建筑電氣的防雷接地功能與建筑物防雷系統(tǒng)設(shè)計

余 波 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院 安徽 合肥 230031）

0 引言

人們生活質(zhì)量和生活水平的提升，使其在日常生活和工作中對電力的需求較大，外加建筑高度的增加，雷擊可能性加大，電氣工程防雷接地設(shè)備和系統(tǒng)已成為建筑的重要保障。因此，應(yīng)掌握建筑電氣防雷接地功能，分析系統(tǒng)設(shè)計，避免不必要的資源損失和人員傷亡。

1 探討建筑電氣的防雷接地功能

建筑設(shè)計過程中，建筑物的防雷接地設(shè)計和措施能夠有效降低建筑物遭受雷擊的概率和降低雷擊影響，最大限度地防止建筑物出現(xiàn)雷擊事故，為建筑內(nèi)部居民的人身財產(chǎn)安全提供保證。建筑電氣的接地防雷設(shè)計是系統(tǒng)性工程，主要包括防雷裝置、工作接地、保護接地以及電位連接等防護措施，進而從多個方面應(yīng)對可能發(fā)生的雷電自然現(xiàn)象。通過落實全面的防雷接地措施，能夠?qū)⒔ㄖ讚魰r遭受到的瞬間雷電流導(dǎo)入大地，從而保證建筑及相關(guān)設(shè)備的安全。

2 分析建筑電氣的防雷系統(tǒng)設(shè)計

2.1 防雷接地裝置設(shè)計

為避免雷電過電壓的產(chǎn)生影響設(shè)備運作和人員人身安全，所以在建筑電氣的防雷系統(tǒng)中，應(yīng)進行防雷接地裝置的設(shè)計，從而將雷電流導(dǎo)入到大地中，降低雷擊雷害對建筑設(shè)備、人員等方面的安全威脅。在進行設(shè)置時，主要采取以下設(shè)施和方式：首先，使用防雷網(wǎng)，相關(guān)工作人員將建筑物滿足條件的金屬構(gòu)件作為接閃器、引下線和接地裝置，當(dāng)金屬構(gòu)架不滿足時，需人工敷設(shè)防雷網(wǎng)、引下線和接地極。防雷網(wǎng)、引下線、接地裝置均設(shè)置在建筑物外出以此對內(nèi)部的建筑起到保證作用，避免建筑內(nèi)部設(shè)備設(shè)施和人員遭受雷擊。其次，構(gòu)建并應(yīng)用避雷針系統(tǒng)，將該系統(tǒng)安設(shè)于建筑物最高點，依托于尖端放電原理，保護建筑和人員免受雷擊，以此引雷泄放。最后，根據(jù)建筑實際情況選擇多種避雷器和浪涌保護器，將其與建筑內(nèi)部目標(biāo)設(shè)備進行并聯(lián)安裝，使用纜線即可，進而從多個方面防止侵入雷引入建筑物室內(nèi)過電壓。

2.2 工作接地設(shè)計

在工作接地設(shè)計方面，主要按照交流電和直流電分別設(shè)計交流工作接地和直流工作接地。所謂交流工作接地，主要是指交流配電系統(tǒng)中性點的接地，一般情況下，建筑所在地區(qū)的變電所是給建筑電力的主要來源，在該情況下，建筑電氣的交流工作接地完成于所在區(qū)域的變電所內(nèi)。若是建筑具有其相應(yīng)的變電所，那么相關(guān)工作人員需要在變電所內(nèi)部開展交流接地工作，即以直接的方式將變壓器中性點直接接地，若是存在發(fā)電機組，也應(yīng)該將該設(shè)備中性點接地。當(dāng)建筑交流配電系統(tǒng)的工作接地使用獨立接地體時，應(yīng)將接地電阻控制在4Ω以下，若使用共用接地體，則將接地電阻控制在1Ω以下，例如高層建筑。

對于直流工作接地而言，主要對通信機房、消防控制室、電梯機房、計算機機房等使用電子設(shè)備集中的場所進行接地保護，通常狀況下，接地電阻值應(yīng)在4Ω以下，不排除特殊情況。當(dāng)設(shè)計直流工作接地時，若是使用共同接地體，則將接地電阻控制在1Ω以下，其中，弱電系統(tǒng)單獨接地，與建筑防雷系統(tǒng)之間的距離控制在20m以內(nèi)，避免互相干擾等情況的發(fā)生。值得注意的是，在當(dāng)前城市化建設(shè)水平日益提高的當(dāng)下，城市建筑密度較高，滿足兩個接地系統(tǒng)，將電氣切實分開的難度較高，因此，最好使用共同接地體進行直接工作接地，以此降低多個系統(tǒng)接地的復(fù)雜系數(shù)，從而更好地保護建筑及內(nèi)部設(shè)備和人員。

2.3 保護接地設(shè)計

對于建筑電氣的安全保護接地設(shè)計，主要面向的對象是建筑內(nèi)部電氣設(shè)備不帶電的金屬部分，包括電氣底座和外殼等。在實際設(shè)計過程中，將其與金屬線一端進行連接，值得注意的是，該金屬線導(dǎo)電性能應(yīng)較為理想，另一端直接與地面相連接。通過安全保護接地設(shè)計措施，能夠有效避免因保護接地故障而導(dǎo)致的電器外殼帶電最終引發(fā)的觸點事故。在實際操作過程中，需要將建筑電氣設(shè)備外殼及其連接的周圍金屬，直接將其全部連接PE線，之后PE線接地。在此過程中相關(guān)工作人員應(yīng)該注意，PE線與N線不可直接連接。

2.4 防靜電接地設(shè)計

靜電是在摩擦作用下產(chǎn)生的積蓄電荷，通過將絕緣的帶靜電體產(chǎn)生的靜電荷泄放，能夠有效避免靜電這一積蓄電荷以高電位的方式擊穿設(shè)備，進而引發(fā)電火花導(dǎo)致火災(zāi)的出現(xiàn)。除此之外，相關(guān)工作人員還應(yīng)控制防靜電干擾，即做好靜電接地處理工作，避免建筑電氣設(shè)備受損，甚至是設(shè)備芯片擊壞。因此，在開展防靜電接地設(shè)計時，相關(guān)工作人員需要注意設(shè)備運行環(huán)境的處理，保證其滿足建筑標(biāo)準(zhǔn)，為建筑安全提供保障。

2.5 等電位連接設(shè)計

對于建筑電氣設(shè)備而言，其出現(xiàn)損傷的重要原因之一就是等電位差，若是出現(xiàn)該情況，極為容易出現(xiàn)電氣火災(zāi)或是人身電擊等不良情況。在具體設(shè)計中，相關(guān)工作人員應(yīng)將平時不帶電的電氣裝置和故障時帶電的外露部分以及可能帶電的金屬體進行連接，并將其接地，從而降低電氣設(shè)備之間的電位差，甚至將其消除，以此保證建筑設(shè)備和人員人身安全。一般情況下，等電位連接設(shè)計主要面向是建筑施工過程中的金屬管道，通過落實該連接設(shè)計，能夠有效避免金屬管道之間出現(xiàn)電位差，進而對建筑電氣設(shè)備造成干擾。在實際施工過程中，還應(yīng)將電氣裝置外露金屬進行連接，使用金屬導(dǎo)線即可，從而使其形成等電位體，創(chuàng)造有效的等電位接地，避免干擾到建筑內(nèi)部。

2.6 屏蔽設(shè)計

由于社會經(jīng)濟水平的提高，使得現(xiàn)代建筑物中含有大量電子設(shè)備，除了落實上述接地工作，還需要加強有關(guān)電子設(shè)備屏蔽措施的應(yīng)用，從而進一步減少對電子設(shè)備的干擾。在具體設(shè)計過程中，相關(guān)工作人員可以根據(jù)室內(nèi)實際情況加裝屏蔽網(wǎng)，為進一步減少雷電等不良天氣對建筑內(nèi)部電子設(shè)備的影響，還應(yīng)根據(jù)實際情況在房間內(nèi)進行屏蔽網(wǎng)的加裝，以此保證設(shè)備平穩(wěn)運作，為其提供無干擾的運作環(huán)境。除此之外，開展防雷接地設(shè)計時，相關(guān)工作人員應(yīng)面向建筑內(nèi)部所有線路開展穿管作業(yè)，管材盡量選擇金屬材質(zhì)，減少電磁脈沖對電子線路造成的干擾，實現(xiàn)良好的屏蔽效果。

3 研究建筑電氣的防雷接地系統(tǒng)質(zhì)量管理

為保證上述防雷接地設(shè)計作用的發(fā)揮，相關(guān)工作人員應(yīng)開展有關(guān)該系統(tǒng)施工的質(zhì)量控制，做好設(shè)計圖紙審查工作，掌握電氣圖的同時，認(rèn)真分析建筑內(nèi)部設(shè)備布置情況，保證專業(yè)設(shè)計圖紙銜接清晰、配合協(xié)調(diào)，避免后續(xù)施工錯誤。目前，最為常見的施工錯漏是接地鋼筋網(wǎng)連接點漏焊，或是檢測點預(yù)埋件漏設(shè)等，因此，相關(guān)工作人員應(yīng)通過設(shè)計圖紙的審查減少此類問題的發(fā)生。除此之外，對于特殊建筑工程項目系統(tǒng)，例如智能化建筑工程等，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求開展預(yù)留預(yù)埋作業(yè)，對照強制性標(biāo)準(zhǔn)開展樓內(nèi)設(shè)備的接地。

此外，相關(guān)工作人員還應(yīng)落實防雷技術(shù)控制措施，采用導(dǎo)電性高、耐腐蝕強的新型材料，優(yōu)化接地體質(zhì)量，延長其使用年限。比如，可以使用鋁等有色金屬復(fù)合接地材料。嚴(yán)格區(qū)別PE線和N線，不可混接，提高接地的可靠連接性，最后做好PE干線的等電位聯(lián)結(jié)。

4 結(jié)論

綜上所述，建筑電氣的防雷接地系統(tǒng)對建筑、內(nèi)部設(shè)備及人員安全具有極強的現(xiàn)實意義。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)深入研究建筑電氣的防雷接地功能，并落實直流工作接地、交流工作接地、等電位連接、防靜電接地等方面的設(shè)計，以此降低雷電天氣災(zāi)害對建筑物造成的影響，避免不必要的經(jīng)濟資源損失和人員傷亡。