雷安全系數，進而更好的保障廣大人民群眾的人參與財產安全。