建筑物防雷檢測(cè)儀器及方法應(yīng)用

周樹彬+許佳龍

摘??要：準(zhǔn)確、迅速地應(yīng)對(duì)雷擊災(zāi)害，是對(duì)高層建筑的基本要求，也是高層建筑必須具有的基本性能。闡述了幾種防雷檢測(cè)儀在防雷檢測(cè)工作中的工作原理，并結(jié)合實(shí)際情況，分析了這幾種防雷檢測(cè)儀器的性能是否符合相關(guān)的規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：電阻測(cè)試儀;等電位測(cè)試儀;鉗形表;建筑防雷

中圖分類號(hào)：TU895??????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.142

1??4102接地電阻測(cè)試儀

1.1??4102測(cè)量原理

4102接地電阻測(cè)試儀是一種比較常用的測(cè)量?jī)x表，它的基本依據(jù)是歐姆定律，同屬三極法，如圖1所示。其測(cè)量手段是在被測(cè)地線接地樁（稱為E）一側(cè)地上打入兩根輔助測(cè)試樁，要求這兩根測(cè)試樁位于被測(cè)地樁的同一測(cè)，三者基本在一條直線上。距被測(cè)地樁較近的一根輔助測(cè)試樁（稱為P）距離被測(cè)地樁20?m左右，距被測(cè)地樁較遠(yuǎn)的一根輔助測(cè)試樁（稱為C）距離被測(cè)地樁40?m左右。測(cè)量時(shí)，根據(jù)需要按下X1?Ω、X10?Ω、X100?Ω量程開關(guān)中的一個(gè)，然后再按下“MEAS”按鈕，就可以在儀表盤上讀出接地體的接地電阻值。使用儀表時(shí)，“OK”燈發(fā)亮，如果不亮，則表示C和E端子中的接地電阻值超過了容許值，需重新檢查各條引線與接地棒之間的連接狀況。測(cè)試儀通過內(nèi)部磁電機(jī)產(chǎn)生電能，在被測(cè)地樁E和較遠(yuǎn)的輔助測(cè)試樁C之間“灌入”電流，此時(shí)，在被測(cè)地樁E和輔助地樁P之間可獲得一電壓，儀表通過測(cè)量該電流和電壓值，即可計(jì)算出被測(cè)接地樁的電阻值。

圖1??4102測(cè)試原理圖

1.2??4102在檢測(cè)中的適用范圍

根據(jù)4102的測(cè)量原理可知，它的優(yōu)勢(shì)在于：根據(jù)圖1可知，在P，C兩根輔助測(cè)試樁與大地良好接觸后，即可測(cè)試出E點(diǎn)，即圖1中防雷裝置和設(shè)備的接地電阻值。就E點(diǎn)所得的接地電阻值而言，該檢測(cè)儀具有測(cè)量準(zhǔn)確、真實(shí)的優(yōu)點(diǎn)。

不足之處在于：①當(dāng)測(cè)量30?m以上的窗戶、欄桿、接閃帶等金屬物和防雷裝置時(shí)，E點(diǎn)之間的測(cè)試線需要從每一層樓拋向地面，這樣既降低了檢測(cè)人員的工作效率，也會(huì)面臨一些危險(xiǎn)，例如測(cè)試線可能碰到電線或線盤從高空墜落等;②在測(cè)量屋面的接閃帶時(shí)，由于引下線都是利用柱內(nèi)鋼筋與屋面接閃裝置進(jìn)行連接的，所以只要有一根引下線與接閃帶焊接，就能測(cè)出接閃裝置的接地電阻值。也就是說，當(dāng)有一根或幾根引下線未與接地裝置連接時(shí)，也能測(cè)出接閃帶的接地電阻值，這就影響了防雷裝置的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。

根據(jù)4102的優(yōu)勢(shì)和不足，在測(cè)量圖1中給出的測(cè)試物的接地電阻值時(shí)，筆者認(rèn)為4102接地電阻測(cè)試儀適合測(cè)量位于地平面和地下室內(nèi)的防雷裝置和金屬物的接地電阻值，例如大樓的預(yù)留測(cè)試點(diǎn)、強(qiáng)弱電井內(nèi)的等電位連接排、電梯和地平面及以下的金屬物等。當(dāng)然，測(cè)量整棟大樓的基礎(chǔ)接地網(wǎng)絡(luò)的接地電

阻值才是4102最主要的任務(wù)，因?yàn)楫?dāng)整棟樓的基礎(chǔ)接地網(wǎng)絡(luò)的接地電阻值未能達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范要求時(shí)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致整棟樓防雷裝置的接地電阻值超標(biāo)。

2??3690等電位測(cè)試儀

2.1??測(cè)量原理

將儀表測(cè)量端子的兩個(gè)電流輸出端子用兩根測(cè)試線接到被測(cè)導(dǎo)體的兩個(gè)端子，兩個(gè)電壓輸入端子也接到被測(cè)導(dǎo)體的兩個(gè)端子。電壓端子應(yīng)位于電流端子的內(nèi)側(cè)，并盡量靠近被測(cè)試點(diǎn)，以減少引線電阻引入的誤差。接線完畢后，選擇適合的量程，按下測(cè)試鍵就可以測(cè)量被測(cè)導(dǎo)體的電阻值。

2.2??在檢測(cè)中的適用范圍

根據(jù)3690的測(cè)量原理可知，它能測(cè)量出兩個(gè)物體通過一根或多根連接導(dǎo)體連接后的過渡電阻值，優(yōu)勢(shì)在于：①方便，不受場(chǎng)地空間的約束;②效率高，可以在每一層樓單獨(dú)放線，避免了收放線的麻煩。

不足之處在于：①所測(cè)量出來的值只能代表過渡電阻值，在檢測(cè)中也只能作為參考值;②檢測(cè)中必須要有一個(gè)獨(dú)立的基準(zhǔn)點(diǎn)，以確保檢測(cè)數(shù)值的真實(shí)性。

根據(jù)3690的優(yōu)勢(shì)和不足，在檢測(cè)圖1中的防雷裝置和金屬物時(shí)，3690適合測(cè)量30?m及以上外墻面的金屬物、衛(wèi)生間等電位以及屋面金屬物等，當(dāng)然，3690儀器測(cè)量最重要的就是選擇基準(zhǔn)點(diǎn)。由圖1可知，一般情況下，強(qiáng)電井內(nèi)的等電位連接排只與基礎(chǔ)地梁內(nèi)的鋼筋做電氣連接。這樣就確保了其他金屬物在通過3690測(cè)試儀測(cè)量時(shí)，必須與基礎(chǔ)接地裝置有電氣導(dǎo)通。只有這樣，所測(cè)金屬物的過渡電阻值才會(huì)顯示在3690儀器上面。

3??鉗形測(cè)量接地電阻測(cè)試儀

3.1??鉗形表測(cè)量原理

鉗形接地電阻測(cè)試儀的基本原理是以伏安法測(cè)量回路電阻。鉗口部分內(nèi)設(shè)置電壓線圈和電流線圈，通過電壓線圈提供激勵(lì)信號(hào)，在被測(cè)回路上感應(yīng)一個(gè)電勢(shì)E.在電勢(shì)E的作用下，在被測(cè)回路產(chǎn)生電流I.鉗形表對(duì)E和I進(jìn)行測(cè)量，通過Ro=R+RL這一公式可得到被測(cè)回路的總電阻，其中，RL為導(dǎo)線電阻，Ro=E/I.

3.2??鉗形表在檢測(cè)中的適用范圍

根據(jù)鉗形表的測(cè)量原理可知，它能準(zhǔn)確地測(cè)出防雷裝置的回路電阻值，優(yōu)勢(shì)有：①保證防雷裝置隱蔽部分回路之間的可靠連接，測(cè)量出單根引下線與柱內(nèi)鋼筋、基礎(chǔ)接地裝置的連接情況;②使用便捷，能在短時(shí)間內(nèi)測(cè)量出每一根引下線的回路電阻值。

不足之處在于：①它所測(cè)得的值并不是接地電阻值，所以只能作為檢測(cè)當(dāng)中的一個(gè)參考值;②鉗形表的鉗形卡子需要防雷裝置留有足夠的空間，限制了鉗形表的使用。

根據(jù)鉗形表的優(yōu)勢(shì)和不足，在檢測(cè)防雷裝置時(shí)，鉗形表適合測(cè)量位于接閃帶與柱內(nèi)鋼筋之間的連接線，通過對(duì)每一根連接線的測(cè)量，能準(zhǔn)確地測(cè)量出每一根引下線與接閃帶之間的電

氣導(dǎo)通情況。

根據(jù)對(duì)以上三種檢測(cè)儀器的分析，筆者認(rèn)為在檢測(cè)高層建筑物中的防雷裝置中，可以分以下三步完成：①使用4102接地電阻測(cè)試儀測(cè)量地平面及以下的防雷裝置的接地情況，首先通過測(cè)量測(cè)試點(diǎn)、強(qiáng)電井接地母排、地下室金屬物等的接地情況，來判斷該建筑物接地裝置的接地電阻值是否符合相關(guān)規(guī)范和施工設(shè)計(jì)要求。②當(dāng)4102接地電阻測(cè)試儀測(cè)量的接地電阻值符合規(guī)范等要求時(shí)，就可以使用3690等電位測(cè)試儀測(cè)量30?m及以上各樓層的窗戶、欄桿、衛(wèi)生間的等電位以及屋面金屬物的過渡電阻值。基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇最好直接與接地裝置電氣導(dǎo)通的強(qiáng)電井內(nèi)等電位連接排，通過測(cè)量的值來判斷各部件的金屬物是否與該樓內(nèi)的其他防雷裝置進(jìn)行了等電位連接。③在測(cè)量完以上的金屬物和防雷裝置的接地電阻值后，就可以使用鉗形表測(cè)量每一根引下線的回路電阻值，根據(jù)回路電阻值就可以判斷每一根引下線在構(gòu)造柱內(nèi)的電氣導(dǎo)通情況。鉗形表測(cè)量回路電阻值這一原理剛好彌補(bǔ)了其他儀器的不足。需要說明的是，引下線與接閃帶之間的連接基本采用的都是焊接，無法采用斷開的方式來測(cè)量每一根引下線的接地電阻值，當(dāng)有一根引下線與基礎(chǔ)接地裝置電氣導(dǎo)通后，使用4102和3690等檢測(cè)儀器都無法準(zhǔn)確地測(cè)量出單根引下線是否良好接地。

4??結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高層建筑的防雷檢測(cè)工作是不可忽視的重要工作，我們可以對(duì)上文提及的防雷檢測(cè)儀器進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。這樣不僅可以快速測(cè)量出防雷裝置和金屬物的接地電阻值，同時(shí)也能查出防雷裝置與金屬物之間點(diǎn)電氣導(dǎo)通的實(shí)際情況，有益于防雷工作的高效開展。

參考文獻(xiàn)

[1]郭賀奇.防雷接地檢測(cè)特殊場(chǎng)地異常原因分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2011（S1）.

[2]陳秋，鄧建輝.淺談建筑防雷檢測(cè)方法[J].科學(xué)之友，2011（21）.

〔編輯：王霞〕

Building?Mine?Detection?Equipment?and?Methods

Zhou?Shubin，?Xu?Jialong

Abstract：?Accurately?and?quickly?respond?to?lightning?disasters，?is?a?basic?requirement?for?high-rise?buildings，?but?also?the?basic?properties?of?high-rise?buildings?must?have.?Elaborated?several?lightning?detector?works?in?mine?detection?work，?combined?with?the?actual?situation，?analyze?the?performance?of?these?types?of?lightning?detection?equipment?meets?the?relevant?specifications.

Key?words：?resistance?tester;?other?potential?tester;?clamp?meter;?architectural?lightning