天津市頤和城市建筑設(shè)計(jì)有限公司銀川分公司 寧夏銀川 750001

摘要：建筑電氣的接地系統(tǒng)一般分為防雷接地、工作接地及保護(hù)接地。隨著科技的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代智能建筑對電氣設(shè)計(jì)提出了更高的要求，其中防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。當(dāng)建筑遭到雷擊時(shí)可以有效地把電流導(dǎo)入大地，保護(hù)建筑物及其內(nèi)部物件和人員的安全。本文主要分析了建筑電氣的防雷接地功能與防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；防雷接地；設(shè)計(jì)思路；

防雷接地系統(tǒng)的作用是使建筑物內(nèi)的設(shè)備具有等電位、均壓和多層屏蔽的安全防雷結(jié)構(gòu)。在建筑物的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)是最為重要的。以防雷為基礎(chǔ)，做好其他兩方面的接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高人們工作生活環(huán)境安全性。

一、防雷接地系統(tǒng)原理

防雷和接地相互聯(lián)系且相互獨(dú)立。防雷接地主要是把雷電所產(chǎn)生的電流通過接閃器、引下線以及接地裝置引入到大地，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對建筑的保護(hù)作用。防雷系統(tǒng)要配有接地系統(tǒng)。從防雷角度出發(fā)，不管哪種防雷形式，都是通過保護(hù)器件或接地導(dǎo)體將雷電壓和電流導(dǎo)人到大地中，起到保護(hù)作用。建筑防雷接地系統(tǒng)分成外部與內(nèi)部防雷接地系統(tǒng)兩部分。外部的防雷接地系統(tǒng)主要考慮建筑本身防雷，通過避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)所組成的接閃器、引下線以及接地裝置，使建筑免受雷電攻擊而造成火災(zāi)或結(jié)構(gòu)的損壞。內(nèi)部的防雷接地系統(tǒng)主要考慮對建筑內(nèi)部電子設(shè)備防雷的要求，在實(shí)際防雷系統(tǒng)中，應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)制定綜合的防雷方案。

二、建筑防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

1.防雷接地在建筑接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是極為重要的，一般把建筑物的防雷保護(hù)分為三級(jí)：一類、二類和三類，民用建筑大多采用二類防雷保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對于建筑內(nèi)存在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑采用一類防雷保護(hù)設(shè)計(jì)。建筑的防雷接地系統(tǒng)一般是由引下線、接閃器、均壓環(huán)以及接地體等裝置組成。其中接閃器可以使用避雷帶、避雷針或者針帶組合接閃器。其中避雷帶要沿房角、房脊、房檐等溶液受到雷擊的地方敷設(shè)。建筑表面外露的金屬構(gòu)件和管道要與避雷帶相連接。建筑上的接閃器要同下線焊接相連通。對于高層建筑物的引下線要盡量利用鋼筋混凝柱的鋼筋作為引下線。選為當(dāng)做引下線的柱內(nèi)兩根主鋼筋的直徑一般不小于12mm，其兩者的連接一般使用焊接法或者綁扎法均可。對于建筑物周圍引下線的下部適當(dāng)位置要設(shè)置幾個(gè)測量點(diǎn)，可以把人工接地體同等電位的連接板連接。對外引連接板同引下線的連接要使用焊接。引下線上端要同建筑的避雷裝置焊接，下端要同接地體焊接。對于引下線的這種設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)很多，雷電流的泄漏點(diǎn)多、省材料、施工方便以及不損壞建筑物外觀。

2.在接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中接地體的設(shè)計(jì)是另一個(gè)難點(diǎn)。接地體一般是利用樁基內(nèi)部鋼筋作為自然接地體，此種設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是施工方便、工程投資少、接地效果好，設(shè)計(jì)過程應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：利用外圈樁基和基礎(chǔ)梁內(nèi)鋼筋組成的閉環(huán)，如果沒有基礎(chǔ)地梁鋼筋時(shí)，一般用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼當(dāng)做連接體，使建筑的外沿敷設(shè)成閉合、環(huán)狀、水平的接地體。盡量把所有樁基都和閉環(huán)連接；對于作接地裝置鋼筋的直徑如只有一根時(shí)要大于10mm，一般可以利用基礎(chǔ)梁的底部兩個(gè)直徑大于12mm的鋼筋當(dāng)接地體；當(dāng)使用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋當(dāng)接地體時(shí)，其周圍地面的深度要大于0.5m。

3.防感應(yīng)雷及雷電波侵入和電磁脈沖

（1）為防雷電電磁脈沖影響，凡進(jìn)入建筑物的各種線路及金屬管道采用全線埋地引入，并在入戶端將電纜的金屬外皮、鋼導(dǎo)管及金屬管道與接地網(wǎng)連接。垂直敷設(shè)的金屬管道兩端與防雷裝置連接。

（2）建筑物內(nèi)防閃電感應(yīng)的接地干線與接地裝置的連接不應(yīng)少于2 處。電氣接地裝置與防雷接地裝置共用或相連的情況下，應(yīng)在低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜處裝設(shè)Ⅰ級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)器（SPD），電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平值應(yīng)少于或等于2.5kV，每一保護(hù)模式的沖擊電流值（當(dāng)無法確定時(shí)）應(yīng)取等于或大于12.5kA。

（3）當(dāng)接線的配電變壓器設(shè)在本建筑物內(nèi)或附設(shè)于外墻處時(shí)，應(yīng)在變壓器高壓側(cè)裝設(shè)避雷器；在低壓側(cè)的配電屏上，當(dāng)用線路引出本建筑物至其他有獨(dú)自敷設(shè)接地裝置的配電裝置時(shí)，應(yīng)在母線上裝設(shè)Ⅰ級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)器（SPD），電涌保護(hù)器每一保護(hù)模式的沖擊電流值（當(dāng)無法確定時(shí)）應(yīng)取等于或大于12.5kA；當(dāng)無線路引出本建筑時(shí)，應(yīng)在母線上裝設(shè)Ⅱ級(jí)試驗(yàn)電涌保護(hù)器（SPD），電涌保護(hù)器每一保護(hù)模式的標(biāo)稱放電電流值應(yīng)等于或大于5kA。電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平值應(yīng)少于或等于2.5kV。

（4）低壓供電采用TN—S接地系統(tǒng)，在強(qiáng)電設(shè)備用房（電梯機(jī)房、風(fēng)機(jī)房等）處設(shè)接地端子，房間內(nèi)設(shè)備金屬外殼與接地端子可靠接地。在地下室變配電房等處設(shè)總等電位連接箱MEB，總等電位聯(lián)結(jié)線與接地裝置連接?？偟入娢话逵勺香~板制成，將單體建筑物內(nèi)總配電箱PE 干線、建筑物內(nèi)的水管、煤氣管、采暖和空調(diào)等進(jìn)行聯(lián)結(jié)，總等電位聯(lián)結(jié)均采用等電位卡子，禁止在金屬管道上焊接。衛(wèi)生間設(shè)局部等電位箱LEB。每層強(qiáng)弱電井內(nèi)設(shè)接地端子。所有用電設(shè)備非帶電的金屬外殼構(gòu)架均應(yīng)與專用保護(hù)線作可靠的電氣連接。

三、防雷接地應(yīng)用過程中的問題及措施

1.達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的接地電阻?，F(xiàn)代建筑內(nèi)一般都有多個(gè)等級(jí)的電系統(tǒng)，這使得對接地電阻要求較高，然而接地類型較多，每種類型的接地電阻值都不一樣，若在建筑物內(nèi)對于不同接地類型設(shè)置不同的接地體是不現(xiàn)實(shí)。這時(shí)可以人工外加接地體，若共用接地體要確保接地電阻小于1 歐姆。對地質(zhì)環(huán)境惡劣的情況，繞建筑四周外加接地體是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。人工接地體是由水平接地體和垂直接地體構(gòu)成的。水平接地體指的是將扁鋼或圓鋼環(huán)形或成行排列并進(jìn)行水平方向埋設(shè)。而垂直接地體由多于兩根的角鋼或鋼管成排或環(huán)狀布置。接地裝置作為接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，接地方式和接地電阻將會(huì)對接地的質(zhì)量造成直接性影響。在設(shè)計(jì)過程中，為確保接地的效果，可采用環(huán)式接地的方法，方便金屬管道入戶的連接。若在基礎(chǔ)的外表面有瀝青防腐層，則可利用樁基內(nèi)鋼筋來進(jìn)行接地，否則，就要設(shè)置人工接地裝置。

2.接地極腐蝕。傳統(tǒng)的接地極是鋼質(zhì)材料，在土壤中在時(shí)間和雨水的作用下會(huì)發(fā)生氧化生銹、腐蝕，影響雷電流導(dǎo)入地下的效果。這時(shí)應(yīng)使用低電阻節(jié)點(diǎn)模塊。它是一個(gè)新型的采用非金屬作為接地體的，可以增加接地體流動(dòng)的面積，并降低其附近土壤的電阻率，即便遇到大電流的沖擊也不會(huì)出現(xiàn)變硬、斷裂現(xiàn)象。

3.現(xiàn)代的防雷裝置—電涌保護(hù)器，是通過抑制旁路浪涌電流和瞬間過電壓來保護(hù)設(shè)備安全的裝置。它可以在極短的時(shí)間內(nèi)把保護(hù)線路轉(zhuǎn)入等電位的系統(tǒng)中，讓設(shè)備各個(gè)端口電壓達(dá)到等電位，并把因雷擊產(chǎn)生的脈沖能量通進(jìn)大地，設(shè)備各個(gè)端口電位差降低，這樣電路上的設(shè)備便得到了保護(hù)。

防雷與接地是一項(xiàng)艱巨而又重要的工作，必須在工程設(shè)計(jì)的初始階段就認(rèn)真加以考慮。除了按照等電位原則，做好滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的的共用接地網(wǎng)、綜合全面的考慮防雷與接地外，還應(yīng)擬定并執(zhí)行合理正確的防雷接地方案，使用可靠性高的防雷設(shè)備和質(zhì)量可靠的電氣設(shè)備，所選用的防雷產(chǎn)品應(yīng)在當(dāng)?shù)氐臍庀笾鞴軝C(jī)構(gòu)登記備案，以此保護(hù)我們的線路和設(shè)備免受雷擊的危害。

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