淺議高層民用建筑防雷接地

王新源 李博濤

【摘要】近年來高層民用建筑防雷技術迅速發展，一定程度上提高了民用建筑的防雷保護安全性，但是雷擊危害依然無法避免，為將雷擊危害降至最低，防雷設計研究應更深入，更細致。本文首先對高層民用建筑防雷接地問題進行表述，論述了高層民用建筑防雷接地系統的種類及其作用，并對高層民用建筑防雷接地相關措施作了細致分析。

【關鍵詞】高層民用建筑 防雷接地技術 接閃器

隨著電子信息技術的發展及高層民用建筑在我國建筑比例中的不斷增長，高層民用建筑的防雷技術要求越發嚴格，防雷設計應做到更深入，更細致。

一、防雷設計常見問題

1、接閃器設計常見問題。圖紙缺少主要軸線、標高和接閃帶材料型號、規格、安裝方式、網格尺寸等。或遺漏了高出屋面的構筑物（如設備間、飄板、排煙口、結構墻等）的防雷設計。防雷平面圖在沒有繪制基礎接地平面圖時，應標明等電位接地端子、預留端子、室外測試點等位置。建筑物頂部設計飄板可達到美觀效果，易受雷擊的部位（女兒墻、屋頂構架、屋角、屋脊、屋檐、檐角）部位應沿外檐采取明敷方式；低于樓頂飄板的女兒墻和樓體外側陽臺也應有防直擊雷措施，應嚴格遵循GB50057—2010規范要求，按照滾球法方法進行計算，當不在保護范圍內時，仍須采取明敷方式，在保護范圍內時，可采取暗敷方式。明敷接閃帶、屋面暗敷接閃網在圖紙上要有區別。

2、引下線布置：沒有設置在突出位置和裙樓外沿位置，或間距過大，或與接地圖不對應，或沒有標明利用柱筋規格和根數，或不同高度樓面（轉換層）沒有分流處理等。不少設計院在高層民用建筑物樓頂的設備間四角和低層裙樓外沿都設置引下線，給泄放雷電流入地提供盡可能多的通道。為抑制雷電流流經很長引下線時四周產生的雷電磁場和感應電壓，在不同高度樓面的分流措施和與均壓環有機結合成屏蔽網以抑制LEMP破壞作用。

二、接地系統的種類及其作用

1、防雷接地：在高層民用建筑三大類接地系統中，防雷接地占有非常重要的位置，當建筑物受到雷擊時，防雷接地能快速地將雷電瞬時電流導入大地，從而保護建筑物內每個部件以及建筑物內的人員及設備的安全。由于雷擊時瞬間雷電流可達到幾十至幾百千安培，瞬時感應電壓可達到幾十至幾百千伏，有可能使建筑物內的設備，尤其是電子設備受到雷電電擊或感應過電壓的破壞。因此防雷接地系統還必須具有均壓、等電位以及多層屏蔽的設置。

2、保護接地：保護接地是指將電氣裝置正常情況下不帶電的金屬部分與接地裝置連接起來，以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對人體的傷害，代號為PE。保護接地類型有兩種：一種是設備的金屬外殼各自的PE線分別直接接地，即傳統的保護接地，新國標中稱為IT系統，多用于企業高壓系統或中性點不接地的低壓三相三線制系統；另一種是設備的金屬外殼經公共的PE線或PEN線接地，即傳統的保護接零，多用于中性點接地的低壓三相四線制系統，又可分為TN系統和TT系統

3、工作接地：（1）工作接地的作用。主要是為了建筑物內各種用電設備能正常工作所需要的接地系統。（2）工作接地的分類.工作接地可分為中性點直接接地（又稱大電流接地系統）和中性點不接或經特殊裝置（或消弧線圈接地）接地（又稱小電流接地系統）兩種。另外防雷設備的接地也屬于工作接地，各種工作接地有各自功能，例如中性點直接接地可防止系統發生接地故障后引起的過電壓，并能避免由于單相接地后系統繼續運行而形成的不對稱性。中性點經消弧線圈接地則可消除單相接地的斷電電弧，防止系統出現過電壓。一般而言，超高壓和高壓電力系統為中性點直接接地系統；工業企業的35kV及6～10kV高壓系統則為中性點不接地系統；工業企業380/220V低壓系統則多數為中性點接地系統，但礦山企業則為中性點不接地系統。

三、建筑物內部防雷技術

內部防雷主要采取屏蔽、等電位連接等措施。

1、合理的屏蔽。建筑物中做屏蔽的主要目的是對微電子設備的防護。對有大量微電子設備房間要采取屏蔽措施，使儀器處于無干擾的環境中。屏蔽的有效性不僅與房間加裝的屏蔽網和儀器金屬外殼-屏蔽體本身有關，還與微電子設備的電源線和信號線接口的防過電壓、等電位聯結和接地等措施有關。

2、等電位聯結。等電位是用連接導線或過電壓保護器將處在需要防雷空間內的防雷裝置、建筑物的金屬構架、金屬裝置、外來的導體物、電氣和電訊裝置等連接起來。為保證建筑物內部不產生反擊和危險的接觸電壓、跨步電壓，應當使建筑物地面、墻板和金屬管、線路等都處于同一電位，為此鋼筋混凝土建筑物應在各層的適當位置預埋與房屋結構內防雷導體相連的等電位連接板，以便與接地主干線相連。由于電力、電信線路不能直接接到地線上，電涌保護器（SPD）實現了電氣設備、電子設備的等電位聯結。

四、建筑物的外部防雷技術

高層民用建筑的外部防雷主要是指防直擊雷和防側擊雷，其作用是保護建筑物本身不遭受雷擊，主要由接閃器、引下線和接地裝置組成。

1、接地裝置包括接地體和接地線，接地裝置的優劣與接地電阻和接地方式有關。為便于與各種入戶金屬管道相連，降低跨步電壓，建筑物防雷接地一般采用周圈式接地。防雷接地應盡量利用自然接地體作為接地裝置，只要基礎采用硅酸鹽水泥和周圍土壤的含水量不低于4%，基礎外表面無防腐層或有瀝青質的防腐層時，可利用基礎內鋼筋作接地裝置否則應加設人工接地裝置。

2、接閃器是防直擊雷接受雷電流的金屬導體，其形式有接閃網（帶）、接閃針、金屬屋面等。接閃網（帶）應沿屋脊、屋角、屋檐、檐角、女兒墻等易受雷擊部位敷設，并按建筑物的防雷等級在整個屋面組成。根據雷擊建筑物部位的規律，在建筑物上裝設接閃針（網、帶），就能可靠吸引強雷和弱雷。屋面接閃網（帶）一般采用熱鍍鋅的圓鋼或扁鋼及熱鍍鋅件，敷設應平正順直、固定可靠，搭焊長度應滿足規范要求。接閃網（帶）在經過沉降縫或伸縮縫時應做煨彎補償處理，接閃帶在女兒墻敷設時，一般敷設在女兒墻的中間，當女兒墻寬度較大時，應將接閃帶移向女兒墻的外側處為宜，因為女兒墻的外沿易受雷擊。

3、引下線的作用是將接閃網（帶）與接地裝置連接在一起，使雷電流構成通路，通常利用主體結構的柱主筋或剪力墻中鋼筋作暗裝引下線。引下線的數量及布置直接影響分流效果。引下線數量多且間距較小時，雷電流在局部區域分布也就較均勻，引下線上電壓降減小，反擊危險也相應減少。引下線應沿建筑物四周均勻或對稱布置，其間距不應大于規范的要求，應盡可能增加引下線的數量，適當減少引下線間距。由于高層民用建筑物引下線很長，雷電流的電感應壓降很大，需要在每隔一定的高度處用均壓環將各引下線在同一高度連接起來，并接到同一高度的屋內金屬物體上，以減小其間的電位差，避免發生反擊。

結束語

綜上所述，必須要重視高層民用建筑的防雷接地工作，因為其事關高層民用建筑的安全。明確高層民用建筑防雷接地工作的要點和難點，從關鍵環節著手，提高高層民用建筑防雷的效果，從而保證高層民用建筑和人們的生命安全。

【參考文獻】

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