建筑電氣的防雷接地功能與防雷系統設計

金 松 楊煥鋒

（1.山東魯泰建筑工程集團有限公司 山東 肥城 271608；2.山東新陶陽礦業有限責任公司 山東 肥城 271600）

1 建筑防雷接地系統的作用

建筑電氣的接地系統一般分為防雷接地、工作接地及保護接地。隨著科技的不斷進步，現代智能建筑對電氣設計提出了更高的要求，其中防雷接地系統的設計尤為重要。當建筑遭到雷擊時可以有效地把電流導入大地，保護建筑物及其內部物件和人員的安全。在雷擊的瞬間雷電流是極為大的，可以達到幾十到幾百千安培，以致瞬時的感應電壓可以達到幾十到幾百千伏，建筑物內的電子設備受到雷電反擊以及感應過電壓的嚴重威脅。所以防雷接地系統的另一個重要作用是使建筑物內的設備具有等電位、均壓和多層屏蔽的安全防雷結構。在建筑物的接地系統設計中，防雷接地系統設計是最為重要的。以防雷為基礎，做好其他兩方面的接地系統的設計，提高人們工作生活環境的安全性。

2 建筑防雷接地系統的設計

防雷接地在建筑接地系統設計中是極為重要的，一般把建筑物的防雷保護分為三級：一類、二類和三類，民用建筑大多采用二類防雷保護進行設計，對于建筑內存在爆炸危險環境的建筑采用一類防雷保護設計。建筑的防雷接地系統一般是由引下線、接閃器、均壓環以及接地體等裝置組成。其中接閃器可以使用避雷帶、避雷針或者針帶組合接閃器。其中避雷帶要沿房角、房脊、房檐等溶液受到雷擊的地方敷設。建筑表面外露的金屬構件和管道要與避雷帶相連接。建筑上的接閃器要同下線焊接相連通。對于高層建筑物的引下線要盡量利用鋼筋混凝柱的鋼筋作為引下線。選為當做引下線的柱內兩根主鋼筋的直徑一般不小于12mm，其兩者的連接一般使用焊接法或者綁扎法均可。對于建筑物周圍引下線的下部適當位置要設置幾個測量點，可以把人工接地體同等電位的連接板連接。對外引連接板同引下線的連接要使用焊接。引下線上端要同建筑的避雷裝置焊接，下端要同接地體焊接。對于引下線的這種設計優點很多，雷電流的泄漏點多、省材料、施工方便以及不損壞建筑物外觀。

在接地系統設計中接地體的設計是另一個難點。接地體一般是利用樁基內部鋼筋作為自然接地體，此種設計優點是施工方便、工程投資少、接地效果好，設計過程應注意以下幾點：利用外圈樁基和基礎梁內鋼筋組成的閉環，如果沒有基礎地梁鋼筋時，一般用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼當做連接體，使建筑的外沿敷設成閉合、環狀、水平的接地體。盡量把所有樁基都和閉環連接；對于作接地裝置鋼筋的直徑如只有一根時要大于10mm，一般可以利用基礎梁的底部兩個直徑大于12mm的鋼筋當接地體；當使用基礎內鋼筋當接地體時，其周圍地面的深度要大于0.5m。

3 電力系統接地和防雷故障及防護問題

3.1 接地故障及防護。主要是相線同電氣裝置的外露部分和地面間的短路問題，導致外露導電部分帶有故障電壓，這個電壓對接地金屬打火及建立電弧，引起一處或者多處起火，配電室以及總配電箱應重復接地之外，在配電線路的中間及末端處保護地線也要做重復接地。要求工地的臨電設多點保護，并合理選擇漏電保護的類型。

3.2 防雷故障及防護。過去的雷害問題是以直擊雷的形式對地面上的人和物進行擊毀，現在已發展為通過金屬導體傳播的雷電波對建筑、事物、人員造成傷害。防雷方法也發生了很大的變化，由原來簡單的避雷針和避雷帶防護轉為現在的ADBSGP方法。現在雷電波的侵入指感應雷或直擊雷通過通信電纜、無線電天線、輸電線等金屬引到建筑物內發生閃擊造成的雷擊事故。這種情況的事故發生率較高，且情況都較為嚴重。

現代的防雷裝置—電涌保護器，是通過抑制旁路浪涌電流和瞬間過電壓來保護設備安全的裝置。它可以在極短的時間內把保護線路轉入等電位的系統中，讓設備各個端口電壓達到等電位，并把因雷擊產生的脈沖能量通進大地，設備各個端口電位差降低，這樣電路上的設備便得到了保護。電涌保護器應用的方面可分為信息系統電涌保護器、電源系統電涌保護器、絕緣火化隙以及等電位連接。由電涌保護器的放電流通量分類可分為過壓保護器、避雷器、復合型 SPD。

針對設備或系統，在各個進出線纜上必須安裝一定的電涌保護器，當線纜上遭直接雷擊或者感應到過電壓，通過電涌保護器的作用，系統設備的各個端口電壓可以大體上達到相等水平也就是等電位，這樣設備系統就可以盡量免遭破壞。

4 結語

接地是一個傳統而應用廣泛的電氣安全措施，為了保證接地系統的高效正常運行，對于一些經常出現的故障如接地線與接地體的選擇和安裝、接地電弧性短路等問題要特別注意，對于存在爆炸危險性的場所接地安裝要更加嚴格，操作要更加規范，保證不出現意外。為了完全消除雷電所造成的毀壞性電位差，要嚴格實行等電位連接，信號線、電源線、金屬管道等各種金屬設備都應由電涌保護器或運用導線直接進行等電位連接，并且各個內層的保護區界面也都要做等電位連接，局部等電位連接棒互相連接并與主等電位棒相連。現在建筑中一旦發生雷電事故就極為嚴重，所以要多加防范，嚴格要求，保證建筑以及其內部設備和人員的安全。