現代建筑物防雷接地裝置結構的探討

韋小瓊 顧曉

摘要：在一個整體防雷系統中，接地電阻值的大小對整體防雷效果起著至關重要的作用，本文通過對獨立接地、一點接地、共用接地、等電位連接等接地結構的分析，說明了接地方式、接地網的結構應受

到重視，他發揮著與接地電阻值同樣重要作用。

關鍵字；防雷接地裝置 共用接地接地結構

簡介：在防雷工程設計、施工、驗收中，人們往往習慣單方面追求接地電阻的數值，將接地電阻的大小，作為衡量防雷工程質量的最重要指標，認為接地電阻越小，防雷效果越好，被保護的對象就越安全。對避雷系統接地裝置的接地電阻值有一定的要求是無可非議的，因為接地電阻越小，散流越快，落雷物體高電位保持時間就越短，危險越小，以至于跨步電壓、接觸電壓也越小。然而，理論和實踐證明，接地網的結構較接地電阻更應受到重視。下面本人就對現代建筑物防雷接地裝置結構作一個探討。

隨著科學技術的飛速發展，人們對現代建筑物這一名詞已不陌生。所謂現代建筑物，即標志著建筑物內有供電、計算機、通訊等系統在運行。為了這些系統的安全運行，往往需要多種類別的接地裝置，怎樣合理、科學的處理其相互關系也就成為不可回避的問題。

1 獨立接地已基本被取代

獨立接地是指需要接地的系統分別獨立地建立接地網，且各接地網之間要求有足夠的距離。這種接地方式在50和60年代較多采用，原因是各接地系統之間不會造成相互干擾，這一特點在通訊系統中顯得尤其重要。但近年來這種獨立的接地方式除非在特別危險的環境下必須采用外，在絕大多數情況下，均采用共同接地方式。這是因為：

1.1各通訊系統、計算機系統和電源系統的接地是為了獲得一個零電位點。如果各系統分別接地，當發生雷擊的時候各系統接地點的電位可能相差很大。假定“1”為交流電源接地，“2”為計算機系統的邏輯接地，“3”為機殼安全保護接地。在假定電流沖擊波從“1”中引進，由于雷瞬時電壓可達數十萬伏，這就意味著同一臺計算機上電源、通訊線和外殼相接的有關部分就要承擔各地網間的這一高電壓，因此造成有關部位的擊穿損壞。對于計算機網絡，調制解調器和網卡將首先被擊穿。據了解，在計算機通訊網絡中，各系統采用獨立接地被雷擊損壞的概率遠高于共同接地的情況。

1.2在一座樓房或一個建筑群范圍內，分別做幾個互相沒有電氣聯系的地網是相當困難的，尤其在現代的大城市更是如此。因此采用獨立接地方式時要求各地網之間至少要有近20m的距離，同時又要與各種地下金屬管道、電纜金屬屏蔽層和各大金屬構件有足夠的距離。這些要求在實際設計和施工中是難以做到的。即便在新建系統時做到了，在日后的系統維護和城市其它改造中這些要求也極易受到破壞。

以上是獨立接地逐漸被取代的根本原因。

2一點接地及干擾分析

設置獨立接地系統的一個主要的原因，是為了避免信號干擾和消除“噪音”。理論和實踐證明，不采用獨立接地方式，上述問題也是可以得到圓滿解決的。

60、70年代，“干擾”也被稱為無線電干擾，因為絕大多數電子噪音和干擾信號均在無線電頻段內。隨著科技發展，大量的電子計算機、數字技術、邏輯電路在人們的日常生活和工作中被采用，干擾的定義也被引申為“電磁干擾”。

電磁干擾可分為導電性電磁干擾和輻射性電磁干擾，前者的干擾能量是通過線材或電纜從一個電路傳送到另一個電路的。減少導電性電磁干擾的途徑是通過電路的合理設計、采用濾波器和電路的合理接地來實現；輻射性電磁干擾的干擾能量是通過空氣中的電磁場傳送的。通常在設計電子設備外殼、箱體以及布置設備的線路、接地線時，通過選用理想的屏蔽材料、構造技術和合理布置設備的線路、接地線，以及采用科學的接地技術來減少輻射性電磁干擾。由此可見，做好接地是有效防止電磁干擾的重要途徑。

低頻干擾絕大部分是通過線路互相耦合而來的，即所謂共阻耦合。當兩個電路電流流經一個公共阻抗時，一個電路上的電流在這個公共阻抗上形成的電壓會影響到另一個電路，這就是共阻抗耦合。

3環形接地和等電位連接

環形接地網就是把接地體沿建筑物周圍圍成一個閉合環。這樣的接地網可以使界面以內的電場分布比較均勻，減少跨步電壓對人的危害，也可減少室內在被雷擊時，由于地面電位梯度大產生對設備高電壓反擊的危險。

等電位連接是把建筑物內所有金屬物，如混凝土內的鋼筋、自來水管、煤氣管，以及其它金屬管道、機器基礎金屬物和大型的埋地金屬物、電纜金屬屏蔽層、電力系統的零線、防雷建筑物的接地線，統統用電氣連結的方法連接起來（焊接或可靠的導電連接），使整個建筑物空間成為一個良好的等電位體。當雷電襲擊的時候，在這建筑物內部和附近大體上是等電位的，而不會發生內部設備被高電位反擊和人被電擊的事故。此外，在電力線、電話線、電視信號電纜、電子計算機訊號傳輸線等，一切與外界有聯系的金屬線都要接上合理的過電壓保護裝置（避雷器），且裝置要與建筑物的防雷接地裝置直接進行電氣連結，使之成為等電位（實際上是準等電位，因為正常時各導線之間的電位差和雷擊時的殘壓與雷電壓比較是微不足道的，所以一般把這樣的連接也稱為等電位連接）。

由于采用等電位連接，不但使建筑物及其內部的設備防雷能力大大提高，也可以放寬對建筑物接地電阻的要求。這樣可減少建設投資，減低施工難度，尤其是在干旱、沙漠和山地土壤電阻率高的地區更為重要。

4結束語

綜上所述，作為一座建筑物做地網設計時應遵循以下幾條：

1.盡量采用建筑物基礎的鋼筋和自然金屬接地物統一連接，作為接地網；

2. 在建筑物中選作地網的樁基礎、承臺作引下線的柱筋，其駁接處應采取焊接而不應用綁扎代替；

3.盡量以自然接地體為基礎輔以人工接地體補充，外形盡可能采用閉合環形；

4.應采用同一接地網，用一點接地的方式接地；

5.若使用高頻或超高頻設備時，應采用機殼或就近用一金屬平面做最短接線的多點接地，以減少高頻干擾。

參考文獻：

【1】 建筑物防雷設計規范.GB50057—94，2000年版.

【2】 陳先祿.接地[M]。重慶：重慶大學出版社，2002..

【3】 .高猶剛.屏蔽與接地[M].北京：北京郵電大學出版社，2004.