關(guān)于建筑電氣防雷接地系統(tǒng)施工分析

張 永 峰

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

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關(guān)于建筑電氣防雷接地系統(tǒng)施工分析

張 永 峰

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

介紹了建筑電氣防雷接地的概念及作用，從接閃器設(shè)置、引下線設(shè)置、防雷導(dǎo)線設(shè)置、等電位聯(lián)結(jié)等方面，闡述了建筑電氣防雷接地系統(tǒng)的設(shè)置要求與方法，以有效避免雷電對(duì)建筑電氣的影響。

建筑電氣，防雷裝置，接地系統(tǒng)，接閃器，引下線

0 引言

建筑物中的電氣防雷接地系統(tǒng)的施工質(zhì)量是非常重要的，它不但決定著居民的人身與財(cái)產(chǎn)方面的安全，而且對(duì)于人們的日常生活也有著非常重要的影響。尤其在一些雷電比較頻發(fā)的地區(qū)，防雷接地系統(tǒng)能夠避免雷電對(duì)人身安全造成的巨大威脅，因此隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步，對(duì)于電氣防雷接地系統(tǒng)施工質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)格。施工的重點(diǎn)就是如何提高施工質(zhì)量，良好地發(fā)揮接地系統(tǒng)的性能。

1 建筑電氣防雷接地系統(tǒng)的作用

作為建筑電氣系統(tǒng)中的一個(gè)非常重要的部分，電氣防雷接地系統(tǒng)發(fā)揮的作用可謂非常巨大。進(jìn)行防雷接地系統(tǒng)施工時(shí)應(yīng)當(dāng)全面考慮很多問題，只有把握好全局并解決了重要影響因素，才能夠有效地防止建筑系統(tǒng)遭受雷擊事故的發(fā)生。相比較于其他的事故而言，雷擊事故造成的后果最為嚴(yán)重，所造成的損失也最大，建筑物被雷擊以后還可能會(huì)產(chǎn)生一些衍生災(zāi)害。比如火災(zāi)、電災(zāi)等，非常難以撲救，因此必須對(duì)電氣防雷系統(tǒng)的施工進(jìn)行重視，做好施工質(zhì)量的控制工作。雷擊所產(chǎn)生的破壞體現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面：首先，天氣因素的影響可能造成我國(guó)各個(gè)地方的雷擊天氣現(xiàn)象。如果雷電沒有被接地系統(tǒng)正常引流到大地當(dāng)中，而是穿過建筑物本身的話，首當(dāng)其沖的就是其強(qiáng)大的電流會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成相當(dāng)大的破壞，電氣設(shè)備的損壞在嚴(yán)重的時(shí)候能夠引起火災(zāi)，而火災(zāi)對(duì)于建筑物里居住的人們的人身安全造成的威脅最為巨大，人員傷亡事故比比皆是。其次，電氣設(shè)備的受損也會(huì)導(dǎo)致建筑物中的很多智能服務(wù)的功能都沒有辦法繼續(xù)運(yùn)行，給居民帶來極大的不便，因此，相關(guān)的施工人員在施工中必須考慮防雷的問題。

2 建筑電氣防雷接地的概念

1)防雷裝置：防雷裝置分為兩個(gè)組成部分，第一個(gè)組成部分就是內(nèi)部的雷電防雷裝置，第二個(gè)組成部分是外部的防雷裝置。內(nèi)部的雷電防雷裝置又由以下幾個(gè)部分組成：合理布線系統(tǒng)、電涌保護(hù)器、等電位的聯(lián)結(jié)系統(tǒng)、拼比系統(tǒng)。其重要的功能是避免電流的通過對(duì)于電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁效應(yīng)，從而影響到防雷裝置的內(nèi)部布置。外部雷電防雷裝置的主要作用是防止雷擊，外部雷電防雷裝置由以下幾個(gè)部分組成：接閃器、接地裝置以及引下線等。

2)等電位聯(lián)結(jié)：等電位聯(lián)結(jié)就是用一些導(dǎo)電的聯(lián)結(jié)導(dǎo)體，例如采用電涌保護(hù)器或者其他的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體把分離開來的導(dǎo)電物體聯(lián)結(jié)到裝置上來。等電位聯(lián)結(jié)的主要作用就是消除被連接體之間的電位差，使其成為等電位。

3)避雷引下線：避雷引下線就是安置在避雷針下面的能夠引導(dǎo)雷電走向的導(dǎo)線體。作為能夠引導(dǎo)雷電走向的導(dǎo)體，具有耐熱性、導(dǎo)電性良好、機(jī)械強(qiáng)度高以及熱穩(wěn)定的特點(diǎn)。

4)接地：我國(guó)電氣建筑施工當(dāng)中的接地分為兩種。這兩種防雷接地的類型是根據(jù)保護(hù)對(duì)象的不同而分開的，其中的一種是為了保護(hù)設(shè)備或者人員不受到雷電的傷害所進(jìn)行的接地保護(hù)，這種保護(hù)被稱為保護(hù)性的接地，另一種接地是為了保護(hù)電氣設(shè)備的主要功能而設(shè)置的接地，所以這種保護(hù)被稱為功能性的接地。

5)雷擊電磁脈沖：雷擊電磁脈沖指的是一種由干擾源進(jìn)行直接的雷擊與另一種干擾源進(jìn)行間接的雷擊從而引起的電磁效應(yīng)。一般這種情況都是由于雷電的電流或者電磁輻射的影響或者被雷電擊中的物體產(chǎn)生的電位差導(dǎo)致電位上升從而通過連接體的干擾。

3 建筑當(dāng)中所要求的防雷施工設(shè)置

1)接閃器的設(shè)置。接閃器的結(jié)構(gòu)主要包括接閃帶、接閃網(wǎng)以及接閃桿、金屬構(gòu)件、金屬屋面等。其中接閃桿的作用是接引雷電導(dǎo)向自己從而避免要保護(hù)的對(duì)象遭受雷擊。為了確保被保護(hù)的對(duì)象安全，接閃桿的高度是有所要求的，一般的接閃桿都要做的高一些。但是如果接閃桿的高度過高，那么容易引來多次雷擊，即多次遭受雷電的影響，所以為了對(duì)接閃桿進(jìn)行一定的保護(hù)，一般在施工當(dāng)中采用接閃網(wǎng)或者采用接閃帶進(jìn)行引流，防止接閃桿多次被雷電擊中而損害。目前我國(guó)采用多個(gè)短接閃桿進(jìn)行雷電的接引，在這種情況下同一根接閃桿受到雷電擊中的概率就會(huì)小很多，就能夠?qū)娱W桿進(jìn)行有效的保護(hù)。當(dāng)前在我國(guó)的研究當(dāng)中也創(chuàng)造出了能夠降低阻抗限流的接閃桿和能夠采用氣隙放電的接閃桿，這種接閃桿的作用是有效降低雷電的幅值，使接閃桿的波頭平緩，能夠有效地避免二次雷電感應(yīng)對(duì)接閃桿造成的危害，減少地電位的反擊。在建筑物的接閃器設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)注意對(duì)幾個(gè)方面進(jìn)行控制：a.在高層中應(yīng)當(dāng)注意接閃器的保護(hù)要包含衛(wèi)星接收裝置、航空障礙燈等，如果這些裝置被設(shè)置在接閃器的保護(hù)之外，那么應(yīng)當(dāng)增加接閃網(wǎng)或者接閃帶進(jìn)行保護(hù)。b.如果在建筑物的女兒墻或者屋檐上有明設(shè)的接閃帶，那么接閃帶應(yīng)當(dāng)位于住宅建筑的外面或者垂直于屋檐，接閃帶的支架也應(yīng)當(dāng)向外傾斜，這樣設(shè)置可以保護(hù)女兒墻等凸出的建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)被雷電炸裂，從而避免碎塊傷人，保護(hù)建筑物中人員的人身安全以及相關(guān)設(shè)備的完好。c.建筑物的屋面有風(fēng)井與煙道，一般這些部位的標(biāo)高較高，容易受到雷擊，所以這些部位也應(yīng)當(dāng)安裝接閃器，并連接到屋面的防雷裝置上去，屋面的周圍還有一些凸出構(gòu)件也應(yīng)當(dāng)敷設(shè)接閃帶，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全。

2)引下線的設(shè)置。引下線的作用就是把接引到的雷電引流到大地中。一般引下線由框架柱或者墻中的一些鋼筋兼做。所以引下線的數(shù)量以及位置是非常重要的。一般要求引下線沿著建筑物的四邊均勻?qū)ΨQ布置，施工中引下線的長(zhǎng)度以及間距都必須符合相關(guān)施工規(guī)范的要求，數(shù)量應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)卦黾?，并減小布置的間距。如果在高層建筑當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置均壓環(huán)來解決雷電感應(yīng)比較大的問題，均壓環(huán)應(yīng)當(dāng)與建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)鋼筋和引下線連接起來，并與屋內(nèi)的金屬物體進(jìn)行連接。這樣做可以防止雷電電壓的反擊，均壓環(huán)一般由每層建筑圈梁當(dāng)中的鋼筋兼做。

3)防雷導(dǎo)線的設(shè)置。通過對(duì)往常的多個(gè)雷電進(jìn)行測(cè)試的資料統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，距離地面20 m的時(shí)候雷云的高度是最低的。在施工中對(duì)于一個(gè)20 m高度左右的高層建筑應(yīng)當(dāng)在其高處以及其側(cè)面同時(shí)設(shè)置防雷導(dǎo)線來進(jìn)行防雷。高層建筑可以使用其中設(shè)置的鋼筋網(wǎng)當(dāng)作避雷的網(wǎng)帶。這樣，如果高層建筑物遭受到雷電襲擊，那么鋼筋網(wǎng)就可以把雷電導(dǎo)入到接地裝置當(dāng)中，再傳遞到大地當(dāng)中去，減小傷害。這也使得高層建筑具有了能夠引導(dǎo)雷電的優(yōu)勢(shì)，如果電流在引下線當(dāng)中產(chǎn)生了較大的電壓降，那么沒有進(jìn)行屏蔽的引下線當(dāng)中就會(huì)產(chǎn)生較高的電位，較高的電位能夠擊穿絕緣體，造成事故，但是如果有效連接了鋼絲網(wǎng)就會(huì)分散電流。如果在絕緣的導(dǎo)線上設(shè)置鋼管的穿線，那么在雷電的作用之下，鋼管就相當(dāng)于等電位的連接線，即使電流穿過了絕緣體，也會(huì)被鋼管導(dǎo)走而不會(huì)對(duì)鋼管外的物體造成影響。所以在高層建筑的施工當(dāng)中，如果有條件的可以采用由屏蔽層的電纜，鎧裝電纜等進(jìn)行保護(hù)，也可以把普通的導(dǎo)線埋設(shè)在金屬的橋架當(dāng)中，使得這些金屬橋架和設(shè)備具備防雷的設(shè)計(jì)要求。

4)等電位的聯(lián)結(jié)。建筑物當(dāng)中還需要把不同的等電位體聯(lián)結(jié)起來，就是處在同樣的防雷空間當(dāng)中的防雷物體、外來的導(dǎo)體、金屬物體、電氣和電信裝置等等。如果這些物體都能夠聯(lián)結(jié)起來的話，能夠有效地防止電位差的出現(xiàn)，或者減小其電位差，使得系統(tǒng)內(nèi)的電位處在一個(gè)平衡的狀態(tài)中，達(dá)到降低接觸電壓的目標(biāo)。目前在我國(guó)的住宅電源當(dāng)中所采用的等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)一般采用TN-S-C系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以把故障狀態(tài)下的接觸電壓降到最低，防止由于不同部位出現(xiàn)電壓降而造成電流過大等等燒壞電器設(shè)備。在對(duì)住宅的建筑物進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)，這是防止低壓配電系統(tǒng)在施工當(dāng)中出現(xiàn)問題和故障的重要措施之一。建筑中的等電位聯(lián)結(jié)包含總的等電位聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)。一般我們居住的環(huán)境當(dāng)中，浴室與衛(wèi)生間是當(dāng)作一個(gè)空間所以被使用。但是浴室長(zhǎng)期處在一個(gè)比較潮濕的環(huán)境當(dāng)中，容易發(fā)生一些觸電的事故，所以對(duì)于浴室當(dāng)中的電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)，必須考慮防潮，做好相應(yīng)的聯(lián)結(jié)。衛(wèi)生間的局部電位聯(lián)結(jié)就是把其中的接電端子、與室內(nèi)的各種金屬管道、金屬構(gòu)件等等聯(lián)結(jié)起來。

5)雷電電流的考慮。在防雷的設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)考慮雷電流的散流，如果不對(duì)雷電流進(jìn)行散流，那么電流過大，能量太強(qiáng)，很容易對(duì)路過的導(dǎo)線和設(shè)備造成傷害。這也與電位的梯度有著一定的關(guān)系，因此想要均衡電位就必須降低電位的梯度，也就是在高層建筑當(dāng)中必須設(shè)置均壓環(huán)的原因所在。均壓環(huán)與接地線形成了一個(gè)籠狀的防雷網(wǎng)，在防雷網(wǎng)當(dāng)中的導(dǎo)線系統(tǒng)比較安全，防雷網(wǎng)能夠起到屏蔽與均壓作用，很好地分流雷電的能量，這樣在建筑物被雷電擊中以后，能夠有效地減少雷電對(duì)建筑的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上文的分析得知：在建筑物當(dāng)中必須要注意電氣設(shè)備的保護(hù)，防雷接地是一個(gè)比較傳統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛的系統(tǒng)，減少雷電影響的電氣安全保護(hù)措施，對(duì)一些經(jīng)常出現(xiàn)的設(shè)施進(jìn)行安裝，比如接閃器、引流線等等能夠很好地避免雷電對(duì)于建筑的影響，減少接地電弧的短路等等問題，對(duì)于一些重要的建筑更要注意避免雷電的不良影響。只有規(guī)范防雷接地系統(tǒng)，才能保證居民人身安全與財(cái)產(chǎn)安全。

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On analysis of lightning protection and grounding system construction of electrical construction

Zhang Yongfeng

(ShanxiErjianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

The paper introduces the concept and role of the lightning protection and grounding of the electric construction, and illustrates its equipment demands and methods for the system from the lightning arrester allocation, air-termination allocation, lightning protection wires, and equipotential bonding, so as to avoid the influence of the lightning on electric construction.

electric construction, lightning protection device, grounding system, lightning arrester, air-termination

1009-6825(2016)11-0128-02

2016-01-28

張永峰(1975- )，男，工程師

TM923.02

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