高層建筑電氣工程的防雷接地技術(shù)

袁中華 張擎

（機械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司，河南 鄭州 450000）

一、防雷接地方式和意義

（一）防雷接地方式

建筑物對雷擊的防范主要是“泄”和“抗”，應(yīng)根據(jù)建筑物設(shè)計特點，選取科學(xué)有效的避雷方式和避雷裝置降低雷電的危害，以達到防雷接地的目的。還可以將絕緣體或其他具有放電功能的設(shè)備安裝到建筑物中的電氣設(shè)備上，以降低雷電的危害。這些方法在建筑物防雷接地設(shè)計中較多，為了進一步提升建筑物防雷功能， 確保建筑物的安全性水平，可以將這些方法結(jié)合起來使用。

（二）防雷接地的意義

建筑物防雷接地工程直接影響人們生命財產(chǎn)安全，做好防雷接地工作具有十分重要的意義。雷電擊中建筑物后會有巨大的雷電流通過，進而產(chǎn)生熱效應(yīng)和機械力，在很大程度上影響建筑物和電子電氣設(shè)備的安全。防雷接地的施工質(zhì)量直接對建筑物安全、使用壽命以及功能等產(chǎn)生影響，只有將建筑物防雷接地做好，才能確保建筑物內(nèi)人們生命和電子電氣設(shè)備的安全。

二、高層建筑電氣工程概況

某高層建筑項目擁有地上 28 層，地下 1 層，其建筑形式為主樓配合裙樓。其中主樓的總建筑高度為 102.5m，屋面設(shè)計有鋼結(jié)構(gòu)塔樓，屋面頂端則設(shè)置了針式接閃器，建筑主體墻由石材外掛幕墻及玻璃幕墻所共同構(gòu)成。在建筑內(nèi)部采用到了具有低壓系統(tǒng)的接地型 TN-S 系統(tǒng)，另外變壓器中性線與變壓器室直接接地相連。接地部分包括了帶有金屬外皮的進出線電纜，金屬管道及鋼管部分則與就近避雷裝置相連，其中通過Φ12 鍍鋅圓鋼接地，與建筑外廊電氣設(shè)備聯(lián)系。另外，建筑內(nèi)電氣設(shè)備都安裝有過電壓保護器，可有效防止外界雷電波的大量入侵。

三、高層建筑電氣工程的防雷接地技術(shù)

（一）聯(lián)合共用接地系統(tǒng)的建設(shè)與分析

高層建筑中的安全保護地、交流工作地以及直流工作地等部分場合采用到了聯(lián)合共用接地系統(tǒng)，它與建筑物的法拉第籠直接連接，有效規(guī)避了接地線之間所存在的電位差問題，直接消除由外部雷擊所產(chǎn)生的大量感應(yīng)過電壓。在該高層建筑施工中，主要利用到了接地體樁筋直接配合承臺連接，并利用建筑物柱內(nèi)鋼筋作為引下線部分與防雷接接地裝置連接并形成一個整體，這就是建筑所構(gòu)建的籠形避雷網(wǎng)?；\形避雷網(wǎng)的優(yōu)點就在于它有效實現(xiàn)了接地防雷均壓處理，能夠提升建筑整體的屏蔽防雷效果。

從整體來看，該高層建筑的聯(lián)合共用接地系統(tǒng)完整，具有功能良性的等電位防雷體系，系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性與疏散電流能力較好，相當(dāng)于為建筑本身敷設(shè)了一層均壓網(wǎng)，地面電位分布相當(dāng)均勻，均壓效果表現(xiàn)良好。

（二）屋面防雷接地系統(tǒng)的建設(shè)與分析

該高層建筑擁有完備的屋面防雷接地系統(tǒng)，它是該建筑外部防雷技術(shù)體系中的關(guān)鍵部分。在建設(shè)構(gòu)造該系統(tǒng)過程中就運用到了接閃器，它其中包括了接閃帶、接閃桿以及接閃網(wǎng)，這些都可用來應(yīng)對當(dāng)?shù)氐母呃妆毫犹鞖鉅顩r。

具體來說高層建筑屋面部分專門設(shè)計了突出的鋼結(jié)構(gòu)塔式造型，其頂端設(shè)計了接閃器配合能夠衰減雷電流幅值的電涌保護設(shè)備。在屋面女兒墻部分輔助安裝了 Φ 12 規(guī)格的鍍鋅圓

鋼接閃帶。另外主樓采用到了二類防雷保護設(shè)施配合接閃網(wǎng)格（網(wǎng)格規(guī)格為＜ 10m×10m），而裙樓附屬建筑則采用到了三類防雷保護設(shè)施，其接閃網(wǎng)格設(shè)置＜ 20m×20m。再者考慮到 高層建筑擁有引下線防水處理層，接地電阻偏大，必然會嚴重影響防雷接地系統(tǒng)接地效果，所以在工程建筑周邊采用了周圈式接地設(shè)計，有效避開防水處理層，同時還將周圍式接地體深埋入到建筑基礎(chǔ)周邊位置，提高建筑本體的防雷接地系統(tǒng)衡電位效果。

（三）防雷接地處理系統(tǒng)的建設(shè)與分析

該高層建筑的防雷接地處理系統(tǒng)是能夠兼容智能建筑中的智能化電氣設(shè)施體系的，即為 建筑量身打造了一套智能化防雷接地處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)直接與建筑內(nèi)部的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)以及建筑綜合智能系統(tǒng)相聯(lián)系，它們共同形成了高層建筑中多位一體的智能化中樞，可對建筑內(nèi)部各方面系統(tǒng)安全防護提供有利保障。由于建筑內(nèi)電子設(shè)備與計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)過多，容易遭受外部雷擊干擾，所以 高層建筑專門引入了防范應(yīng)對極強雷電流入侵的引線入地防雷系統(tǒng)，它可將附近空間所產(chǎn)生的強大電磁場轉(zhuǎn)化為建筑內(nèi)所有電源線、信號饋線導(dǎo)線上的防雷信號，及時準確感應(yīng)存在于線路中的雷電過電壓，它凸顯了高層建筑的智能電器設(shè)備防雷接地保護理念與技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化。

（四）局部等電位接地系統(tǒng)

因衛(wèi)生間空氣較為潮濕，住戶在洗浴過程中，人體會直接與潮濕的空氣進行接觸，即使較小的電流也能以金屬管道為媒介引發(fā)電擊事故，為了保證衛(wèi)生間的電位相等，防止電擊隱患出現(xiàn)，應(yīng)做好衛(wèi)生間的局部等電位連接。衛(wèi)生間電擊隱患主要是受雷電天氣的影響，在夏季雷雨天氣季節(jié)，建筑物遭受雷擊的概率較大，此時會產(chǎn)生巨大的電流，若防雷安全工作存在缺陷，巨大的雷電流就會通過引下線進入衛(wèi)生間或其他潮濕的空間內(nèi)，此時將會有電位差出現(xiàn)在傳播路徑上，出現(xiàn)感應(yīng)電位，這時的電力強度要比雷擊電流高，這些電位利用水管向潮濕空氣中傳播， 一旦人體接觸后會引發(fā)觸電反應(yīng)，嚴重威脅著人們生命財產(chǎn)安全。 因此，必須在衛(wèi)生間選用重復(fù)接地，保證局部的電位相等。

結(jié)語

綜上，只有采用科學(xué)合理的安裝管理措施，才能加強防雷接地技術(shù)施工的安全性。隨著接地技術(shù)在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對接地裝置以及接地技術(shù)的要求也越來越嚴格。在實施防雷接地施工時，相關(guān)管理者必須做好各方面的協(xié)調(diào)工作，做到整體施工的動態(tài)化管控，從而避免危險的發(fā)生，增大工程的安全系數(shù)。