建筑電氣安裝工程防雷接地施工技術(shù)

摘 要：對建筑電氣安裝中防雷接地施工工藝進行了深入探討，介紹防雷接地的基本原理，強調(diào)其在電氣安裝工程中的應(yīng)用。對前期規(guī)劃、接地系統(tǒng)設(shè)計原理和實地勘察分析等方面的防雷接地設(shè)計與規(guī)劃進行了詳細的闡述。在選材上，提供選用準則和各種接地設(shè)備的應(yīng)用要點，并強調(diào)性能匹配和優(yōu)化的重要性。

關(guān)鍵詞：建筑電氣安裝；防雷接地；施工技術(shù)；接地系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）09-0105-03

收稿日期：2024-03-20

作者簡介：張伊凡（1985—），男，陜西咸陽人，碩士研究生，工程師，研究方向：建筑電氣、機電施工管理。

0 引言

近年來，建筑電氣安裝工程作為現(xiàn)代建筑不可或缺的組成部分，并對電氣系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性要求越來越高。在建筑電氣系統(tǒng)中，防雷接地作為一項關(guān)鍵技術(shù)，直接關(guān)系到建筑物及設(shè)備的安全運行。深入研究建筑電氣安裝工程防雷接地施工技術(shù)，有利于應(yīng)對不斷升級的建筑電氣需求下的技術(shù)挑戰(zhàn)。通過對防雷接地的基本原理進行闡述，為讀者提供深刻的理論基礎(chǔ)。結(jié)合電氣安裝工程的實際需求，詳細分析防雷接地在建筑電氣安裝中的重要性，并提出了對防雷接地設(shè)計與規(guī)劃的實際要求。

1 防雷接地施工技術(shù)概述

1.1 防雷接地的基本原理

防雷接地的核心在于避免雷電對建筑物和電氣設(shè)備造成損害，通過合適的導(dǎo)體迅速將雷電流引入地下，達到中和電荷的目的。其可有效減少雷電直接危害建筑物結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備，使系統(tǒng)的抗雷電能力得到了提高。

1.2 電氣安裝工程中的防雷接地要求

防雷接地是電氣安裝工程中對系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性的基本要求。要針對不同環(huán)境條件下的實際需求，選用適當?shù)牟牧虾驮O(shè)備，并考慮建筑物的結(jié)構(gòu)特點，保證接地系統(tǒng)和整體電氣系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行[1]。

1.3 防雷接地在建筑電氣安裝中的重要性

防雷接地在建筑電氣安裝中具有不可替代的作用，因雷電是一種突發(fā)性的自然現(xiàn)象，如果不進行有效的防護，可能導(dǎo)致建筑電氣系統(tǒng)發(fā)生嚴重事故。通過科學(xué)的防雷接地設(shè)計和施工，能夠最大限度地降低雷電對建筑電氣系統(tǒng)的危害，保障電力系統(tǒng)的可靠運行，維護建筑設(shè)備的壽命，進而提高建筑安全性和可持續(xù)運行性。因此，深入理解防雷接地的重要性，對于確保建筑電氣系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行具有重要的意義。

2 防雷接地設(shè)計與規(guī)劃

2.1 建筑電氣安裝工程前期規(guī)劃

前期的規(guī)劃設(shè)計是電氣安裝工程的基礎(chǔ)，與防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計有直接的聯(lián)系。在規(guī)劃設(shè)計階段，要全面考慮建筑物所處的特殊環(huán)境、用途、結(jié)構(gòu)等各方面的因素，以確定最適合的防雷接地策略，為后續(xù)的設(shè)計與施工提供科學(xué)的依據(jù)。其中包括對地形土壤電阻率、氣象條件以及電氣系統(tǒng)的需求分析等。

2.2 接地系統(tǒng)設(shè)計原則

為使防雷接地系統(tǒng)在各種工況下都能有效防范雷電沖擊，設(shè)計時需要遵循一系列原則。具體包括3點：一是要保證接地系統(tǒng)的合理性。為使系統(tǒng)的電阻值符合規(guī)范的要求，必須進行計算和模擬。二要著重考慮系統(tǒng)的可靠性問題。為降低由于單一設(shè)備故障導(dǎo)致的系統(tǒng)失效概率，需采用多樣化的接地手段。比如有接地網(wǎng)、接地棒等多種形式可選擇。三要對系統(tǒng)的可維護性進行考慮，以便系統(tǒng)運行中能方便地檢測和維修。防雷接地系統(tǒng)設(shè)計需要從多個方面來考慮，才能保證系統(tǒng)萬無一失[2]。

2.3 防雷接地施工前的實地調(diào)查與分析

防雷接地系統(tǒng)施工前，應(yīng)進行詳盡的實地調(diào)查和設(shè)計分析，以了解建筑周圍的環(huán)境特點、土壤條件和氣象因素等情況，從而為后續(xù)施工提供依據(jù)。對潛在的問題進行實地分析，并提前采取應(yīng)對措施，保證施工過程順利進行。實地調(diào)查與分析的結(jié)果，對接地系統(tǒng)的設(shè)計和施工質(zhì)量有直接影響，該步驟在防雷接地系統(tǒng)的施工上必不可少。

3 防雷接地材料與設(shè)備選擇

3.1 適用于建筑電氣安裝的防雷接地材料

在建筑電氣安裝工程中，選擇合適的防雷接地材料是確保系統(tǒng)可靠性的重要因素。銅和鋁是兩種常用的導(dǎo)體材料。銅具有良好的導(dǎo)電性能和耐腐蝕性，適用于潮濕或酸性土壤環(huán)境，其電導(dǎo)率可達到56×106 S/m。鋁作為一種輕量、成本較低的材料，其電導(dǎo)率為38×106 S/m，對于低電流要求的場合也是一個可行的選擇。具體的銅和鋁導(dǎo)體電導(dǎo)率比較結(jié)果如表1所示。

對接地材料的選擇也要考慮到土壤的電阻率，采用深埋式接地網(wǎng)對電阻率較高的土壤有較好的效果，這時選用導(dǎo)電性能較好的銅材較為適宜。對于電阻率較低的土壤來說，選用鋁材料則更能滿足要求。在不同的土壤條件下，還可以結(jié)合土壤改良劑來提高土壤的導(dǎo)電性能，從而降低接地電阻，如利用土壤改良劑改善土壤的化學(xué)和物理特性[3]。

不銹鋼在耐腐蝕性方面也是值得考慮的一種材料，特別是在惡劣氣候或具有腐蝕性物質(zhì)的環(huán)境中，它的抗腐蝕性能表現(xiàn)非常突出，可保證接地系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。為提高接地系統(tǒng)的整體性能，可以在接地網(wǎng)中加入銅?；蚴⒘＃栽黾咏拥叵到y(tǒng)的導(dǎo)電性。從而使系統(tǒng)的性能得到提高，進而提高系統(tǒng)的防雷性能。

3.2 各類接地設(shè)備的特性與選擇準則

不同類型的接地設(shè)備具有各自不同的特性，應(yīng)根據(jù)特定的建筑電氣安裝需求進行選擇。接地網(wǎng)、接地棒、接地線等設(shè)備在不同場合下發(fā)揮著不同的作用，在選用接地裝置時，除考慮安裝的方便性維護導(dǎo)電性能等因素外，還要對設(shè)備的可靠性進行充分考慮。特別是復(fù)雜氣象條件下，對設(shè)備的耐久性、抗風(fēng)雨性也要得到充分保障，以降低因接地裝置故障而帶來的安全隱患。

3.3 材料與設(shè)備性能匹配與調(diào)優(yōu)

為確保防雷接地系統(tǒng)的高效運行，必須在材料與設(shè)備的選擇上進行精確匹配與科學(xué)擇優(yōu)。可根據(jù)系統(tǒng)電流負荷及所處環(huán)境的土壤電阻率，來選擇合適的導(dǎo)體材料及長度。以銅為例，其電導(dǎo)率為56×106 S/m，對高電流要求的場合，可選用直徑較大的銅導(dǎo)線以降低電阻。對低電流要求的場合，選用直徑較小的銅導(dǎo)線同樣能夠滿足要求。如不進行科學(xué)擇優(yōu)，會造成材料與設(shè)備的浪費，防雷接地系統(tǒng)的效能會因此受到影響。

導(dǎo)體與接地設(shè)備的匹配也需要綜合考慮，對于接地網(wǎng)，導(dǎo)體的布局密度與導(dǎo)體之間的連接方式直接影響整個系統(tǒng)的導(dǎo)電性能。在設(shè)計階段，可采用數(shù)學(xué)模型模擬不同布局密度下的電阻值，選擇最優(yōu)方案。對于接地設(shè)備，如接地棒，其長度和直徑也需匹配導(dǎo)體的選擇，確保設(shè)備能夠與導(dǎo)體完美配合，提高整個系統(tǒng)的導(dǎo)電效果。

4 防雷接地施工步驟

4.1 建筑電氣安裝前的施工準備

進行防雷接地項目建設(shè)前，須做好充分的準備工作。要先將詳細的調(diào)查和分析作為基礎(chǔ)，再對施工人員進行必要的安全培訓(xùn)，使他們具備相應(yīng)的技能，還要合理調(diào)配好各類物資裝備的儲備，做好實施過程的控制與監(jiān)督。在施工準備階段，為使工程萬無一失，還需要重視合理進行物資儲備與器材選用[4]。

4.2 接地網(wǎng)施工技術(shù)

接地網(wǎng)是防雷接地系統(tǒng)必不可少的組成部分，它的施工工藝直接影響到整個系統(tǒng)的整體性能。所以接地網(wǎng)的施工過程中，一定要按照設(shè)計的要求進行布置，確保密度合適、導(dǎo)體間連接良好。為避免對地下管線等其他基礎(chǔ)設(shè)施造成損害，應(yīng)做好做必要的測量和調(diào)整，以保證它的電阻值達到設(shè)計標準。

4.3 接地裝置與設(shè)備的安裝流程

安裝接地裝置和設(shè)備的過程關(guān)系到整個接地系統(tǒng)的可靠程度，在施工過程中，要按照設(shè)計的要求對接地裝置逐個進行安裝，保證其連接良好材料合適位置符合規(guī)范。對接地設(shè)備的安裝，要保證設(shè)備與建筑結(jié)構(gòu)的接觸良好耐久性高，與各設(shè)備協(xié)調(diào)配合。對大型設(shè)備的安裝，要用專業(yè)工具和設(shè)備來保證施工的高效性和準確性。

4.4 施工中的質(zhì)量控制與監(jiān)測

在整個建設(shè)過程中，質(zhì)量控制與檢測是保證接地系統(tǒng)發(fā)揮良好性能的關(guān)鍵。在施工過程中要對各個環(huán)節(jié)進行實時的監(jiān)控，使之達到設(shè)計要求，從而保證接地系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠地運行。在建設(shè)過程中及時發(fā)現(xiàn)問題并加以解決至關(guān)重要，其可以通過包括現(xiàn)場電阻測試設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控等在內(nèi)的多種檢測手段實現(xiàn)。

5 防雷接地施工中的常見問題與解決方案

5.1 施工過程中可能遇到的問題

可能面臨的問題包括：施工中因土壤電阻率不穩(wěn)造成的接地電阻值超標，或者接地裝置安裝不當，造成接地不牢。工地天氣狀況不佳，施工進度受到影響。設(shè)備在運送、搬運過程中出現(xiàn)損壞等情況。若不及時發(fā)現(xiàn)并解決這些問題，可能會對接地系統(tǒng)的正常運行造成影響，使其雷電防護性能下降。

5.2 問題的診斷與分析

要認真診斷分析，針對可能出現(xiàn)的問題。對土壤特性進行現(xiàn)場測量和分析，發(fā)現(xiàn)土壤電阻率異常的問題，從而確定問題產(chǎn)生的原因。對設(shè)備連接不牢的問題，要通過電阻測試等手段，檢查設(shè)備安裝情況，確定具體的故障點。評估施工計劃的合理性，采取相應(yīng)措施確保施工進度，以應(yīng)對惡劣天氣條件造成的施工延誤。

5.3 解決方案的實施與效果評估

在問題的診斷與分析基礎(chǔ)上，需要采取有效的解決方案。對于土壤電阻率不穩(wěn)定的問題，可以通過加強接地網(wǎng)的設(shè)置密度、采用特殊材料等手段進行改善。對于設(shè)備連接不牢固的問題，需重新安裝設(shè)備并加強連接。對于天氣條件的影響，可以調(diào)整施工計劃、加強施工現(xiàn)場的防護措施等。

6 防雷接地施工后的監(jiān)測與維護

6.1 完工后的接地系統(tǒng)檢測與驗收

待接地系統(tǒng)建造完畢，必須進行綜合的測試和驗收，以保證系統(tǒng)達到設(shè)計要求，并對雷電有效的保護作用。整個接地系統(tǒng)的電阻測試必不可少。為了準確測定接地系DsLuGFMAfECb6990cgBwTu5hNXF6ccVgTrKcIR+dKNY=統(tǒng)的電阻值，可結(jié)合四線法或其他適當?shù)脑囼灧椒ㄟM行測量。對銅作為導(dǎo)體材料的合格的接地系統(tǒng)的電阻，一般在1Ω以下。這就能保證系統(tǒng)在雷電沖擊下具有快速導(dǎo)電的能力，起到有效的保護作用。

對接地系統(tǒng)中的導(dǎo)體及連接點進行視覺上的檢查，保證連接處牢固可靠無腐蝕或受損情況出現(xiàn)。在實際的驗收中，由于外觀問題可能暗示有潛在的電氣問題存在，因此及時發(fā)現(xiàn)并加以解決是保證接地系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵要素之一。有關(guān)防雷接地系統(tǒng)的電阻標準可參考如表2所示的說明資料。

一般通過檢測接地系統(tǒng)的電位差，評估接地系統(tǒng)的性能。除了電阻測試和視覺檢查，還可通過測量不同位置的電位差，保證在規(guī)定范圍內(nèi)保持系統(tǒng)各部位的電位差。例如，若系統(tǒng)中偵測到異常電位差，可能顯示電流集中或?qū)Ь€在某些地方連接不佳，需進一步進行偵測與修復(fù)。

6.2 定期維護與保養(yǎng)措施

通過定期的系統(tǒng)檢查，對接地網(wǎng)進行清理，對設(shè)備狀態(tài)進行檢查，對防腐涂料進行維護，保證接地系統(tǒng)在各種環(huán)境條件下保持優(yōu)良的工作狀態(tài)，是保證防雷接地系統(tǒng)長期可靠運行的必要措施。在維修過程中要及時處理設(shè)備及導(dǎo)線松動、腐蝕等情況，以防系統(tǒng)性能下降[5]。

6.3 接地系統(tǒng)故障排除與修復(fù)技術(shù)

雖然經(jīng)過精心設(shè)計、施工和維護，建筑電氣安裝工程中的防雷接地系統(tǒng)仍然面臨著各種各樣的故障狀況。保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵是在出現(xiàn)故障時，迅速準確地排除問題并加以修復(fù)。由于土壤電阻率變化、導(dǎo)體連接不良或接地裝置損壞等原因，可能導(dǎo)致接地系統(tǒng)電阻值升高。

對設(shè)備或?qū)w出現(xiàn)的損壞情況要適時進行更換處理，以免引起系統(tǒng)的不正常運行。如因接地導(dǎo)線斷裂而致使系統(tǒng)不能工作，則需要將導(dǎo)線接頭重連接或更換斷裂部分。對于損壞的接地棒或其他接地裝置，也可以先采用專業(yè)的探測儀器進行診斷，再采取相應(yīng)的修復(fù)或替換手段。如出現(xiàn)嚴重的情況，為了保證安全可靠的接地系統(tǒng)，還可采用一些高級的接地裝置與設(shè)備進行更換。

7 結(jié)束語

本文通過深入研究建筑電氣安裝工程防雷接地施工技術(shù)，對防雷接地的基本原理、設(shè)計規(guī)劃、材料選用、施工步驟及關(guān)鍵技術(shù)要點進行了系統(tǒng)總結(jié)，并對其進行了重點監(jiān)控和維護。建筑電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行，科學(xué)合理的防雷接地方案是在不斷升級的用電需求下必不可少的。通過對防雷擊接地技術(shù)的深入了解，并采取有效的施工和維護措施，可確保電氣設(shè)備的安全運行，從而使系統(tǒng)的抗雷擊性能得到最大程度的提高。

參考文獻

[1] 吳長有.建筑電氣安裝工程防雷接地施工技術(shù)[J].石材，2023 （4）：90-92.

[2] 王光遠.分析建筑電氣安裝中防雷接地施工技術(shù)[J].中國設(shè)備工程，2021（5）：179-180.

[3] 黃錦波.建筑電氣安裝工程防雷接地施工技術(shù)[J].綠色建造與智能建筑，2023（12）：113-116.

[4] 王濤.建筑電氣安裝工程防雷接地系統(tǒng)施工技術(shù)要點分析[J].江西建材，2023（9）：264-265.

[5] 魏濤，王斯達.建筑電氣安裝中防雷接地施工技術(shù)的應(yīng)用與質(zhì)量管理[J].科技經(jīng)濟市場，2021（5）：3-4.