建筑電氣安裝中防雷接地施工技術(shù)探討

文／梁曉雪 中機(jī)中聯(lián)工程有限公司 重慶 400000

引言：

建筑智能化作為建筑方向發(fā)展，其電子設(shè)備在建筑內(nèi)應(yīng)用越來越廣泛，建筑工程電氣化的技術(shù)復(fù)雜程度也越來越高，而建筑雷擊爆炸現(xiàn)象也在不斷發(fā)生，這對人們的日常生活品質(zhì)造成了一定的不良影響，嚴(yán)重時可能會危及人身安全。因此，在進(jìn)行建筑防雷電氣設(shè)備安裝檢修工程中，應(yīng)該不斷加強(qiáng)建筑防雷電氣接地裝置施工的技術(shù)質(zhì)量，確保建筑防雷電氣接地裝置的安全性與可靠性，從而保證建筑電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1、防雷電纜接地系統(tǒng)施工技術(shù)概述

1.1 原理及重要性

接地裝置的固定安裝操作是目前建筑工程電氣線路防雷電纜接地系統(tǒng)施工中最重要的施工技術(shù)操作環(huán)節(jié)之一。當(dāng)雷電發(fā)生時，其瞬間的電流可達(dá)到十幾萬安，會造成物體的損害，加上雷電引起的建筑物內(nèi)局部電壓過高，如果不能及時釋放會對建筑電氣設(shè)備造成重大損壞。這時通常需要通過雷電接地裝置將由于雷電產(chǎn)生的強(qiáng)大接地電流直接導(dǎo)入整個大地，以此來確保當(dāng)?shù)仉姎庠O(shè)備及其他建筑設(shè)施的整體安全。

考慮雷電干擾的幾種途徑，防雷措施主要通過建筑防雷及接地系統(tǒng)、等電位安裝、電氣設(shè)備浪涌保護(hù)器設(shè)置等措施實現(xiàn)對建筑本體及建筑電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

1.2 防雷等級計算

防雷設(shè)計中需要根據(jù)建筑的規(guī)模、分類、使用功能的項目情況信息，確定其建筑物防雷等級，已某項目為例：建筑位于某沿海城市，屬于一類高層公建，建筑高度：47m，長度33m，寬度54m 寬度當(dāng)?shù)氐哪昶骄妆┤仗鞌?shù)Td =40.0 天/年，屬于人員密集的公共建筑物人員密集場所。

本建筑年預(yù)計雷擊次數(shù): N = k＊Ng＊Ae = 0.1564

其中: 建筑物的雷擊大地的年平均密度: Ng = 0.1＊Td= 0.1＊40.0 = 4.0000

等效面積Ae 為: H＜100m,

Ae =[LW+2(L+W)＊SQRT(H＊(200-H))+

3.1415926＊H(200-H)]＊10^(-6) = 0.0391

根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010，建筑為按第二類防雷建筑要求進(jìn)行防護(hù)。

1.3 第二類防雷建筑防雷裝置的設(shè)置

1.3.1 接閃裝置

（1）沿建筑屋面的女兒墻頂部四周外邊緣安裝熱鍍鋅圓鋼（Φ12）作為防雷接閃帶，不同標(biāo)高處接閃帶之間均采用熱鍍鋅圓鋼沿建筑物外墻明敷進(jìn)行連接；

（2）建筑屋面設(shè)置25＊4 熱鍍鋅扁鋼貼面明敷連接成接閃網(wǎng)格，網(wǎng)格不大于12mx8m 或10mx10m，與各屋面女兒墻上的接閃帶可靠焊接。

（3）屋面所有突出的物體及設(shè)備、鋼爬梯、屋面上所有金屬物體均以25＊4 熱鍍鋅扁鋼與接閃裝置焊接連通，使建筑物形成上下電氣貫通的整體。

圖1 屋面接閃帶示意圖

1.3.2 防雷引下線

利用建筑結(jié)構(gòu)柱內(nèi)鋼筋作為引下線，間距不大于18m，其下端與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)接地裝置可靠焊接，上端與屋面接閃器可靠連接。

1.3.3 防雷電波侵入

所有進(jìn)出建筑物的金屬管道、電纜金屬外皮、室外設(shè)備基礎(chǔ)均應(yīng)與防雷接地裝置可靠連接。

1.3.4 接地裝置

利用基礎(chǔ)地梁、基礎(chǔ)樁基內(nèi)(深≥1m)至少2 根結(jié)構(gòu)鋼筋（d ≥16mm）作為接地裝置，連接成閉合環(huán)路，保證建筑物整體接地電阻不大于1 歐姆，若不滿足，須增加人工接地極。

1.3.5 利用柱內(nèi)鋼筋作引下線的附近需采用防接觸電壓和跨步電壓措施：

（1）引下線3m 范圍內(nèi)的地表層的電阻率應(yīng)不小于50kΩ，或者采用敷設(shè)5cm 厚瀝青層或15cm 礫石層；

（2）外露的引下線，在距地面2.7m 以下的導(dǎo)體需要用耐1.2/50us 沖擊電壓100kV 的絕緣層隔離，或者不小于3mm 厚的交聯(lián)聚氯乙烯層隔離；

（3）設(shè)置護(hù)欄、警告牌的設(shè)施，使人員進(jìn)入距引下線3m 范圍內(nèi)地面的可能性減少到最低限度。

1.3.6 電涌保護(hù)器設(shè)置：

電源線路采用四級保護(hù)，第四級設(shè)備端口處的保護(hù)由設(shè)備自帶。

圖2

在變壓器低壓側(cè)、低壓電源線路引入的總配配電柜處設(shè)置第一級I 級試驗的電涌保護(hù)器。

各電信及弱電設(shè)備房應(yīng)與引下線保持一定距離，引下線須做屏蔽、接地和等電位連接，在系統(tǒng)內(nèi)裝設(shè)過電壓保護(hù)。

2、防雷接地施工的常見問題

防雷接地系統(tǒng)有多數(shù)設(shè)施是利用的是建筑本身的結(jié)構(gòu)鋼筋裝置，屬于在施工中的隱蔽工程，因此在建設(shè)過程中，常會遇到一些問題，這些問題是由于建筑施工人員及建筑相關(guān)工程專業(yè)技術(shù)人員對電氣防雷用電接地建設(shè)工程的認(rèn)識程度不足所導(dǎo)致的，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）連接避雷帶未發(fā)生重大變形或嚴(yán)重?fù)p壞，未及時預(yù)留出來連接地線的防雷外接線，導(dǎo)致接上引下連接點之間的連接距離過大；

（2）防雷連接用的地下線、避雷帶及連接均壓環(huán)的連接長度不足，焊接處理不到位；

（3）防雷接地裝置的整體掩埋度和深度設(shè)計不足，對建筑工程中的連接引下輸出線未進(jìn)行雨水防腐處理，導(dǎo)致連接引下輸出線被雨水腐蝕；

（4）用于屋面的金屬件等物品未與電氣防雷接地系統(tǒng)內(nèi)部形成有效的無縫連接；

（5）防雷插座未與地面導(dǎo)線有效焊接。

上述問題的產(chǎn)生原因首先是施工管理及技術(shù)人員經(jīng)驗不足，技術(shù)人員應(yīng)具備專業(yè)的技術(shù)能力，及時發(fā)現(xiàn)其中的隱患并進(jìn)行有效的處理。其次項目的防雷接地施工是多部門由合作完成，施工專業(yè)之間為進(jìn)行有效的交流和溝通，防控防雷接地施工中的每個環(huán)節(jié)，對其進(jìn)行全方位的監(jiān)督和管理。

3、建筑電氣安裝中防雷接地施工技術(shù)要點

3.1 重視接地安裝

在建筑電氣安裝中，防雷接地施工技術(shù)的應(yīng)用，需要重視接地安裝環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)的實施效果，將直接影響建筑物的防雷效果，關(guān)系著防雷系統(tǒng)是否能夠正常運(yùn)行。無論是感應(yīng)雷危害，還是直擊雷危害，其都需要防雷接地系統(tǒng)，將遭受到的雷電轉(zhuǎn)移大地，以減少雷電危害?；诖?，在進(jìn)行防雷接地施工的時候，需要根據(jù)實際情況以及施工要求，來選擇適宜的接地裝置，嚴(yán)格規(guī)范接地施工流程，貫徹落實相關(guān)規(guī)章制度，不可任意操作。可采用共同接地的施工方式進(jìn)行防雷。接地電阻不可大于1Ω，如果接地施工未達(dá)到預(yù)期效果，則需要實施人工接地極的方式進(jìn)行處理。搭接圓鋼、底鋼板的時候，應(yīng)控制搭接鋼筋的長度，至少是底板鋼筋直徑的6 倍。與此同時，還要重視焊接施工的開展，必須嚴(yán)格按照焊接要求來進(jìn)行操作，保障焊接施工質(zhì)量，處理好焊接縫隙，選擇適宜的機(jī)械設(shè)備來施工。焊接完成后，可通過噴漆等方式來進(jìn)行防腐處理，做好相應(yīng)的標(biāo)記，以便于引下線工序的開展。

3.2 加強(qiáng)防雷引下線施工

在進(jìn)行防雷引下線施工的時候，應(yīng)當(dāng)遵循施工設(shè)計圖紙的要求，確保每個細(xì)節(jié)都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，符合施工標(biāo)準(zhǔn)要求，以提高建筑物的防雷效果。施工設(shè)計圖紙中需要確定防雷引下點，一旦確定施工設(shè)計圖紙無誤后，在實際施工時不可更改防雷引下線的位置。通常來說，所使用的引下線至少要有兩根，其跨度不可超過18m。接地極和住戶相連接的時候，設(shè)備不可外露，需要將弱電箱和強(qiáng)電箱進(jìn)行跨接。除此之外，還要把電纜橋、金屬線槽連接在一起，可使用扁鋼同接地裝置，為引下線施工提供質(zhì)量保障。在這個過程中，要注意的是，需要計算鋼筋跨接所需要的總焊接處，需要根據(jù)實際情況按照相應(yīng)的公式來進(jìn)行計算，然后把控好每個焊接位置，以免影響最終的防雷接地效果。

3.3 安裝避雷支架和避雷網(wǎng)

在建筑電氣安裝防雷接地施工中，需要安裝避雷支架，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)流程來進(jìn)行施工，通常使用側(cè)位打眼的方式進(jìn)行安裝。可先在側(cè)位確定需要打眼的位置，按照施工圖紙中的規(guī)定進(jìn)行判斷。如果在實際施工過程中，發(fā)現(xiàn)施工圖紙中的打眼位置與實際不符，則要向相關(guān)人員進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)無誤后才能施工，否則，需要做出相應(yīng)的調(diào)整，以免影響施工質(zhì)量。之后，還需要進(jìn)行直線打眼，其位置在成品外墻10cm 處，可使用涌電錘來打眼，把避雷支架插入兩邊的打眼處，插入孔中后則使用泥漿來進(jìn)行填補(bǔ)。完成安裝后，要清理干凈粉末、雜質(zhì)，灑適量清水。

除此之外，還要重視避雷網(wǎng)的安裝工作。在安裝避雷網(wǎng)的時候，除了要選擇合適的規(guī)格（見表1），還應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：一是要使鍍鋅圓鋼符合實際施工要求，基于現(xiàn)場情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，然后，再將其敷設(shè)于避雷支架上；二是如果建筑屋面存在突出的金屬物，那么，要將其和避雷帶相連接，可根據(jù)實際情況選擇連接方式，常見的有搭接法、焊接法。一般情況下，建筑物所有突出屋面的金屬物都必須與避雷帶相連接，這有利于保證建筑物的防雷性；三是要控制好搭接寬度，做好清理工作，需涂抹一層防銹漆，以免避雷網(wǎng)受到腐蝕。

表1 是不同防雷等級的避雷網(wǎng)規(guī)格

3.4 高層建筑防雷屏蔽工序

如果是在高層建筑電氣安裝過程中，那么實施防雷接地施工技術(shù)的時候，一定要重視防雷屏蔽工序。在實際施工過程中，為了減少電動軸的占地空間，可將其安置于樓梯、電梯井兩側(cè)。較高的電氣地板主線，可沿著電動軸進(jìn)行埋設(shè)，為了發(fā)揮防雷屏蔽作用，則應(yīng)當(dāng)在鋪設(shè)電纜的時候，連接下導(dǎo)體主要位置以及屏障每層之間的等電位連接板。

4、保障建筑電氣安裝防雷接地施工質(zhì)量的有效措施

4.1 做好施工準(zhǔn)備工作

為保障建筑電氣安裝防雷接地施工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)做好施工前的準(zhǔn)備工作。

（1）要滿足施工基本條件。在進(jìn)行防雷接地施工的時候，需確保所使用的防雷裝置質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，具備較好的接地性能，應(yīng)當(dāng)將其底板鋼筋埋入深基坑中，實現(xiàn)有效的接地效果。與此同時，還應(yīng)當(dāng)做好接地場所的清理工作，需有效連接底板鋼筋，使之保持緊密，實施捆扎施工，從而確保防雷接地裝置的正常運(yùn)行，為防雷工作奠定扎實基礎(chǔ)。

（2）要加強(qiáng)施工材料和機(jī)械設(shè)備的管理。在開展電氣安裝防雷接地施工之前，要先對建筑物的整體防雷能力進(jìn)行檢測，看其是否滿足建筑防雷標(biāo)準(zhǔn)要求。所使用的施工材料在入場前都必須進(jìn)行質(zhì)量檢測，只有質(zhì)檢合格的施工材料才能投入防雷接地施工中應(yīng)用，需保證所使用的施工材料鍍鋅層、鉛包層完整無誤，一旦發(fā)現(xiàn)有破損，則需更換。要加強(qiáng)對施工設(shè)備的管理，定期做好維護(hù)工作，確保其在實際施工過程中能夠正常運(yùn)行。

（3）要明確施工人員的防雷接地安裝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。在施工前，施工人員必須掌握國家相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)要求，需嚴(yán)格按照相關(guān)政策要求執(zhí)行作業(yè)，所使用的施工材料在規(guī)格、質(zhì)量方面都要符合施工設(shè)計要求，做好相應(yīng)的檢測工作。

4.2 加強(qiáng)施工質(zhì)量管理

在電氣安裝防雷接地施工過程中，應(yīng)當(dāng)建立健全的施工質(zhì)量管理體系，將施工質(zhì)量管理工作貫徹落實于整個施工過程中。比如，在進(jìn)行系統(tǒng)接地施工的時候，需要確保防雷接地系統(tǒng)的完整性，既要敷設(shè)接地導(dǎo)線，又要完善變壓器保護(hù)系統(tǒng)，與此同時，還要設(shè)置良好的電氣保護(hù)設(shè)施。需遵循因地制宜原則，根據(jù)實際情況來選擇適宜的施工技術(shù)，并與建筑類型相匹配，安裝防雷接地系統(tǒng)的時候，應(yīng)當(dāng)控制好空間，節(jié)約土地，避免電磁波的干擾；在選擇接地導(dǎo)線的時候，要選擇質(zhì)量較高的接地導(dǎo)線，以免導(dǎo)線質(zhì)量太差而縮短了防雷接地裝置的使用年限，或是無法起到良好的防雷效果，帶來極大的安全隱患。

除此之外，還要確保防雷接地系統(tǒng)各部位連接正確，避免操作方面的失誤，否則，會給建筑物埋下安全隱患。要控制好每個施工細(xì)節(jié)，重視細(xì)部處理。例如在安裝建筑門窗的時候，金屬門窗要使用鋁合金來進(jìn)行連接，外墻門窗中要預(yù)埋防雷線，將絕緣體塑料布置在窗戶邊。

安裝避雷帶和避雷支架的時候，要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行操作，保證其安全性，需和土木建筑施工項目相結(jié)合。

4.3 加強(qiáng)施工技術(shù)人員培訓(xùn)

建筑電氣安裝中防雷接地施工，離不開施工技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力，為保障其施工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)重視對施工技術(shù)人員的培訓(xùn)，強(qiáng)化施工技術(shù)人員的責(zé)任意識，使之做到與時俱進(jìn)，不斷地學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝。防雷接地施工技術(shù)人員要掌握最新的建筑防雷標(biāo)準(zhǔn)要求，明確相關(guān)操作規(guī)定，其在施工前必須熟悉施工設(shè)計圖紙的要求，與相關(guān)人員做好技術(shù)交底工作，明確施工現(xiàn)場規(guī)范，嚴(yán)格按照相關(guān)制度來執(zhí)行作業(yè)。

4.4 減少外界環(huán)境干擾

為有效應(yīng)用防雷接地施工技術(shù)，保障電氣安裝工作質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)減少外界環(huán)境的干擾。防雷接地施工于室外開展，受諸多外部因素的影響，如果不降低外界環(huán)境干擾，則可能延長施工周期，耽誤施工進(jìn)度，難以保障防雷接地施工安全。基于此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境的實際情況，選擇適宜的施工方式，采取有效措施來降低外界干擾。要根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)，選擇合適的電氣設(shè)備類型，使之兩者相匹配，應(yīng)用可行的電氣設(shè)備安裝方式，以此提高防雷接地施工技術(shù)水平，保障建筑電氣安裝防雷接地系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

結(jié)語：

總而言之，在建筑工程建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)重視電氣安裝中的防雷接地施工，需明確此項施工工序的重要性，做好施工前的準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來執(zhí)行作業(yè)，選擇適宜的施工材料、施工工具，根據(jù)施工流程來進(jìn)行操作，控制好每個施工細(xì)節(jié)，以保障防雷接地施工質(zhì)量，維護(hù)人們的生命財產(chǎn)安全，因此，一定要熟練掌握各種防雷技術(shù)，還要將防雷的相關(guān)注意事項銘記于心，這樣才能有效避免各類安全事故的頻繁發(fā)生，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失，從而使防雷安裝工作有序開展，推動建筑工程的長遠(yuǎn)發(fā)展。