淺談建筑物弱電設(shè)備防雷接地

季　斌

摘要：目前防雷接地保護(hù)已成為我們電氣工作者非常關(guān)注的領(lǐng)域，特別是在弱電設(shè)備中，它的好壞將極大影響設(shè)備的安全運(yùn)行，但現(xiàn)在有很多人不太了解弱電設(shè)備防雷接地技術(shù)及施工。文章結(jié)合公司俱樂(lè)部及文體館建筑物弱電工程，在此分析探討了防雷接地設(shè)計(jì)和施工。

關(guān)鍵詞：建筑物；弱電設(shè)備；防雷接地保護(hù)

中圖分類號(hào)：R19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2009）01-0196-02

一、概述

雷電是一種自然放電現(xiàn)象。由于雷電放電電壓高、放電時(shí)間短，它的產(chǎn)生人類目前無(wú)法控制。雷云的生成、移動(dòng)、放電的整個(gè)過(guò)程伴隨多種物理效應(yīng)，如：靜電感應(yīng)、高溫高熱、電磁輻射、光輻射等；這些物理效應(yīng)的共同作用已嚴(yán)重危害室內(nèi)弱電設(shè)備的安全運(yùn)行，甚至危及工作人員的安全。雷電災(zāi)害嚴(yán)重性還表現(xiàn)在波及面廣，主要有兩個(gè)方面的因素，首先積聚大量電荷的雷云有較大的活動(dòng)范圍及其放電過(guò)程的輻射范圍可覆蓋達(dá)幾十公里的范圍，其次地面各種網(wǎng)絡(luò)（電力、通信等網(wǎng)絡(luò)）的相互滲透、錯(cuò)綜復(fù)雜，使雷電災(zāi)害的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。在雷擊中心數(shù)公里范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生危險(xiǎn)過(guò)電壓，損害線路上的設(shè)備。

二、防雷接地要求

機(jī)房或設(shè)備間的接地，按其不同的作用分為直流工作接地、交流工作接地、安全保護(hù)接地。此外，為了防止雷電的危害而進(jìn)行的接地，叫做防雷保護(hù)接地；為了防止可能產(chǎn)生聚集靜電荷而對(duì)用電設(shè)備等所進(jìn)行的接地，叫做防靜電接地；為了實(shí)現(xiàn)屏蔽作用而進(jìn)行的接地，叫做屏蔽接地或隔離接地。弱電工程綜合布線接地要與設(shè)備間、配線間放置的應(yīng)用設(shè)備接地系統(tǒng)一并考慮。符合應(yīng)用設(shè)備要求的接地系統(tǒng)也一定滿足綜合布線接地的要求。埋入土壤中或混凝土基礎(chǔ)中作散流用的導(dǎo)體稱為接地體。從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導(dǎo)體稱為接地線。接地體和接地線統(tǒng)稱為接地裝置。在接地裝置中，用接地電阻來(lái)表示與大地結(jié)合好壞的指標(biāo)。上列各種接地的接地電阻值必須參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2887-89《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》中的規(guī)定。接地就以接地電流易于流動(dòng)為目標(biāo)，因此接地電阻越低電流越容易流動(dòng)。綜合布線的接地希望盡量減少成為干擾原因的電位變動(dòng)，所以接地電阻越低越好。

三、電纜接地

在俱樂(lè)部、文體館的入口區(qū)，以及每個(gè)二級(jí)交接間都應(yīng)設(shè)置接地裝置，并且它們?nèi)肟趨^(qū)的接地裝置必須位于保護(hù)器處或盡量接近保護(hù)器。干線電纜的屏蔽層必須用4mm²多股銅線焊接到干線所過(guò)的配線間或二級(jí)交換間的接地裝置上，而且干線電纜的屏蔽層必須保持連續(xù)。引入電纜的屏蔽層必須焊接到入口區(qū)的接地裝置上。

四、接地體連接電纜的要求

在距接地體30m以內(nèi)，接地導(dǎo)線用直徑為4mm的外包絕緣套的多股銅線纜。配線間中的每個(gè)配線架（柜）均要可靠地接到配線架（柜）的接地排上，其接地導(dǎo)線應(yīng)大于2.5mm²，接地電阻要小于1Ω。

五、弱電專用接地系統(tǒng)組成

1．接地線：地線網(wǎng)由鍍鋅扁鐵（-40×4）排連接成。走線方向按大樓的布線系統(tǒng)。各需要防靜電干擾的儀器設(shè)備通過(guò)銅芯導(dǎo)線與網(wǎng)可靠的連接，使整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)獨(dú)立的防靜電抗干擾體系。

2．接地體：人工接地體可采用鋼管、圓鋼、角鋼、扁鋼等制成同時(shí)，為了增加其導(dǎo)電性、提高其防腐能力，可采用外表鍍鋅材料。

（1）接地體長(zhǎng)度為2.5m鍍鋅角鋼（∠50×5）數(shù)量3根。

（2）垂直做水平或耙形埋設(shè)。

（3）角鋼間距為2.5m～3m。

（4）埋設(shè)深度≥0.6m。

（5）垂直接地體可用鍍鋅扁鋼焊接而連成一體，接地體引出線與地線網(wǎng)若做鑼釘連接需牢固可靠，接點(diǎn)作防腐處理。

（6）為了增加接地體的導(dǎo)電性，可對(duì)接地體的封環(huán)境進(jìn)行降阻處理。可用石灰、鹽、水、木碳酸、金屬屑等材料按比例配制進(jìn)行澆灌。

3．防靜電、抗干擾接地方案

（1）在建筑結(jié)構(gòu)四周設(shè)置四個(gè)接地體。

（2）在每個(gè)接地體與地網(wǎng)線相連處設(shè)置一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。

（3）四個(gè)接地體與地線網(wǎng)可靠連接，使整個(gè)接地系統(tǒng)連成一個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)。

4．抗干擾地線是設(shè)備系統(tǒng)的低電平信號(hào)，同時(shí)為了安全起見(jiàn)，需設(shè)置一條安全地線，以防外殼感應(yīng)電對(duì)人體的傷害，但要注意其接線方法：

（1）內(nèi)殼與外殼用金屬件連成一體，外殼與接地體用金屬件連接，須可靠耐用。

（2）抗干擾信號(hào)地、包括屏蔽線須單獨(dú)與接地體相連。

六、弱電接地系統(tǒng)建議采用聯(lián)合接地

我們的建筑物都是鋼筋混凝土或金屬結(jié)構(gòu)，只要將建筑物的基礎(chǔ)、柱、梁內(nèi)的鋼筋通過(guò)焊接或綁扎，就能形成多個(gè)閉合的電氣通路；由于建筑結(jié)構(gòu)中的鋼筋或金屬件很多，彼此又非常接近，因此形成一個(gè)完善的法拉第籠，在這個(gè)籠內(nèi)的電氣線路和設(shè)備不會(huì)因外界的雷電流而造成危險(xiǎn)的電位，因?yàn)槎鄠€(gè)閉合的電氣通路將阻止雷電流進(jìn)入建筑物內(nèi)部。當(dāng)雷電直接擊到作為接閃器的建筑物的頂部金屬件或鋼筋網(wǎng)時(shí)，沖擊電流經(jīng)過(guò)建筑物外圍柱內(nèi)的鋼筋或金屬柱向下流入大地，并在建筑物的表面形成電氣屏幕。當(dāng)沖擊電流流向建筑物中心時(shí)，被由屏幕在閉合金屬導(dǎo)電框架中產(chǎn)生的感應(yīng)電流所抑制，電氣屏幕所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓降將伴生一個(gè)圍繞整個(gè)建筑物的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)包圍著建筑物內(nèi)部的其他垂直導(dǎo)體，并在每個(gè)柱子的頂部和底部感應(yīng)出等量的電壓，因此電氣屏幕上任何一個(gè)垂直導(dǎo)體與建筑物內(nèi)部的垂直導(dǎo)體的電位差很小，不會(huì)超過(guò)不允許的接觸電壓。

七、設(shè)備接地

應(yīng)該說(shuō)明的是，防雷工程不能阻止雷電發(fā)生，只能將由雷電引起的危害降低到最低程度。

1．金屬構(gòu)件：將防護(hù)區(qū)域內(nèi)所有金屬構(gòu)件連接是出于增加分流途徑和均衡途徑，使雷電電磁脈沖的作用減弱，使均衡電壓更低，并使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)趨于防護(hù)的優(yōu)化。不過(guò)連接時(shí)必須考慮金屬的電化次序，以防止產(chǎn)生腐蝕。

2．電源線：利用屏蔽接地引入的方式將衰減70%的雷電流能量引入后第一級(jí)防護(hù)必須考慮使用放電能力強(qiáng)的防雷器，因?yàn)樵诖水a(chǎn)生的雷電流較強(qiáng)。在通過(guò)單獨(dú)供電時(shí)由于布線與接閃鐵塔可能平行，由此而耦合進(jìn)的能量只要用過(guò)電壓保護(hù)器對(duì)地進(jìn)行限壓即可。

3．信號(hào)線：有線電視、監(jiān)控系統(tǒng)、消控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)線等沒(méi)有采用均衡措施。基本程序完成后，等電位連接措施將為一個(gè)防護(hù)區(qū)域內(nèi)的所有金屬導(dǎo)體提供一個(gè)完善的電位補(bǔ)償系統(tǒng)。當(dāng)瞬態(tài)現(xiàn)象無(wú)論從何處侵入，電位補(bǔ)償系統(tǒng)都能使該區(qū)域內(nèi)所有導(dǎo)電物體電位處于基本相等或絕對(duì)相等，盡管這個(gè)電位相對(duì)于遠(yuǎn)處有很大的電壓差，重要的是，該區(qū)域內(nèi)部不存在足以損壞設(shè)備的電位差。

4．電源防護(hù)：在機(jī)房弱電配電輸出端安裝電源避雷器；在機(jī)房UPS輸入端安裝電源避雷器；在機(jī)房弱電井道處安裝電源避雷器；在電梯機(jī)房電源進(jìn)線處安裝電源避雷器。

作者簡(jiǎn)介：季斌（1961- ），男，江蘇徐州中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司工會(huì)技工，研究方向：電力。