建筑防雷接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

李金會(huì)

摘 要：建筑電氣防雷接地是建筑安全不可或缺的重要部分，不僅能夠有效地保護(hù)建筑物免受雷擊，還能夠?yàn)榻ㄖ?nèi)的電子信息系統(tǒng)提供更為全面的保護(hù)?；诖?，深入探討建筑防雷接地的相關(guān)設(shè)備裝置以及關(guān)鍵要素及措施。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；防雷接地；技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TU856? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2023）07-0033-03

1 建筑電氣防雷接地概述

1.1 防雷裝置

防雷設(shè)備裝置是建筑電氣防雷接地中一種用于防護(hù)建筑工程免受雷擊的設(shè)備。其由外圍結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩部分構(gòu)成，外部防雷設(shè)計(jì)一般用于避免直擊雷攻擊，由若干個(gè)截然不同的部分構(gòu)成，各個(gè)構(gòu)成部分都有不同功能與作用，通過接收雷電，并將其引入地下設(shè)施，從而保護(hù)建筑工程免受雷擊危害。內(nèi)部防雷安裝旨在有效地阻止雷電流入建筑，直接將接收的電流安全處理，從而保護(hù)建筑免受雷擊危害。外部防雷和內(nèi)部防雷措施相結(jié)合，可將雷電災(zāi)害減少到最低程度。

1.2 接閃器、引下線、接地裝置

接閃器收集來自雷電的信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電流，然后通過防雷引下線傳輸?shù)浇拥匮b置，從而實(shí)現(xiàn)防雷功能。建筑物的接閃器主要布置在易遭受雷擊的部位。接閃器和引下線、接地裝置需要滿足機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕和熱穩(wěn)定的要求。

1.3 等電位連接

等電位連接是防雷接地中非常重要的措施之一，它可以有效地防止雷擊造成的損害和人員傷亡。在等電位連接情況下，導(dǎo)電物與設(shè)備之間電位保持一致，不僅可更有效減低接觸電壓值，還可以防止建筑物外傳入的故障電壓對(duì)人身造成傷害，從而確保設(shè)備和人員安全。

2 建筑防雷接地要點(diǎn)

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，防雷接地成為建筑設(shè)計(jì)必不可少的部分。雷電在不同地區(qū)以及不同季節(jié)中所產(chǎn)生的雷電具有較大差異性。一般條件下，雷電在北方地區(qū)程度較弱，在南方程度較強(qiáng)。應(yīng)按照建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的概率大小或后果的嚴(yán)重性，確定好建筑物的防雷類別，采取相應(yīng)的防雷措施。建筑防雷接地要點(diǎn)主要涉及以下4個(gè)方面。

2.1 防范直擊雷的要點(diǎn)

為保證建筑電氣設(shè)備防雷防接地保護(hù)工程合理化，有效防止直擊雷發(fā)生，應(yīng)該從如下兩方面著手。

第一，使用接閃帶、接閃線等用作接閃器，或者使用建筑群內(nèi)各種金屬類電氣設(shè)備用作接閃器，保證其符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范，以便有效防止直擊雷發(fā)生。

第二，在工程引下線時(shí)，應(yīng)充分利用建筑群內(nèi)的主鋼筋、消防梯等已有基礎(chǔ)設(shè)施，保證接地工程有效性和安全性[1]。為提高民用建筑電氣防雷接地合理性，提升實(shí)際效果，使直擊雷得到更加全面的防范，應(yīng)當(dāng)采取合理的測(cè)量、外接人工接地體等操作方式，并合理利用建筑群中已有基礎(chǔ)設(shè)施?？稍阡摻罨炷镣亮号c構(gòu)筑物附近的無鋼筋混凝土地基上，設(shè)置接地保護(hù)裝置，以有效發(fā)揮裝置設(shè)備作用并防止直擊雷出現(xiàn)。應(yīng)通過先進(jìn)的復(fù)地接觸安裝技術(shù)，將建筑群中整個(gè)系統(tǒng)電氣設(shè)備和電源線有序的連接，并將接地電阻精確控制在1 Ω以內(nèi)，大大提高建筑防雷接地合理化，有效地防止直擊雷產(chǎn)生的危害。

2.2 防范側(cè)雷擊的要點(diǎn)

高于60 m的多層建筑有雷電擊到建筑側(cè)面的可能，所以對(duì)于超過60 m建筑物，應(yīng)采取以下保護(hù)措施。

第一，保證框架構(gòu)造與建筑房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)的引下線相連接，特別是表面突出的墻角、邊緣和突出物如陽臺(tái)等，都要設(shè)置接閃器，以此有效防止側(cè)擊。

第二，針對(duì)建筑外的各種金屬護(hù)欄、窗戶等各種金屬物需要和防雷裝置連接。

第三，在建筑工程電氣防雷接地工程中，一旦出現(xiàn)豎直敷設(shè)的各種金屬管線，應(yīng)當(dāng)將其底部和頂部與防雷裝置可靠連接，以保障建筑工程電氣防雷接地工程的效果和可靠性。

2.3 防閃電電涌入侵的要點(diǎn)

為了有效防止防閃電電涌入侵，低壓線路應(yīng)根據(jù)不同的引入形式選擇最佳保護(hù)措施。在電源配電箱處設(shè)置電涌保護(hù)器，以有效阻擋感應(yīng)雷侵?jǐn)_，并采用分層保護(hù)措施，以確保安全可靠。為保護(hù)建筑內(nèi)電子設(shè)備免受雷擊，建議在樓層或房間的分電源處設(shè)置兩級(jí)防雷器，并在重要電子設(shè)備前部設(shè)置3層電涌保護(hù)器。

如果低壓線路是通過埋地方式進(jìn)入建筑，可以采用直接將防雷裝置連接到電纜入戶端的方式。這樣可以有效地防止雷擊，保護(hù)設(shè)備免受損害。同時(shí)建筑中的供電設(shè)施必須在接閃器的范圍內(nèi)，才能有效保障防止雷電波入侵。此外，如果存在架空或埋地的金屬管道，則必須在建筑設(shè)計(jì)過程中采取有效的等電位連接，以減少由于疏忽而導(dǎo)致的雷電波侵入風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 防閃電感應(yīng)的要點(diǎn)

閃電感應(yīng)可以造成導(dǎo)體、金屬管線等產(chǎn)生靜電感應(yīng)過電壓，從而導(dǎo)致線路和電氣設(shè)備絕緣受損產(chǎn)生火花。而對(duì)于有爆炸危險(xiǎn)的建筑，這種火花會(huì)引起爆炸危險(xiǎn)，所以對(duì)于爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的防雷設(shè)計(jì)，還應(yīng)將主要金屬物如設(shè)備、管道等與防雷裝置做等電位連接。

3 民用建筑防雷接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 直擊雷電防雷接地要點(diǎn)

接閃桿和接閃網(wǎng)是建筑防雷接地中最常見的兩個(gè)接閃器類型，可以有效地阻擋雷電。因此在日常的防雷中，可以選擇金屬材料來作為接閃器，以確保建筑物的安全性和可靠性。接閃器主要布置在建筑物的屋角、屋脊、屋檐、檐角等易遭受雷擊的部位。在滿足要求的情況下，也可以采用建筑金屬屋面或屋面的其他金屬構(gòu)件作為接閃器，這樣既滿足了防雷功能要求、節(jié)省造價(jià)，又與建筑完美結(jié)合[2]。

在建筑防雷接地工程中，引下線設(shè)置必須充分考慮到建筑內(nèi)各種設(shè)備以及建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，可優(yōu)先利用建筑物鋼筋混凝土柱內(nèi)主鋼筋（通長(zhǎng)焊接）作為防雷引下線。但是在實(shí)施之前，必須先進(jìn)行電位測(cè)量，以確保引線完整性和穩(wěn)定性，以有效保證防雷接地工程完整性，并且起到有效防雷作用。

在工程建筑防雷接地實(shí)踐中，為了確保接地線的安全性，接地極應(yīng)優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋。通常將其連接成閉合的環(huán)形接地體，同時(shí)設(shè)置接地連接板，以便日后接地電阻檢測(cè)。當(dāng)接地電阻不滿足要求時(shí)，也可將其作為補(bǔ)打接地極的連接點(diǎn)使用，以確保接地極可靠性和穩(wěn)定性[3]。

3.2 防閃電電涌侵入

在日常生活中，雷擊和閃電電涌的侵入都會(huì)對(duì)建筑構(gòu)成嚴(yán)重?fù)p壞。所以，在開展防雷地接工程設(shè)計(jì)、制定防范措施時(shí)，必須考慮到以下因素。

首先，各種路線引入方法和閃電電涌侵入方法均會(huì)危害低壓線路，需要結(jié)合實(shí)際情況，合理選擇路線引入方式。例如，當(dāng)?shù)蛪壕€從地下室引入建筑物內(nèi)部時(shí)，可采用線纜直通入戶的方法，即將線纜入戶端及進(jìn)線管在引入建筑時(shí)，與建筑物接地裝置實(shí)施等電位連接。其次，在電源進(jìn)線柜處和電子系統(tǒng)進(jìn)線處設(shè)置電涌保護(hù)器，從而有效防止雷電的侵襲。雷電波可能會(huì)對(duì)大樓內(nèi)用電設(shè)備造成損害，最有效的防雷措施就是將這些設(shè)備安裝在接閃器范圍內(nèi)，以確保安全[4]。最后，如果建筑物內(nèi)有架空或埋地金屬管道，也應(yīng)該采取相應(yīng)防雷措施。

3.3 防雷導(dǎo)線設(shè)置

檢測(cè)雷云的最低點(diǎn)高度是防雷接地工程中必不可少的一環(huán)，有關(guān)資料表明，雷云的最低點(diǎn)高度為20 m，超過這一高度的建筑如果不設(shè)置良好的防雷接地，那么就會(huì)存在較大的雷擊風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)建筑高度超過20 m時(shí)，就應(yīng)該充分考慮其上方和側(cè)面的防雷措施，以確保安全性。在高層的防雷接地工程中，采用鋼筋混凝土網(wǎng)當(dāng)作避雷網(wǎng)帶，能夠有效地阻擋雷電的侵襲，進(jìn)而減少雷電電荷通過引下線經(jīng)連接設(shè)備流入大地的可能性。

在開展高層建筑防雷接地工程時(shí)，應(yīng)充分利用鋼筋混凝土網(wǎng)帶的優(yōu)勢(shì)，以確保房屋建筑的安全性和可靠性。通過采用屏蔽引下線和非屏蔽引下線之間的電位差，通過先施加一次較大壓力，以便使非屏蔽引下線受到電磁力的影響，向防雷引下線靠攏，形成高電位，進(jìn)而發(fā)揮高電位對(duì)異體釋放的效應(yīng)，進(jìn)而能夠產(chǎn)生絕緣作用[5]。如果采用管道穿線電纜方式進(jìn)行防雷接地，在高層建筑工程施工中，為了確保后期的防雷，需要為電力導(dǎo)線設(shè)置專門的配線，以確保電流穿過屏蔽層時(shí)能夠起到良好絕緣效果。

3.4 防雷中應(yīng)考慮雷電流

在工程建筑防雷接地設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮防雷電纜安裝外，還應(yīng)當(dāng)重視雷電流的散布情況。一般來說，雷電天氣條件下，建筑所受到的電位差會(huì)變得更大，而且隨著層高增加，電位差也會(huì)呈現(xiàn)出明顯的梯度變化。在開展高層建筑防雷接地工程作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保供電均衡，并根據(jù)具體情況相應(yīng)減小供電階梯。

為了解決這一難題，可以采用均壓環(huán)的方式，將其設(shè)置成3層一組，使其構(gòu)成一種大型暗裝式防雷網(wǎng)，從而有效地保障網(wǎng)絡(luò)線路的安全性和可靠性[6]。這種防雷網(wǎng)不僅能夠有效地均壓和屏蔽雷電流，而且還能夠使雷電流分流更加均衡，從而在遭受雷電襲擊時(shí)，有效地保護(hù)建筑免受損害。防雷接地還要結(jié)合實(shí)際雷電流情況，采用合適的技術(shù)與方法有效屏蔽雷電流，確保在施工過程中以及日后建筑使用時(shí)的安全性。

4 防雷擊電磁脈沖

對(duì)于建筑物會(huì)有需要防雷擊電磁脈沖的電氣和電子系統(tǒng)時(shí)，除設(shè)置上述措施外，還應(yīng)采取防雷擊電磁脈沖措施。

對(duì)需要保護(hù)的空間（例如電子信息機(jī)房）需要做屏蔽措施。線路在進(jìn)入需要保護(hù)的空間時(shí)，線管和線路屏蔽層應(yīng)采用等電位連接，以減小感應(yīng)電涌。需將建筑物中的所有金屬件與防雷裝置進(jìn)行等電位連接。應(yīng)在需要保護(hù)的空間內(nèi)配電系統(tǒng)和電子系統(tǒng)中安裝適合的電涌保護(hù)器。

5 建筑防雷接地裝置的材料選擇

防雷裝置的設(shè)置部位非常重要，選擇適合的材料，保證可靠的防雷接地系統(tǒng)同樣重要。在防雷接地裝置選型的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮接閃器和引線下的機(jī)械性能、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性，合理選擇接閃器和引線下材質(zhì)。這不僅可達(dá)到最佳防雷效果，還可以延長(zhǎng)裝置使用壽命，減少后期維修。

接閃器和引下線一般采用熱鍍鋅鋼管、熱鍍鋅圓鋼和熱鍍鋅扁鋼為主，一般鋼管的強(qiáng)度大于圓鋼，所有接閃桿一般采用熱鍍鋅鋼管。建筑的接地裝置一般采用結(jié)構(gòu)鋼筋，當(dāng)采用人工接地體時(shí)，一般采用熱鍍鋅圓鋼和熱鍍鋅扁鋼。當(dāng)將人工接地極和建筑物的結(jié)構(gòu)軸作為接地裝置的鋼筋連接時(shí)，為了防止電化學(xué)腐蝕，人工接地極可采用不銹鋼、銅、或鍍銅鋼等，或?qū)⑷斯そ拥伢w用混凝土包封。施工時(shí)應(yīng)在所有接閃器、引下線、接地裝置的焊接部位做好防腐處理。

6 合理的屏蔽措施

采取合理的屏蔽保護(hù)措施可以有效地阻擋雷電流對(duì)電子設(shè)備的損害。由于多層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線和光纜數(shù)量較多且錯(cuò)綜復(fù)雜，所以在制定屏蔽措施時(shí)，必須充分考慮建筑大樓的電磁力，并將屏蔽保護(hù)措施設(shè)置在電磁最弱的核心部位，以確保電子設(shè)備的安全性和可靠性。在建筑施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守技術(shù)規(guī)范，結(jié)合實(shí)際建筑情況采用合適的防雷接地技術(shù)，并且保證工作流程全面有序[7]。各層豎井接頭處應(yīng)緊密相連，以降低阻力并確保屏蔽效果。同時(shí)，應(yīng)科學(xué)合理地處理建筑物內(nèi)電子設(shè)備和電氣線路。

目前，建筑電氣防雷接地技術(shù)的應(yīng)用基本上集中在安置接閃器、布置接閃格子、實(shí)施防雷引線和埋設(shè)連接設(shè)備等方面，應(yīng)根據(jù)建筑周圍環(huán)境不同采取不同的防雷接地技術(shù)。在施工階段，安裝接閃支撐、接閃網(wǎng)格、引下線時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密遵照施工文件相對(duì)應(yīng)要求施工。在建筑施工期間，嚴(yán)禁以任何形式變更防雷裝置的位置，以保證防雷效果達(dá)到最佳狀態(tài)。

7 結(jié)束語

在建筑設(shè)計(jì)過程中，防雷接地是一個(gè)重要的部分，應(yīng)該充分考慮建筑實(shí)際情況。根據(jù)建筑的具體情況，選擇合適的防雷解決方案，全面分析可能會(huì)出現(xiàn)的問題，以確保建筑防雷措施可靠完善。

參考文獻(xiàn)

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