淺析民用建筑防雷及接地總等電位聯結系統設計

王長衛

（大連民用建筑設計研究院有限責任公司 116001）

淺析民用建筑防雷及接地總等電位聯結系統設計

王長衛

（大連民用建筑設計研究院有限責任公司 116001）

本文主要針對民用建筑防雷系統的重要性、防雷系統的設置、基礎接地及總等電位聯結等方面展開討論，分析本內容在建筑設計中的重要性以及注意要點。

建筑；防雷；接地；等電位聯結；過電壓保護

雷電災害是地球上最大的災害之一，它的發生給人類帶來各種破壞：引起火災，引發大面積停電，毀壞建筑物、損壞財物、傷害人畜等，將各種網絡損壞，加速設備老化甚至損壞設備，造成計算機信息系統重要數據丟失等。尤其在信息化全球、經濟發展快速化的今天，高層以及智能建筑的普及，預防雷電對建筑物、人員、電力電訊設備的損壞、重要信息的流逝等極為重要。民用建筑的防雷系統設計、接地及總等電位聯結系統是密不可分的，一般作為一個整體對待，下面逐一討論。

一、民用建筑的防雷系統

民用建筑防雷系統包括外部防雷系統及內部防雷系統。外部防雷方式又分為：引下線、接閃器與接地裝置等；內部防雷方式則為：等電位聯結、屏蔽隔離、及過電壓保護等。其中接閃器、下引線與接地裝置構成了防雷裝置的三部分。

1、防雷裝置

接地裝置、接閃器與引下線是構成完整的防雷裝置的三部分。把由雷電產生的電流疏導到大地中去的裝置叫接地裝置，它由地下接地導體與垂直打入地內的接地體組成。接閃器作為雷電流的導體，它有避雷針、避雷網、避雷帶幾種基本形式，安裝于建筑物頂端。引下線起到引流器的作用，通過它將電流由接閃器引到接地裝置，是一種敷設在建筑外墻或者混凝土柱子、剪力墻內的金屬導體。

2、外部防雷系統

外部防雷裝置是由接閃器、引下線和基地裝置組成，主要是防直擊雷和防側擊雷。

1）接閃器。防直擊雷裝設接閃桿、接閃帶或接閃網也可采用三者混合組成的接閃器，具體應根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010規定設置。接閃網、接閃帶按規范規定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，以保護直擊雷帶來的沖擊。防雷電側擊根據建筑物防雷分級確定是否需要設置獨立接閃器，或在條件滿足時利用建筑物外部裝飾物中的金屬結構部件作為接閃器，并連接到建筑物的防雷引下線以便有效疏導雷電流。

2）引下線。引下線的作用是將避雷網(帶)與接地裝置連接在一起,使雷電流構成通路,通常利用專設引下線或利用主體結構的柱主筋、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。由于高層建筑物引線很長,雷電流的電感應壓降很大,需要在每隔一定的高度利用結構板內的鋼筋將各條引下線在同一高度連接起來形成均壓環,以減小其間的電位差,避免發生反擊。

3）接地裝置。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，宜利用基礎樁基及環形地梁內的鋼筋等自然接地體作為接地裝置。

3、內部防雷系統

1）等電位聯結。等電位聯結是將建筑物防雷區域內的金屬構架、金屬裝置、進入建筑物的水、電、煤氣、暖氣等金屬管道、電力及電訊系統的金屬套管、防雷建筑物的接地線以電氣聯結的方式進行聯結，這樣整個建筑物空間形成了等電位體。等電位的最終目標是使建筑物內部電位相等，這樣能夠防止產生對人身安全有危害的接觸電壓以及反擊電壓，同時也可以防止雷電電磁脈沖。在進行等電位連接時，要保證各種設備的金屬管線、金屬外殼焊接或綁扎等電氣連接良好，這樣才能使整個建筑物成為一個等電位體。

2）屏蔽措施。對建筑物內部的電子設備進行有效保護是屏蔽的主要目的，對等電位和分流的解決，防雷電電磁脈沖是屏蔽的主要目的。在這里可以利用建筑物內部結構建立一個六面體的網籠結構，例如將鋼筋混凝土結構的墻面、梁柱、頂板和地板聯結構成一個避雷網，從而進行屏蔽。當建筑物遭受雷電，雷電流從外墻的金屬物流入接地裝置時，周圍會形成一個磁場墻。所以為了達到屏蔽的效果，應該將建筑內的電子設備所用的交流電源線等金屬通訊、傳輸線的主要線路遠離外墻敷設，盡量選擇在建筑物的中心位置，這樣可以有效減少感應強度。

3）過電壓保護。為了防止直擊雷或者感應雷電流對電力電訊系統的沖擊，還應當在電源電纜或者弱電線路（電話、網絡、有線電視等）由市網進入建筑物時經電涌保護器與總等電位聯結（英文簡寫為S PD）。電涌保護器的作用是把竄入電力線，信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護被保護的設備或系統不受沖擊而損壞。

二、建筑物接地系統

接地體與接地線是構成接地裝置的兩大因素。建筑物的電氣接地系統主要分為功能性接地及保護性接地。

第一，功能性接地主要是為了保證電氣設備和電子設備的正常和穩定的工作。主要有：工作接地為了交直流系統的可靠運行，要求系統進行接地；信號接地為保證信號具有穩定的基準電位而設置的接地；屏蔽接地為了防止外來電磁干擾對電子設備的影響，同時減少電子設備產生的干擾影響其他的電子設備，常將干擾源接地，將其引入大地。

第二，保護性接地是為了保護電氣設備和人身安全而設置的，主要有：防雷接地，當發生雷擊事故時，由接閃器接收的雷電流將迅速通過防雷引下線及建筑法拉第籠等電位網絡分散留置各接地設備，已達到快速泄流的作用，避免雷擊事故的發生；故障接地，當電氣設備絕緣損壞或因某些原因產生故障電流時使平常不帶電的外露可導電部分帶電導致電擊事故的發生，而將設備的外露可導電部分接地后，使電流泄入大地，它可防止故障過電流對人、畜的傷害及對財產的損害。

民用建筑物功能性接地及保護性接地采用接地線與本樓法拉第籠網絡、總等電位箱有效聯結并共用接地極，以盡可能在事故時將整個建筑物維持在同一個電位水平，并趨近與零電位。當建筑物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防腐層時,可利用基礎內鋼筋作接地體，且與鋼筋混凝土基礎梁主筋形成環形接地網,否則宜在基礎防腐層下面的混凝土墊層內敷設人工環形基礎接地體。總接地電阻應滿足規范要求，否則應增設人工輔助接地極，并滿足規范要求。

三、結束語

總而言之，建筑物的防雷、接地及總等電位聯結等作為一項系統工程，覆蓋面極其廣泛，同各專業系統交集點甚多，因此，在設計及施工中必須要認真、細致、全面的加以綜合考慮，以防范建筑物、資料、財產及人身的安全問題。

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[5]〈建筑物防雷設計規范〉 GB50057-2010.

[6]〈建筑電氣工程施工質量驗收規范〉 GB50303-2002.

TU7

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1007–6344（2015）01–0187–01