防雷接地施工技術在高層建筑中的應用研究

潘覓

摘 要：防雷接地設計對高層建筑物的安全使用， 電氣設備的正常運行有著至關重要的用。

關鍵詞：防雷接地施工技術；高層建筑物

1 防雷接地概述

隨著我國科學技術的飛速發展，各種高層建筑結構猶如雨后春筍拔地而起，樓房結構也變得越來越復雜。高層建筑由于在地面上有著極高的高度而變得更容易受到雷電的威脅。因此在工程項目中做好防雷接地也顯得越加重要。防雷接地的主要目的在于通過與大地土壤連接一條電纜線路，使得將雷擊造成的過電流和電壓通過線路順利的導入土地，進而避免雷擊造成的建筑毀壞現象。在當前的高層建筑施工中，防雷接地主要包含以下幾點；①雷電接受裝置：是通過采用直接或者間接的雷電金屬桿或者避雷針等裝置突出建筑物表面，進而做到引雷要求。②接地線：接地線也被稱之為引地線，是傳輸雷擊電流的金屬導體線路，是與接地裝置相連接，從而將電流順利引入土壤中間環節。③接地裝置：接地裝置是接地線與接地體之間的綜合，是降阻劑。離子接地等方式構成的，不過目前的建筑工程項目中，我們最常見的接地裝置為扁鋼結構模式。

2 外部防雷接地裝置

2.1 接閃器

接閃就是讓在一定范圍內出現的閃電能量按人們設計的通道泄放到大地中去。目前一般高層建筑較多采用避雷針、避雷帶、避雷網以及做接閃的金屬屋面和金屬構件等相結合的方式，利用金屬導體引下，由接地極泄流入地的方法防直擊雷。由于這種方式制作安裝方便，價格低廉，在工程中為首選。

2.2 引下線

引下線在防雷擊地系統中是不容忽視的重要組成部分，其在利用的過程中是通過連接接閃器與接地裝置的金屬導體為一體的接地方式，在應用中主要主要通過接地下線的強度和耐腐蝕度為基礎分析，確保引下線在應用中能夠承受過大電流的輸入。引下線不應少于兩根，并應沿建筑物四周均勻或對稱布置，其間距不應大于18m（引下線間距按建筑物類別確定）。當僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時，可按跨度設引下線，但引下線的平均間距不應大于18m。

2.3 接地裝置

接地是防雷技術最基礎的環節，不管是直擊雷、感應雷或其他形式的雷，最終都是把雷電流送入大地。因此，沒有合理而良好的接地裝置，是不可能可靠防雷的。所謂接地，就是讓已經納入防雷系統的閃電能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓，避免發生反擊。實際應用證明，這樣的接地網有以下優點：一、經濟美觀。二、使界面以內的電場分布較均勻，減少跨步電壓對人的危害。三、減少室內被雷擊時，由于地面電位梯度大產生對設備高電壓反擊的危險。四、不必維護，壽命長。

2.4 均壓環

接閃裝置在捕獲雷電時，引下線立即升至高電位，會對防雷系統周圍的尚處于地電位的導體產生旁側閃絡，使其電位升高，進而對人和設備構成危害。為了減少這種閃絡危險，最簡單的方法是采用均壓環，將處于地電位的導體等電位連接起來，一直到接地裝置。《建筑物防雷設計規范》中規定：當建筑物高于30m時，不僅要防直擊雷，還要防側擊雷。

3 內部防雷接地裝置

3.1 籠式避雷網

隨著電子技術的發展，高層建筑物內幾乎無不設有復雜程度不同的電子設備和計算機系統。這些電子設備非常靈敏，但耐壓很低。以微機為例，當雷電電磁脈沖的磁場強度超過0.07高斯時，就會引起微機的誤動作，當磁場強度高于2.4高斯時，就會造成微機的永久性損壞。因此，必須對雷電電磁脈沖采取必要的防護措施。防御雷電電磁脈沖干擾的理想防雷設計方案是籠式避雷網。籠式避雷網利用由避雷帶組成的接閃器，利用柱內、剪力墻內的豎向鋼筋作為防雷引下線， 迅速分流并疏導雷電流，與建筑物的基礎鋼筋、金屬框架連接起來，形成一個六面體的閉合良好的法拉第籠，這樣可以在一定程度上屏蔽雷電流產生的電磁感應，還可以達到良好的均壓環及等電位作用。另將建筑物各部分的配電接地、消防接地、防雷接地與建筑物法拉第籠良好連接，構成統一的防雷接地系統，以避免接地線之間存在的電位差，消除感應過電壓產生，達到良好的均壓環及等電位作用。

3.2 等電位聯結和避雷器

《建筑物防雷設計規范》明確規定，各防雷區交接處必須進行等電位聯結。鋼筋混凝土結構的建筑物最具備實現等電位的條件，因為其內部鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。在本工程中，為了達到等電位，在地下一層配電室里設50×5×1000mm總等電位端子排。從各個方向進入建筑物的管線盡量采用全線埋地引入，入戶前與防雷接地裝置相連，入戶后與總等電位端子排連接。并應有目的地把辦公樓內所有金屬物，如混凝土內的鋼筋、各種金屬管道、埋地金屬物、電纜金屬屏蔽層、電力系統零線、防雷接地線等焊接或用導線可靠連接，使整個建筑形成一個良好的等電位體。當雷擊時，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。為了避免雷電入侵，應在辦公綜合樓采用三級避雷器保護。在辦公綜合樓的變配電所的高壓柜內的各相安裝避雷器一級保護，在低壓柜內安裝防雷裝置作為二級保護，在辦公樓的各層供電配電箱中安裝電源避雷器作為三級保護，并將配電箱的金屬外殼與接地系統可靠連接，使之成為等電位。當直擊雷感應雷在線路上產生的過電壓波沿著導線進入室內或設備時，避雷器電阻會突然降低至低值，近于短路狀態，將閃電電流分流入地。

4 結束語

高層建筑的防雷與接地是一項系統工程，要求電氣設計工作者嚴格按照國家規范，在高層建筑的防雷接地系統設計中，將內部防雷接地裝置與外部防雷接地裝置結合起來，構成統一的防雷接地系統，使防雷效果更理想、更安全。

參考文獻

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