醫(yī)療建筑防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析

姜帥 王永軍

摘要：醫(yī)療建筑要注意防直擊雷、雷電感應(yīng)、側(cè)擊雷、雷電波侵入以及雷擊電磁脈沖等，文章探討了防雷接地的措施，總結(jié)等電位連接的做法，對醫(yī)療建筑防雷接地設(shè)計(jì)具有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：醫(yī)療建筑;防雷接地;等電位連接

為了確保建筑電氣安裝中防雷接地施工技術(shù)的順利開展，必須加強(qiáng)對防雷接地技術(shù)的研究和應(yīng)用。高質(zhì)量的合適的防雷接地系統(tǒng)，會(huì)使得建筑物抵御雷電的能力大大提升，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

一、醫(yī)療場所防雷措施

一類防雷建筑對防雷措施要求最為嚴(yán)格，因此以一類防雷建筑的防雷接地設(shè)計(jì)為例，探討醫(yī)療建筑防雷接地設(shè)計(jì)如下。

1.防直擊雷

裝設(shè)架空避雷線（網(wǎng)）或者獨(dú)立避雷針，確保接閃器可以保護(hù)到建筑物以及突出屋面的物體。架空避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不超過6m×4m或者5m×5m。保證排放粉塵、蒸汽、爆炸危險(xiǎn)氣體的管口以下空間均在接閃器保護(hù)范圍內(nèi)。架空避雷網(wǎng)的各支柱、架空避雷線的端部以及獨(dú)立避雷針的桿塔至少布置引下線一根?？刂萍芸毡芾拙€（網(wǎng)）、獨(dú)立避雷針及其接地裝置到被保護(hù)建筑物以及相聯(lián)系金屬物的距離在3m以上。架空避雷線（網(wǎng)）、獨(dú)立避雷針都要設(shè)置獨(dú)立接地裝置，每根引下線的沖擊接地電阻不超過10Ω[1]。

2.防雷電感應(yīng)

共用防雷電感應(yīng)的接地裝置與電氣設(shè)備接地裝置，工頻接地電阻不超過10Ω，防雷電感應(yīng)裝置與屋內(nèi)接地干線的連接數(shù)量不低于兩處。

對于平行敷設(shè)的等長金屬物如電纜金屬外皮、構(gòu)架、管道等，當(dāng)間距在100mm以內(nèi)時(shí)使用金屬跨接的方式，控制跨接點(diǎn)的距離不超過30m。當(dāng)交叉凈距低于100mm時(shí)，交叉部位同樣需要跨接。當(dāng)法蘭盤、閥門、彎頭等連接部位的過渡電阻超過0.03Ω時(shí)，要使用金屬線跨接連接部位。

對建筑物內(nèi)部較大的金屬物如電纜金屬外皮、構(gòu)架、管道、設(shè)備等，以及突出屋面的金屬物，都要與防雷電感應(yīng)的接地裝置連接。金屬屋面，每間隔18-24m使用引下線進(jìn)行一次接地。對鋼筋混凝土屋面，鋼筋焊接或者綁扎成為一個(gè)閉合回路，同樣間隔18-24m使用引下線進(jìn)行一次接地。

3.防側(cè)擊雷

當(dāng)建筑物的高度超過30m時(shí)，防側(cè)擊雷措施如下。從第30m起，每間隔不超過6m，沿著建筑物四周布置水平避雷帶，連接引下線。該高度以上門窗、外墻欄桿等金屬物要連接防雷裝置。

4.防雷電波侵入

對低壓線路，全線使用一般塑料外皮電纜穿金屬管，或者金屬鎧裝電纜，采用埋地敷設(shè)的辦法，入戶端要將電纜的鋼管、金屬外皮與接地裝置連接。當(dāng)不能全線采用電纜時(shí)，可使用鐵橫擔(dān)、鋼筋混凝土桿的架空線，使用上述電纜埋地引入，埋地長度不短于15m。就電纜與架空線的連接部位，還要安裝避雷器。電纜金屬外皮、避雷器、鋼管及絕緣子鐵腳等都要連接在一起接地，控制沖擊接地電阻不超過10Ω。

當(dāng)金屬管道埋設(shè)于地溝時(shí)，進(jìn)出建筑物時(shí)要連接接地裝置。架空金屬管道進(jìn)、出建筑物時(shí)要連接防雷電感應(yīng)的接地裝置。當(dāng)管道與建筑物距離不超過100m時(shí)，每間隔25m設(shè)置一次接地，沖擊接地電阻不超過30Ω，采用支架鋼筋作為引下線，將鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為接地裝置[2]。

防直擊雷的接地裝置要圍繞建筑物敷設(shè)，形成一個(gè)環(huán)形接地體，引下線沖擊接地電阻不超過10Ω，連接所有進(jìn)入建筑物的金屬管道以及電氣設(shè)備裝置。

建筑物安裝均壓環(huán)，控制環(huán)間垂直距離在12m以內(nèi)，建筑物金屬設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)以及引下線都要連接均壓環(huán)。

5.防雷擊電磁脈沖

防雷擊電磁脈沖的措施主要有接地、屏蔽以及等電位連接。為了控制電磁干擾的感應(yīng)效應(yīng)，對房間外部以及建筑物的屏蔽措施，使用合適的路徑來敷設(shè)線路，通過線路發(fā)揮屏蔽作用。為了改善電磁環(huán)境，任何與建筑物組合的大尺寸金屬件都要等電位連接，同時(shí)連接防雷裝置，其中不包括一類防雷建筑物的獨(dú)立避雷針以及接地裝置。對需要保護(hù)的空間，當(dāng)使用了屏蔽電纜時(shí)，屏蔽層兩端、防雷區(qū)交接部位都要進(jìn)行等電位連接，當(dāng)僅要求一端等電位連接時(shí)，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行兩層屏蔽。對分開的建筑物之間的非屏蔽電纜，要將其敷設(shè)在金屬管道內(nèi)部，金屬物的兩端應(yīng)當(dāng)導(dǎo)電貫通，分來連接到建筑物的等電位連接帶上。當(dāng)房間或者建筑物采用鋼筋混凝土的鋼筋、金屬框架、金屬支撐物等自然構(gòu)件形成大空間屏蔽時(shí)，導(dǎo)電金屬物穿入此類屏蔽時(shí)要就近與其進(jìn)行等電位連接。

對穿過防雷區(qū)界面的系統(tǒng)及金屬物，以及處于一個(gè)防雷器內(nèi)部的系統(tǒng)與金屬物，界面部位要做等電位連接如下：①任何進(jìn)入建筑物的外來導(dǎo)電物應(yīng)在LPZ0A、LPZ0B和LPZ1區(qū)界面部位進(jìn)行等電位連接。當(dāng)外來通信線、電力線、導(dǎo)電物進(jìn)入建筑物的部位不同時(shí)，要設(shè)置數(shù)個(gè)等電位連接帶，將其就近連接此類鋼筋、內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體、環(huán)形接地體上，要確保電氣上貫通，與接地體連通。②各類防雷建筑物的連接導(dǎo)體截面應(yīng)滿足規(guī)范要求。③內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體、環(huán)形接地體要與屏蔽構(gòu)件每間隔5m連接一次。④當(dāng)建筑物內(nèi)部存在信息系統(tǒng)時(shí)，對防雷擊電磁脈沖要求較高時(shí)，采用金屬板實(shí)現(xiàn)等電位連接，同時(shí)與其他屏蔽構(gòu)件多點(diǎn)連接。⑤對所有大尺寸內(nèi)部導(dǎo)電物的等電位連接要尋找最短路徑與附近等電位連接，不同導(dǎo)電物之間盡可能多次互相連接。

二、等電位連接

為了控制人體接觸電壓，當(dāng)采用接地故障保護(hù)措施時(shí)要進(jìn)行等電位連接。當(dāng)只通過總等電位連接不能滿足要求時(shí)，此時(shí)還要采用輔助等電位連接、局部等電位連接的方法。

1.總等電位連接

總等電位連接作用于整個(gè)建筑物，可以降低不同金屬部件之間的電位差以及建筑物內(nèi)部間接接觸電擊的接觸電壓，可以消除從金屬管道及電氣線路引入的危險(xiǎn)故障電壓。總等電位連接通過進(jìn)線配電柜附近的接地母排與建筑物金屬結(jié)構(gòu)、公用設(shè)施金屬管道、進(jìn)線配電箱的PE母排等可導(dǎo)電部分相互連通。設(shè)置接地母排時(shí)，要盡可能在兩個(gè)防雷區(qū)的界面部位設(shè)置，保證總等電位連接的接地母排連通。

2.輔助等電位連接

輔助等電位連接采用導(dǎo)線將導(dǎo)電部分之間直接連接，從而使其電位相近、相等。當(dāng)建筑物完成總等電位連接之后，采用導(dǎo)線附加連接伸臂范圍內(nèi)部的一些外露可導(dǎo)電部分與裝置外部的可導(dǎo)電部分，從而讓二者的電位接近或相等。

3.局部等電位連接

局部等電位連接是局部場所范圍內(nèi)部的數(shù)個(gè)輔助等電位連接。其通過局部等電位聯(lián)結(jié)端子板將建筑物金屬結(jié)構(gòu)、公用設(shè)施金屬管道、PE母線或干線等相互連接。這一方法主要應(yīng)用于醫(yī)院手術(shù)室、游泳池、浴室等對防電擊有特殊要求的情況。

4.術(shù)室防微電擊

手術(shù)室防微電擊采用等電位接地方式，使用Ⅱ類電氣設(shè)備，也就是加強(qiáng)絕緣、雙重絕緣的電氣設(shè)備?；颊呖赡苡?.5m內(nèi)直接或間接碰觸的金屬部件、病床金屬框架、金屬窗框以及室內(nèi)給水管都要使用導(dǎo)線連接局部等電位端子向。當(dāng)使用保護(hù)線后，要確保這些金屬導(dǎo)體之間的電位差不超過10mV?？梢詫⒌入娢宦?lián)結(jié)箱設(shè)置在墻上，連接等電位連接干線與箱內(nèi)等電位連接板。

IT系統(tǒng)內(nèi)部的局部等電位不能與TN系統(tǒng)PE線存在通路連接。將絕緣層做在結(jié)構(gòu)板上，上方做細(xì)石混凝土墊層，墊層內(nèi)部采用F4鋼筋按照100×100m鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)形成均壓網(wǎng)，均壓網(wǎng)對角線使用F12鍍鋅圓鋼，距離地面30cm部位做轉(zhuǎn)接盒，采用BVR-25銅導(dǎo)線與局部等電位聯(lián)結(jié)端子板連接，均壓網(wǎng)墊層內(nèi)部不敷設(shè)TN系統(tǒng)的金屬管線。

結(jié)束語

醫(yī)療建筑防雷接地系統(tǒng)是一項(xiàng)非常重要的系統(tǒng)工程，它所起的作用是無可替代的。不論是設(shè)計(jì)還是在施工時(shí)，保證人身生命安全是至關(guān)重要的。因此，要進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案，以適應(yīng)不同地區(qū)對防雷接地系統(tǒng)的不同要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]范葵.大型綜合醫(yī)院醫(yī)療工程大樓電氣設(shè)計(jì)分析[J].建材與裝飾，2020，（20）：241-242.

[2]吳謙誠.醫(yī)院建筑智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用淺析[J].四川水泥，2019（5）：107.