建筑塔吊接地技術(shù)

【摘要】現(xiàn)代建筑工程施工現(xiàn)場，在進行塔吊安裝的過程中，其中所采用的接地技術(shù)安裝質(zhì)量，將會對整個建筑塔吊的安全使用帶來直接的影響。在對建筑塔吊接地技術(shù)進行研究的過程中，主要涉及到了多個不同的方面，這其中主要包括了供電設備接地、防雷接地、通信源感應接地、塔吊共用接地等多個方面進行合理的優(yōu)化設計，以此來使得建筑的塔吊能夠從根本上滿足塔吊對于雷電磁場防護的需要。本篇文章主要針對建筑塔吊的接地技術(shù)進行了全面詳細的探討，以期為我國建筑的塔吊接地技術(shù)發(fā)展作出貢獻。

【關(guān)鍵詞】建筑塔吊；共用接地；防護措施；優(yōu)化設計

前言

在建筑工地高聳的建筑塔吊由于自身完全是通過金屬部件的方式來構(gòu)造而成，大量的電磁波在塔吊的閉合回路之中產(chǎn)生了較大的電壓和電磁輻射，從而使得塔吊的金屬表面產(chǎn)生了電荷，在這一過程中如果說遭遇了雷雨天氣，那么在雷擊之下，必然會導致財產(chǎn)損失，如果在雷擊過程中周邊還有施工人員存在，還極有可能存在生命威脅。所以，建筑塔吊在進行接地的過程中，必須要采用科學合理的措施來進行，最大限度的避免其中存在大量的安全隱患。下文主要提出了共用接地混合系統(tǒng)，對其中所涉及到的多方面設計重點是進行了闡述。

1、塔吊接地技術(shù)原理

1.1建筑塔吊感應電壓特點

當電臺的發(fā)射功率為P，發(fā)射天線到塔吊的距離為r，天線為各向同性天線，自由空間電場強度有效值為：

那么，建筑塔吊因臨近通訊發(fā)射源受到電磁輻射而感應電壓Ui（ x） 的分布特點是與地面垂直的電場從地面到塔臂（離地面hp） 的積分：

式中z為與地面垂直的電場方向上的積分變量；hp為塔吊高度?？梢?，塔吊感應電壓是隨塔吊高度呈遞增變化，且高度增加感應電壓逐漸增大。

同時，雷電流是一個非周期性的脈沖波：

式中Im為雷電流的幅值；a，b為由雷電流波形決定的常數(shù)；t為作用時間。那么，塔吊上的感應雷過電壓為：

式中I為雷電流； V為雷電放電速度； s為塔吊與雷電先導的水平距離； h為塔吊高度。

可見，雷電對塔吊產(chǎn)生的感應電壓隨塔吊導體兩端電阻的增加呈非線性增加趨勢。特別是塔臂兩端電阻明顯不對稱，據(jù)最大不匹配原理，使吊鉤產(chǎn)生的感應過電壓極大，給施工帶來很大的危險性。

1.2單點并聯(lián)分離接地和串聯(lián)公共接地

對于單點并聯(lián)分離接地系統(tǒng)，如感應電是低頻（30～300kHz）的則是較好的連接接地方式。在這種情況下，任何一個接地電位只受其接地電流和阻抗的影響，但弊端也很明顯。所以，建筑塔吊臨近通訊發(fā)射源作業(yè)時，一般不適合使用這種單點并聯(lián)分離接地系統(tǒng)。

2、建筑塔吊的共用接地混合系統(tǒng)的優(yōu)化設計

任何一個具有良好防護效果的接地系統(tǒng)都應當是能夠有效對雷電感應高壓電和磁輻射進行防御的，同時還能夠在完全避免額外開支的情況之下確保接地系統(tǒng)的安全性。所以說，建筑工程在對塔吊進行接地的過程中，一般都不會主張使用獨立接地的方式來為塔吊提供防護，而是直接對防雷接地、供電設備接地、防電磁輻射等多個接地系統(tǒng)進行實混合使用。在目前大量的塔吊接地工程之中，使用共用接地系統(tǒng)的方式是極為普遍的，這一設計方式已經(jīng)逐漸推廣到了建筑塔吊的防電磁輻射以及防雷高壓電感應接地系統(tǒng)中進行應用。

在進行塔吊接地實際操作的過程中，其共用接地混合系統(tǒng)的操作模式就是直接把防靜電、防電擊、防電磁輻射、防雷等多個方面的建筑搭接保護措施直接與電氣設備的接地功能和工作接地的線路與共用接地網(wǎng)相連接，也就是直接將接地的母線和接地系統(tǒng)中所涉及到的各個部分都連接到一個接地體之上：在進行連接的過程中，接地線必須要和塔吊頂部的避雷裝置進行連接，而其接地線的下部就必須要是和接地網(wǎng)進行相應的連接，其中間部位就必須要和整個塔吊的框架結(jié)構(gòu)進行連接。在對塔吊在地面上的整體處理完畢之后，將塔吊框架之上所存在的接地線與避雷裝置上的等電位接地網(wǎng)進行連接。并且以此來使得，整個塔吊網(wǎng)的等電位連接能夠轉(zhuǎn)變成為法拉第籠。其中所使用的接地引下線必須要保證是利用厚度達到3mm，寬度為25mm扁紫銅線與塔吊結(jié)構(gòu)之中的鋼結(jié)構(gòu)進行板頂，而其中所利用的接地體主要是深基礎(chǔ)之中的樁基和自然接地體相連接構(gòu)成的。在這其中所使用到的電容器，必須要采取不同的容量值，至少要達到2000～3000μF之間，才能夠使得耐壓值基本符合實際使用要求，并且以此來保證不同頻率之下的感應電能夠經(jīng)過傳導之后，直接傳遞到大地之中。此外，接地的引線長度應當要確保不高于1/20波長，在這一長度范圍下，引線能夠維持在一個較低的阻抗狀態(tài)之下；接地線并非需要達到等長的狀態(tài)，不均勻的長度起啊其能夠有效的環(huán)節(jié)1/4 波長所產(chǎn)生諧振以及雷電波等侵入現(xiàn)象。

除此之外，依據(jù)塔吊吊鉤端所產(chǎn)生的感應過電壓較大這一現(xiàn)象，就必須要在塔吊的吊鉤附近，安裝一個能夠進行隨意移動，并且頻率多樣的接地提醒。如此以來，在吊鉤落地進行物資吊運的過程中，其附件接地系統(tǒng)便能夠直接夾住吊鉤上部的鋼絲束，再加上塔吊之上所存在的電容器數(shù)值不同，那么，吊鉤在這一過程中所產(chǎn)生的電荷便能夠完全傳入到大地之中，從而為塔吊的正常運行提供了切實有效的保障作用。并且這一吊鉤附件自身具有著較高的移動性，能夠隨意的跟隨吊鉤移動，其施工人員在操作的過程中也較為方便，無需在吊鉤之上專門使用相應的絕緣繩，這極大的提升了吊運效率。此外，在塔吊上部的附件也同樣能夠與共用接地混合系統(tǒng)進行連接，通過這一方式，便達到了雙層保護的效果。

3、接地體技術(shù)要點

3.1接地體的特點

依據(jù)建筑塔吊自身所具有的特性不同，其接地系統(tǒng)就應當充分的利用自然接地體，也就是利用直接將塔吊的地下基礎(chǔ)樁體進行埋藏的方式，使其中的主筋樁基能夠直接和接地體這兩個部分能夠良好的結(jié)合在是以期，那么在這種接地情況之下，其塔吊自身的接地點就至少有4處，也就是塔吊自身框架的四角主體鋼柱。利用這一方式來進行接地，不但能夠切實有效的對塔吊間電位和電阻等進行降低，還能夠起到塔吊加固的作用。此外，利用保護端子排以及自然接地的方式，能夠切實有效的保證塔吊處在一個等電位環(huán)境之下，而其中所涉及到的感應電壓也在這一過程下降到了一個無害的范圍之內(nèi)。

3.2接地體的安裝

在建筑塔吊自身進行深基主筋的樁基安裝的過程中，務必要充分的考慮到接地安裝的應用，實際好似用的過程中，最好是使用垂直接地體的形式，而塔吊的角鋼垂直角度就應當嚴格按照相關(guān)規(guī)范來進行，其接地體自身的上端位置與地面距離的具體深度不能夠低于0.6m，其接地體在位置設計的過程中，引出導體至少要超出地面距離30cm以上。

3.3接地裝置的連接與保護

塔吊的接地裝置處于地上的部分，可以利用螺紋的方式來使得兩者連接在以期，而螺紋的連接則必須要使用防腐蝕、防銹、放松等幾個方面的性能；接地裝置的地下部分在進行焊接的過程中，則必須要保證經(jīng)過焊接處理，焊接位置不能夠出現(xiàn)虛焊的現(xiàn)象，如果說在進行焊接的過程中是使用深基礎(chǔ)中的主筋樁基鋼筋來當做是自然接電線的時候，其接頭或者是伸縮縫就應當通過相應的方式來進行跨度連接。并且接地線可以和塔吊自身框架之上的多個接頭進行綁定，但是在綁定的過程中，務必要讓各個部分都夠良好的接觸在一起。同時，如果說塔吊自身的接地裝置是直接安裝在具有一定腐蝕性的軟性土壤之中，就必須要針對接地裝置采取相應的防腐措施，并且在各個部位的焊接處都應當涂抹上相應的防腐漆，同時，還必須要避免接地裝置遭受到機械性的損傷，在工程施工的過程中，還應當對接地裝置進行定期的翻看，避免出現(xiàn)安全隱患而無法第一時間發(fā)現(xiàn)。除此之外，當塔吊接地工程完工之后，相關(guān)責任部門必須要針對這一方面來進行嚴格的驗收。

4、結(jié)語

綜上所述，由于塔吊自身在建筑工地之中所處的位置較高，而自身的結(jié)構(gòu)組成也完全是由金屬框架來構(gòu)成，這直接促使塔吊自身所具有的接地技術(shù)安全性要求極為嚴格。只有將大量的接地技術(shù)進行混合性的運用，才能夠使得塔吊的接地技術(shù)安全有保障，最大限度的減少塔吊之上所產(chǎn)生的感應電壓，以此來從根本上解決塔吊接地的安全問題。但是必須要加以重視的是，目前所應用的各項技術(shù)還不完善，還應當針對該行業(yè)領(lǐng)域進行全面深入的研究，以此來使得塔吊接地技術(shù)的安全性能夠持續(xù)不斷的提升。

參考文獻

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基金項目

浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院2012年度立項課題《基于核心能力培養(yǎng)的建筑工程專項施工方案編制與研究》研究成果

作者簡介

張權(quán)（1985- ），男，浙江廣廈建設職業(yè)技術(shù)學院助教，主要從事工程測量教學工作及研究。