淺談建筑物防雷設(shè)計在實際中的具體應(yīng)用

張晉平

[摘 要]：何為接地極、人工接地極和自然接地極，在實際工程應(yīng)用中的比較，哪種接地方式在實際中更加實用、環(huán)保、安全。以及對《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》對外部防雷裝置采用不同金屬物的要求的理解和應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]：人工接地 自然接地

本人在基層從事建筑電氣工作多年，常感覺防雷接地這一塊最復(fù)雜，最難于把握，現(xiàn)把本人在工作中遇到的防雷接地方的問題和作一下陳述。

一、防雷接地的方式

1、接地裝置是接地體和接地線的總稱，其作用是將閃電電流導(dǎo)入地下，防雷系統(tǒng)的保護在很大程度上與此有關(guān)。接地工程本身的特點就決定了周圍環(huán)境對工程效果的影響，脫離了工程所在地的具體情況來設(shè)計接地工程是不可行的。

2、接地體：又稱接地極，是與土壤直接接觸的金屬導(dǎo)體或?qū)w群。接地體做為與大地土壤密切接觸并提供與大地之間電氣連接地導(dǎo)體，安全散流雷能量使其泄入大地。

接地體分為人工接地體與自然接地體。

接地設(shè)計中，利用與地有可靠連接的各種金屬結(jié)構(gòu)、管道和設(shè)備作為接地體，稱為自然接地體。人為埋入地下作接地裝置的導(dǎo)體，稱為人工接地體。當自然接地體的電阻能滿足要求并不對自然接地體產(chǎn)生安全隱患的，在沒有強制規(guī)范時就可以用來做接地體。

①自然接地極：交流電氣裝置的接地宜利用直接埋入地中的或水中的自然接地極，如建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)（外部包有塑料或橡膠類防水層的除外），金屬管道（可燃液體或氣體、供暖管道禁用）、電纜金屬外皮、深井井管等。當自然接地極不滿足接地電阻要求時，應(yīng)補設(shè)人工接地極。

②人工接地極：是深入潮濕土壤層來降低電阻的。深埋的接地棒、接地極或接地管，深埋的同時還要確保金屬導(dǎo)體不會過度腐蝕

實踐表明，采用人工接地極時，如果延長了接地線，增大了接地電抗，對防雷不利，還增加了造價。當接地線超過一定長度時，由于電抗太大，等于未設(shè)防雷接地。在施工過程中常有施工人員詢問接地極打入地下多少，周圍的填土情況，遇到這些情況很難把握。

當建筑物處土壤電阻率過高時，為降低接地電阻，常采用以上方法：

①遠離建筑物，土壤電阻率低處打接地極，這在實際操作中增加了施工難度。

②換土，在施在中很難把握。

③采用降阻劑。

采用埋設(shè)在建筑物水泥基礎(chǔ)內(nèi)的鋼質(zhì)接地極。這種接地極可以是土建結(jié)構(gòu)綁扎的鋼筋，也可以是基礎(chǔ)槽內(nèi)專門預(yù)置的焊接或壓接成環(huán)的扁鋼。這種接地極具有如下優(yōu)點：

①接地電阻相對穩(wěn)定，不受季節(jié)和氣候變化的影響。

②通過導(dǎo)電的水泥與大地的大面積的接觸，接地電阻非常小。由于直接位于建筑物內(nèi)，拉地線最短，接地電阻也最小。

③不需開挖土方。

④它兼起總等電位聯(lián)結(jié)的作用。

⑤水泥隔絕了接地極與泥土的接觸，避免了泥土的化學腐蝕，接地極的壽命幾乎與建筑物一樣長，不需維護和更換。

⑥利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地極時，這樣既節(jié)省了材料減小了造價提高了施工進度。

⑦還可當建筑物施工現(xiàn)場的接地極。

我個人認為這種方法是可行的，既符合我們所提倡的節(jié)能、環(huán)保又安全、經(jīng)濟。我只是一名普通的設(shè)計人員，可能知識有限，專業(yè)水平不高，所以看法也膚淺。

二、接地極的材料

接地極的材料我看現(xiàn)在《雷規(guī)》中補充了外部防雷裝置采用不同的金屬物要求。在接地裝置中提到了采用銅、鍍錫銅。銅接地體與熱鍍鋅扁鋼接地體性能比較。

①耐腐蝕性：接地體的腐蝕主要有化學腐蝕和電化腐蝕兩種形式，在多數(shù)情況下，這兩種腐蝕同時存在。銅在土壤中的腐蝕速度大約是鋼材的2%--10%。

②導(dǎo)電性：銅的表面會產(chǎn)生附著性極強的氧化物（銅綠），能夠?qū)?nèi)部的銅起到很好的保護作用，阻斷腐蝕的形成。當銅與其它金屬（鋼結(jié)構(gòu)、水管、氣管、電纜護套等）共存地下時，銅作為陰極不會受腐蝕；鋼材是逐層腐蝕的，鍍鋅層具有一定的抗腐蝕性。鋼接地體接頭部位經(jīng)過高溫電弧焊接加工后會出現(xiàn)點腐蝕情況，一般只能保證10年的使用壽命。而銅不存在點腐蝕情況，壽命較長。

③熱穩(wěn)定性：銅的熔點為1083，短路時最高允許溫度為45℃；而鋼的熔點為1510，短路時最高允許溫度為400。

④銅接地體施工方便。水平主網(wǎng)采用銅繞柔性好，允許彎曲半徑小，所以拐彎方便；銅線機械強度高，使其能夠成卷供貨，便于機械化施工。搭接處采用專用的卡子，操作方便，加快施工進度，節(jié)省人工費用，簡化施工工藝，更重要的是保證了銅接地網(wǎng)的連接質(zhì)量。

所以，銅接地網(wǎng)相對熱鍍鋅扁鋼接地網(wǎng)，具有導(dǎo)電性能優(yōu)、熱穩(wěn)定性好、耐腐蝕性能好、耐腐蝕性能強、施工方便、壽命長、投運后檢修維護工作量少等優(yōu)點。

結(jié)束語

以上這些是我在這些年在實際工程中所遇到的一些問題，常年在一線工作，對規(guī)范的理解和應(yīng)用實在有限，我一直希望自己所做出的工程既經(jīng)濟又合理，安全可靠，給人們提供更加可靠，更加方便，更加合理的用電需求。

希望有關(guān)專家在看到我的論文的時候能夠多開展開一些在網(wǎng)上的視頻講座，或者通過一些別的渠道，因為參加工作的設(shè)計人員平時工作很忙，沒有時間再去學習，我們可以在結(jié)合實際的前提下，帶著問題去學。我們在費用等實際問題的顧慮下，望而止步。多給我們這些如饑似渴的設(shè)計人員提供一些免費的講座或書藉。給我們提供一個學習交流的機會。這樣及時的把最新的技術(shù)、最好的方法、最科學的設(shè)計理念灌輸給我們這些年青的設(shè)計人員，這樣，就可以多出精品、提高電氣設(shè)計的安全系數(shù)。在一些相關(guān)的電氣專業(yè)書中多次提到我國的電氣設(shè)計水平存在一些不好的地方，那我們就應(yīng)該積極的行動起來，我個人認為只能基層一線人員的設(shè)計水平整體提高了，那我國的電氣設(shè)計水平才能夠提高。

參考文獻：

[1] GB 50057----2010年版 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 [S]

[2] GB JGJ16----2008年版 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范 [S]

[3] JGJ242-2011 住宅建筑電氣設(shè)計規(guī)范 [S]