建筑電氣安裝工程防雷接地的施工技術(shù)探討

許武杰

（泉州億興電力工程建設(shè)有限公司， 福建 泉州 362200）

從基本概念來看，防雷接地技術(shù)是為了保護(hù)建筑物和相關(guān)設(shè)備，避免建筑與電氣設(shè)備觸電，因此，為建筑物電力裝置金屬外殼以及外部接入地線，從而將會導(dǎo)致建筑物以及相關(guān)電氣設(shè)備受損的電流導(dǎo)入大地，使大地能夠充當(dāng)回流電路的接地線，確保建筑及其電氣設(shè)備的安全。當(dāng)代建筑電氣安裝工程防雷接地類型分為五種：第一，防雷接地。第二，防靜電接地。第三，保護(hù)接地。第四，工作接地[1]。在建筑防雷接地設(shè)備中，其組成部分主要包括地體與接地線。通常，接地線的接地方式包括用電力裝置中的零線、接地端子實(shí)施接線；用桿塔接線；用金屬外部接地線進(jìn)行接地；用連接大地的設(shè)備實(shí)施接地。需要注意的是，接地線的金屬導(dǎo)體不可流過工作電流。

1 做好設(shè)備接地工作

良好的接地效果是建筑電氣安裝工程防雷技術(shù)的核心要素。在直接雷與感應(yīng)雷擊以及其他類型雷電突然發(fā)生的情況下，保護(hù)建筑及其電氣安全，必須發(fā)揮接地裝置的作用，將所有雷電流引入地面，確保建筑以及電氣設(shè)備安然無恙[2]。對于防雷接地工程,做好設(shè)備接地工作至關(guān)重要。目前，接地裝置是實(shí)行閃光器與地球安全連接的設(shè)備，在使用過程中，接地設(shè)備必須能夠和地球進(jìn)行良好的電氣連接。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用接地裝置，閃電與接閃光器所產(chǎn)生的電荷能夠被迅速導(dǎo)入地下，緊接著，被導(dǎo)入地下的電荷很快會和地下的異性電荷進(jìn)行中和，這樣被雷電閃擊的建筑以及電氣設(shè)備就不會因?yàn)檫^電壓而出現(xiàn)損耗。

其次，在設(shè)備接地過程中，必須發(fā)揮接地網(wǎng)的作用。對于建筑電氣安裝工程防雷接地工作來講，接地網(wǎng)能夠?qū)?dāng)代小區(qū)建筑各節(jié)點(diǎn)的接地線相連接，使整座小區(qū)建筑形成一個完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在開展建筑小區(qū)配電室設(shè)備接地工作中的過程中，應(yīng)謹(jǐn)遵以下要求：

1、小區(qū)配電室所使用的電力設(shè)備底部均必須裝設(shè)接地線以實(shí)現(xiàn)可靠性接地。

2、電壓等級達(dá)到10kV 及以上的小區(qū)建筑內(nèi)，必須給配電室內(nèi)部鋼筋混凝土支座上的電氣設(shè)備金屬外殼實(shí)施安全可靠接地[3]，同時(shí)，帶有線圈的電力設(shè)備的接地引下線不得少于 2 條。

3、對于封閉式母線的外殼、配電室內(nèi)部開關(guān)饋線柜的柜殼以及底座，均須采取安全接地措施。

4、做好配電室主變壓器和接地變的安全接地工作。

5、密封式變壓器的金屬箱體接地；

6、改善建筑避雷針、避雷器以及避雷線的接地端子。

再次，要著重優(yōu)化鋪設(shè)接地裝置方案，謹(jǐn)遵以下標(biāo)準(zhǔn)要求：

第一，小區(qū)配電室的接地體與周邊建筑物的距離不得小于 1.5 米。

第二，確保垂直接地體之間的距離應(yīng)大于接地體本身長度的 兩倍值，與此同時(shí)，為了避免（或者減少）不同接地體之間出現(xiàn)屏蔽現(xiàn)象，必須對所有接地體之間的水平距離予以控制。一般情況下，接地體之間的水平距離不得小于 5 米[4]。

第三，對于建筑小區(qū)戶外電容器組、高壓配電房裝置、小區(qū)電氣主控樓以及所有住宅建筑均須安全連接環(huán)形接地網(wǎng)，確保各接地網(wǎng)之間的地網(wǎng)連接干線不少于兩根。此外，在必要時(shí)刻，要采用多根多點(diǎn)實(shí)施安全連接。如果所在區(qū)域的接地短路電流比較大，就必須采用多線連接的安全鋪設(shè)模式，這樣方能為接地系統(tǒng)的安全可靠性提供充分的保障。

第四，在接地線的過程中，應(yīng)注意避免接地線被腐蝕或者被機(jī)械壓壞。當(dāng)接地線要經(jīng)過存在腐蝕化學(xué)品、其他管道以及道路地區(qū)，必須采取相應(yīng)的安全保護(hù)措施。在水平接地線鋪設(shè)過程中，要將建筑物的墻壁和地面之間的距離控制在25到 30 厘米，同時(shí)，需要將建筑墻壁和接地線之間的距離保持在10到 15毫米[5]。

另外，要發(fā)揮自然接地體的安全保護(hù)工作。一般情況下，自然接地體主要包括建筑房屋的鋼結(jié)構(gòu)或者混凝土結(jié)構(gòu)中的金屬材料以及金屬管道。自然接地體可以使接地電阻得以有效降低，增強(qiáng)防雷接地設(shè)備的安全可靠性，兼具分流作用，實(shí)現(xiàn)安全導(dǎo)流，盡量確保均壓。在建筑防雷接地工程中，科學(xué)埋設(shè)地下金屬管道，做好金屬井管施工作業(yè)，安全組裝非絕緣型架空接地線均能夠改善自然接地體。在建筑電氣防雷接地安全施工中，也可以采用斜井技術(shù)，將小區(qū)建筑配電室的主接地網(wǎng)和周邊住宅建筑的地基相連接，從而充分利用周邊住宅建筑的地基加強(qiáng)接地網(wǎng)面積的降阻作用。例如晉江市羅裳片區(qū)象山地塊安置房配電工程主接地網(wǎng)也就是利用建筑地基等金屬材料為自然接地體、發(fā)揮自然接地體的功能以降低接地電阻，有以下四大優(yōu)勢：

第一，滿足安全施工要求。一般情況下，因?yàn)楫?dāng)代住宅建筑的基坑很深，面積廣泛，水管也屬于完整的網(wǎng)絡(luò)，所有管道的直徑比較大，所以很可能誘發(fā)短路故障，而發(fā)揮自然接地體的功能能夠克服這一缺陷，確保電流能被安全導(dǎo)入，避免出現(xiàn)隱患[6]。

第二，接地體具有穩(wěn)定性效果，不易受到外界因素的破壞和負(fù)面影響。因?yàn)榻ㄖA(chǔ)和下水道是外部環(huán)境因素很難接觸到的地方，能夠充分確保接地體不易受到外力的破壞，所以使用自然接地體來實(shí)現(xiàn)降阻能獲取安全、穩(wěn)定的效果。

第三，節(jié)省材料。因?yàn)樽匀唤拥伢w自身并不會削弱和降低性能，所以用它來降低固定電阻的數(shù)值能夠節(jié)省材料與成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，有效提高安全防雷效果。

第四，提高接地工程施工效率。充分利用自然接地體實(shí)現(xiàn)安全防雷接地有助于減少接地電阻數(shù)值和施工過程的土方開挖作業(yè)量，節(jié)省人力成本和時(shí)間成本，減少施工技術(shù)人員的作業(yè)量，進(jìn)一步提高施工效率，縮短施工周期。

2 科學(xué)架設(shè)避雷線

在建筑電力防雷接地設(shè)備施工中，做好高壓輸電線路的避雷線（避雷線屬于架空地線）增設(shè)工作是提高輸電線路防雷效果的必備措施。從防雷效果來看，避雷線的功能主要體現(xiàn)在以下四個方面：

第一，避雷線能夠起到保護(hù)導(dǎo)線的作用，在一定程度上降低導(dǎo)線的感應(yīng)過電壓幅數(shù)值，緩解導(dǎo)線壓力[7]。

第二，當(dāng)桿塔頂部直接遭到雷擊時(shí)，部分雷電流會順著避雷線流向附近的桿塔，此時(shí)，流入桿塔的雷電流量會在一定程度上減少，從而使低桿塔頂部的電流得以有效降低。

第三，因?yàn)楸芾拙€和導(dǎo)線之間存在一種耦合關(guān)系，所以，適當(dāng)增設(shè)建筑輸電線路避雷線可以有效降低絕緣子所承載的雷電流。

第四，將雷擊轉(zhuǎn)接到架空地線之上，以此保護(hù)導(dǎo)線，避免導(dǎo)線因直擊雷受損。為了發(fā)揮避雷線的作用，做好輸電線路的保護(hù)工作，需要將避雷線經(jīng)過鐵塔實(shí)施有效接地。通常，為

超高壓輸電線路架設(shè)避雷線時(shí)，應(yīng)選用雙避雷線，因?yàn)殡妷旱牡燃壉容^高，所以輸電線路在日常運(yùn)行過程中會在有兩根避雷線所組成的閉合回路中產(chǎn)生定量的電流，進(jìn)而出現(xiàn)多余損耗。不可忽視的是，隨著線路電壓等級的逐漸降低，避雷線的安全保護(hù)效果也會被削弱，導(dǎo)致，建筑輸電線路的防雷水平持續(xù)降低。如果線路電壓的等級比較低，通常無須安裝避雷線，因?yàn)闊o法起到應(yīng)有的防雷效果，也會增加輸電線路施工成本，所以通常只針對高壓輸電線路組裝避雷線[8]。

其次，要做好絕緣性避雷線的組裝工作。從整體功能來看，避雷線的作用不僅體現(xiàn)在保護(hù)導(dǎo)線方面，而且具有屏蔽作用，能削弱通電導(dǎo)線所產(chǎn)生的電磁，降低磁場對通信的負(fù)面影響，減少輸電線路運(yùn)行中的不對稱工頻電壓（當(dāng)線路發(fā)生短路后，就容易產(chǎn)生不對稱工頻電壓）。在輸電桿塔組接絕緣性避雷線時(shí)，通常有兩種組裝方式：第一，直接將絕緣性避雷線懸掛在輸電線路的桿塔上。第二，經(jīng)過絕緣子實(shí)現(xiàn)避雷線和輸電線路桿塔的相連接，以此對地保持良好的絕緣狀態(tài)。相比而言，第一種懸掛方式最常見。為了避免損耗更多的電能損耗，工作人員通常會采取設(shè)置一個放電間隙來實(shí)現(xiàn)避雷線和桿塔的連接。此外，如果處于正常狀態(tài)，避雷線和大地就會保持良好的絕緣狀態(tài)，也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。然而，當(dāng)避雷線遇到雷擊時(shí)，因?yàn)榱鹘?jīng)避雷線的大量雷電流很快會擊穿放電間隙，此時(shí)，雷電流流經(jīng)桿塔后會泄入大地，同時(shí)也不會對避雷線的正常防雷效果產(chǎn)生負(fù)面影響[9]。

3 科學(xué)組裝接地電阻

建筑輸電線路的接地電阻數(shù)值大小決定著桿塔頂部的電位，在組裝接地電阻的過程中,應(yīng)正確采用各種科學(xué)合理的措施來減少接地電阻的數(shù)值，這樣可以有效降低輸電線路桿塔的頂部電位。目前，最常用的接地電阻降低措施包括以下四種：

第一，發(fā)揮接地電阻降阻劑的作用。一般情況下，接地電阻降阻劑使用于鄰近輸電線路的桿塔接地極，初步發(fā)揮接地電阻降阻劑的作用后，會增大桿塔接地極的尺寸，與此同時(shí)，接地極和所接觸的土壤之間的接觸電阻數(shù)值會得以有效降低。由此可見，降阻劑能夠有效降低桿塔的接地電阻數(shù)值。據(jù)調(diào)查研究，在面積較小的中接地型桿塔或者小型接地網(wǎng)區(qū)域，降阻劑起到的電阻降低效果非常明顯。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，降阻劑的 PH 值通常在 7.5 到8.6 ，其酸堿度通常為偏堿性或者中性，能夠有效保護(hù)接地體。其次，使用降阻劑之后，桿塔的接地電阻數(shù)值通常會隨著時(shí)間的推移持續(xù)降低。

第二，發(fā)揮爆破接地技術(shù)的作用。該技術(shù)通常用于大面積土壤接地電阻的改善工作，其使用次序是先爆破土壤，進(jìn)而產(chǎn)生裂隙，接著，借助壓力機(jī)將降低電阻率的材料填入爆破裂隙之中，從而使桿塔接地電阻所接觸的土壤電阻率得以降低，同時(shí)，有效降低接地電阻數(shù)值，進(jìn)一步優(yōu)化輸電線路的防雷效果。

第三，增加接地網(wǎng)的面積。接地網(wǎng)的接地面積與其接地電阻兩者呈負(fù)相關(guān)，簡而言之，接地網(wǎng)的接地面積越大，其接地電阻值數(shù)值越小。因而，在建筑防雷接地施工中，可以通過增加接地網(wǎng)的面積來減少桿塔的接地電阻數(shù)值。

第四，做好外引接地工作。在當(dāng)代建筑輸電線路的桿塔接地施工作業(yè)中，工作人員會采取連接接地極干線的方式將桿塔的主接地網(wǎng)和附近的土壤電阻率較低區(qū)域相連接，這樣可以有效降低建筑主接地網(wǎng)的接地電阻數(shù)值[10]。不可忽視的是，在使用這一方法的過程中依然要兼顧成本問題，科學(xué)分析接地極干線自身所帶電阻對建筑整體接地網(wǎng)的電阻數(shù)值所產(chǎn)生的作用。如果在附近 100米以內(nèi)正好存在電阻率較低的區(qū)域，通過采取連接接地極干線的方式效果頗為良好，如果距離較遠(yuǎn)，就不適宜連接接地極干線，以免成本過高。

4 結(jié)束語

綜上所述，在建筑電氣安裝工程防雷接地施工過程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求，努力提高防雷接地施工技術(shù)，發(fā)揮接地裝置的作用，全力保護(hù)建筑及其電氣安全，將所有雷電流引入地面，確保建筑以及電氣設(shè)備安然無恙。與此同時(shí)，應(yīng)科學(xué)埋設(shè)地下金屬管道，做好金屬井管施工作業(yè)，安全組裝非絕緣型架空接地線。其次，要做好輸電線路的保護(hù)工作，正確架設(shè)避雷線，在為超高壓輸電線路架設(shè)避雷線時(shí)，應(yīng)選用雙避雷線以增強(qiáng)防雷效果。另外，要科學(xué)安裝接地電阻系統(tǒng)，盡量減少接地電阻的數(shù)值。