防雷接地施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用研究

潘覓

摘 要：防雷接地設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑物的安全使用， 電氣設(shè)備的正常運(yùn)行有著至關(guān)重要的用。

關(guān)鍵詞：防雷接地施工技術(shù)；高層建筑物

1 防雷接地概述

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種高層建筑結(jié)構(gòu)猶如雨后春筍拔地而起，樓房結(jié)構(gòu)也變得越來越復(fù)雜。高層建筑由于在地面上有著極高的高度而變得更容易受到雷電的威脅。因此在工程項(xiàng)目中做好防雷接地也顯得越加重要。防雷接地的主要目的在于通過與大地土壤連接一條電纜線路，使得將雷擊造成的過電流和電壓通過線路順利的導(dǎo)入土地，進(jìn)而避免雷擊造成的建筑毀壞現(xiàn)象。在當(dāng)前的高層建筑施工中，防雷接地主要包含以下幾點(diǎn)；①雷電接受裝置：是通過采用直接或者間接的雷電金屬桿或者避雷針等裝置突出建筑物表面，進(jìn)而做到引雷要求。②接地線：接地線也被稱之為引地線，是傳輸雷擊電流的金屬導(dǎo)體線路，是與接地裝置相連接，從而將電流順利引入土壤中間環(huán)節(jié)。③接地裝置：接地裝置是接地線與接地體之間的綜合，是降阻劑。離子接地等方式構(gòu)成的，不過目前的建筑工程項(xiàng)目中，我們最常見的接地裝置為扁鋼結(jié)構(gòu)模式。

2 外部防雷接地裝置

2.1 接閃器

接閃就是讓在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電能量按人們?cè)O(shè)計(jì)的通道泄放到大地中去。目前一般高層建筑較多采用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)以及做接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等相結(jié)合的方式，利用金屬導(dǎo)體引下，由接地極泄流入地的方法防直擊雷。由于這種方式制作安裝方便，價(jià)格低廉，在工程中為首選。

2.2 引下線

引下線在防雷擊地系統(tǒng)中是不容忽視的重要組成部分，其在利用的過程中是通過連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體為一體的接地方式，在應(yīng)用中主要主要通過接地下線的強(qiáng)度和耐腐蝕度為基礎(chǔ)分析，確保引下線在應(yīng)用中能夠承受過大電流的輸入。引下線不應(yīng)少于兩根，并應(yīng)沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于18m（引下線間距按建筑物類別確定）。當(dāng)僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時(shí)，可按跨度設(shè)引下線，但引下線的平均間距不應(yīng)大于18m。

2.3 接地裝置

接地是防雷技術(shù)最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、感應(yīng)雷或其他形式的雷，最終都是把雷電流送入大地。因此，沒有合理而良好的接地裝置，是不可能可靠防雷的。所謂接地，就是讓已經(jīng)納入防雷系統(tǒng)的閃電能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。實(shí)際應(yīng)用證明，這樣的接地網(wǎng)有以下優(yōu)點(diǎn)：一、經(jīng)濟(jì)美觀。二、使界面以內(nèi)的電場(chǎng)分布較均勻，減少跨步電壓對(duì)人的危害。三、減少室內(nèi)被雷擊時(shí)，由于地面電位梯度大產(chǎn)生對(duì)設(shè)備高電壓反擊的危險(xiǎn)。四、不必維護(hù)，壽命長(zhǎng)。

2.4 均壓環(huán)

接閃裝置在捕獲雷電時(shí)，引下線立即升至高電位，會(huì)對(duì)防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導(dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，使其電位升高，進(jìn)而對(duì)人和設(shè)備構(gòu)成危害。為了減少這種閃絡(luò)危險(xiǎn)，最簡(jiǎn)單的方法是采用均壓環(huán)，將處于地電位的導(dǎo)體等電位連接起來，一直到接地裝置?！督ㄖ锓览自O(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：當(dāng)建筑物高于30m時(shí)，不僅要防直擊雷，還要防側(cè)擊雷。

3 內(nèi)部防雷接地裝置

3.1 籠式避雷網(wǎng)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，高層建筑物內(nèi)幾乎無不設(shè)有復(fù)雜程度不同的電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電子設(shè)備非常靈敏，但耐壓很低。以微機(jī)為例，當(dāng)雷電電磁脈沖的磁場(chǎng)強(qiáng)度超過0.07高斯時(shí)，就會(huì)引起微機(jī)的誤動(dòng)作，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度高于2.4高斯時(shí)，就會(huì)造成微機(jī)的永久性損壞。因此，必須對(duì)雷電電磁脈沖采取必要的防護(hù)措施。防御雷電電磁脈沖干擾的理想防雷設(shè)計(jì)方案是籠式避雷網(wǎng)?；\式避雷網(wǎng)利用由避雷帶組成的接閃器，利用柱內(nèi)、剪力墻內(nèi)的豎向鋼筋作為防雷引下線， 迅速分流并疏導(dǎo)雷電流，與建筑物的基礎(chǔ)鋼筋、金屬框架連接起來，形成一個(gè)六面體的閉合良好的法拉第籠，這樣可以在一定程度上屏蔽雷電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)，還可以達(dá)到良好的均壓環(huán)及等電位作用。另將建筑物各部分的配電接地、消防接地、防雷接地與建筑物法拉第籠良好連接，構(gòu)成統(tǒng)一的防雷接地系統(tǒng)，以避免接地線之間存在的電位差，消除感應(yīng)過電壓產(chǎn)生，達(dá)到良好的均壓環(huán)及等電位作用。

3.2 等電位聯(lián)結(jié)和避雷器

《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》明確規(guī)定，各防雷區(qū)交接處必須進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實(shí)現(xiàn)等電位的條件，因?yàn)槠鋬?nèi)部鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。在本工程中，為了達(dá)到等電位，在地下一層配電室里設(shè)50×5×1000mm總等電位端子排。從各個(gè)方向進(jìn)入建筑物的管線盡量采用全線埋地引入，入戶前與防雷接地裝置相連，入戶后與總等電位端子排連接。并應(yīng)有目的地把辦公樓內(nèi)所有金屬物，如混凝土內(nèi)的鋼筋、各種金屬管道、埋地金屬物、電纜金屬屏蔽層、電力系統(tǒng)零線、防雷接地線等焊接或用導(dǎo)線可靠連接，使整個(gè)建筑形成一個(gè)良好的等電位體。當(dāng)雷擊時(shí)，建筑物內(nèi)部和附近大體上是等電位的，而不會(huì)發(fā)生內(nèi)部設(shè)備被高電位反擊和人被電擊的事故。為了避免雷電入侵，應(yīng)在辦公綜合樓采用三級(jí)避雷器保護(hù)。在辦公綜合樓的變配電所的高壓柜內(nèi)的各相安裝避雷器一級(jí)保護(hù)，在低壓柜內(nèi)安裝防雷裝置作為二級(jí)保護(hù)，在辦公樓的各層供電配電箱中安裝電源避雷器作為三級(jí)保護(hù)，并將配電箱的金屬外殼與接地系統(tǒng)可靠連接，使之成為等電位。當(dāng)直擊雷感應(yīng)雷在線路上產(chǎn)生的過電壓波沿著導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi)或設(shè)備時(shí)，避雷器電阻會(huì)突然降低至低值，近于短路狀態(tài)，將閃電電流分流入地。

4 結(jié)束語

高層建筑的防雷與接地是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要求電氣設(shè)計(jì)工作者嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范，在高層建筑的防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將內(nèi)部防雷接地裝置與外部防雷接地裝置結(jié)合起來，構(gòu)成統(tǒng)一的防雷接地系統(tǒng)，使防雷效果更理想、更安全。

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