醫療建筑防雷接地系統設計淺析

姜帥 王永軍

摘要：醫療建筑要注意防直擊雷、雷電感應、側擊雷、雷電波侵入以及雷擊電磁脈沖等，文章探討了防雷接地的措施，總結等電位連接的做法，對醫療建筑防雷接地設計具有一定參考價值。

關鍵詞：醫療建筑;防雷接地;等電位連接

為了確保建筑電氣安裝中防雷接地施工技術的順利開展，必須加強對防雷接地技術的研究和應用。高質量的合適的防雷接地系統，會使得建筑物抵御雷電的能力大大提升，保障人民群眾的生命財產安全。

一、醫療場所防雷措施

一類防雷建筑對防雷措施要求最為嚴格，因此以一類防雷建筑的防雷接地設計為例，探討醫療建筑防雷接地設計如下。

1.防直擊雷

裝設架空避雷線（網）或者獨立避雷針，確保接閃器可以保護到建筑物以及突出屋面的物體。架空避雷網的網格尺寸不超過6m×4m或者5m×5m。保證排放粉塵、蒸汽、爆炸危險氣體的管口以下空間均在接閃器保護范圍內。架空避雷網的各支柱、架空避雷線的端部以及獨立避雷針的桿塔至少布置引下線一根。控制架空避雷線（網）、獨立避雷針及其接地裝置到被保護建筑物以及相聯系金屬物的距離在3m以上。架空避雷線（網）、獨立避雷針都要設置獨立接地裝置，每根引下線的沖擊接地電阻不超過10Ω[1]。

2.防雷電感應

共用防雷電感應的接地裝置與電氣設備接地裝置，工頻接地電阻不超過10Ω，防雷電感應裝置與屋內接地干線的連接數量不低于兩處。

對于平行敷設的等長金屬物如電纜金屬外皮、構架、管道等，當間距在100mm以內時使用金屬跨接的方式，控制跨接點的距離不超過30m。當交叉凈距低于100mm時，交叉部位同樣需要跨接。當法蘭盤、閥門、彎頭等連接部位的過渡電阻超過0.03Ω時，要使用金屬線跨接連接部位。

對建筑物內部較大的金屬物如電纜金屬外皮、構架、管道、設備等，以及突出屋面的金屬物，都要與防雷電感應的接地裝置連接。金屬屋面，每間隔18-24m使用引下線進行一次接地。對鋼筋混凝土屋面，鋼筋焊接或者綁扎成為一個閉合回路，同樣間隔18-24m使用引下線進行一次接地。

3.防側擊雷

當建筑物的高度超過30m時，防側擊雷措施如下。從第30m起，每間隔不超過6m，沿著建筑物四周布置水平避雷帶，連接引下線。該高度以上門窗、外墻欄桿等金屬物要連接防雷裝置。

4.防雷電波侵入

對低壓線路，全線使用一般塑料外皮電纜穿金屬管，或者金屬鎧裝電纜，采用埋地敷設的辦法，入戶端要將電纜的鋼管、金屬外皮與接地裝置連接。當不能全線采用電纜時，可使用鐵橫擔、鋼筋混凝土桿的架空線，使用上述電纜埋地引入，埋地長度不短于15m。就電纜與架空線的連接部位，還要安裝避雷器。電纜金屬外皮、避雷器、鋼管及絕緣子鐵腳等都要連接在一起接地，控制沖擊接地電阻不超過10Ω。

當金屬管道埋設于地溝時，進出建筑物時要連接接地裝置。架空金屬管道進、出建筑物時要連接防雷電感應的接地裝置。當管道與建筑物距離不超過100m時，每間隔25m設置一次接地，沖擊接地電阻不超過30Ω，采用支架鋼筋作為引下線，將鋼筋混凝土基礎作為接地裝置[2]。

防直擊雷的接地裝置要圍繞建筑物敷設，形成一個環形接地體，引下線沖擊接地電阻不超過10Ω，連接所有進入建筑物的金屬管道以及電氣設備裝置。

建筑物安裝均壓環，控制環間垂直距離在12m以內，建筑物金屬設備、金屬結構以及引下線都要連接均壓環。

5.防雷擊電磁脈沖

防雷擊電磁脈沖的措施主要有接地、屏蔽以及等電位連接。為了控制電磁干擾的感應效應，對房間外部以及建筑物的屏蔽措施，使用合適的路徑來敷設線路，通過線路發揮屏蔽作用。為了改善電磁環境，任何與建筑物組合的大尺寸金屬件都要等電位連接，同時連接防雷裝置，其中不包括一類防雷建筑物的獨立避雷針以及接地裝置。對需要保護的空間，當使用了屏蔽電纜時，屏蔽層兩端、防雷區交接部位都要進行等電位連接，當僅要求一端等電位連接時，此時應進行兩層屏蔽。對分開的建筑物之間的非屏蔽電纜，要將其敷設在金屬管道內部，金屬物的兩端應當導電貫通，分來連接到建筑物的等電位連接帶上。當房間或者建筑物采用鋼筋混凝土的鋼筋、金屬框架、金屬支撐物等自然構件形成大空間屏蔽時，導電金屬物穿入此類屏蔽時要就近與其進行等電位連接。

對穿過防雷區界面的系統及金屬物，以及處于一個防雷器內部的系統與金屬物，界面部位要做等電位連接如下：①任何進入建筑物的外來導電物應在LPZ0A、LPZ0B和LPZ1區界面部位進行等電位連接。當外來通信線、電力線、導電物進入建筑物的部位不同時，要設置數個等電位連接帶，將其就近連接此類鋼筋、內部環形導體、環形接地體上，要確保電氣上貫通，與接地體連通。②各類防雷建筑物的連接導體截面應滿足規范要求。③內部環形導體、環形接地體要與屏蔽構件每間隔5m連接一次。④當建筑物內部存在信息系統時，對防雷擊電磁脈沖要求較高時，采用金屬板實現等電位連接，同時與其他屏蔽構件多點連接。⑤對所有大尺寸內部導電物的等電位連接要尋找最短路徑與附近等電位連接，不同導電物之間盡可能多次互相連接。

二、等電位連接

為了控制人體接觸電壓，當采用接地故障保護措施時要進行等電位連接。當只通過總等電位連接不能滿足要求時，此時還要采用輔助等電位連接、局部等電位連接的方法。

1.總等電位連接

總等電位連接作用于整個建筑物，可以降低不同金屬部件之間的電位差以及建筑物內部間接接觸電擊的接觸電壓，可以消除從金屬管道及電氣線路引入的危險故障電壓。總等電位連接通過進線配電柜附近的接地母排與建筑物金屬結構、公用設施金屬管道、進線配電箱的PE母排等可導電部分相互連通。設置接地母排時，要盡可能在兩個防雷區的界面部位設置，保證總等電位連接的接地母排連通。

2.輔助等電位連接

輔助等電位連接采用導線將導電部分之間直接連接，從而使其電位相近、相等。當建筑物完成總等電位連接之后，采用導線附加連接伸臂范圍內部的一些外露可導電部分與裝置外部的可導電部分，從而讓二者的電位接近或相等。

3.局部等電位連接

局部等電位連接是局部場所范圍內部的數個輔助等電位連接。其通過局部等電位聯結端子板將建筑物金屬結構、公用設施金屬管道、PE母線或干線等相互連接。這一方法主要應用于醫院手術室、游泳池、浴室等對防電擊有特殊要求的情況。

4.術室防微電擊

手術室防微電擊采用等電位接地方式，使用Ⅱ類電氣設備，也就是加強絕緣、雙重絕緣的電氣設備。患者可能于2.5m內直接或間接碰觸的金屬部件、病床金屬框架、金屬窗框以及室內給水管都要使用導線連接局部等電位端子向。當使用保護線后，要確保這些金屬導體之間的電位差不超過10mV。可以將等電位聯結箱設置在墻上，連接等電位連接干線與箱內等電位連接板。

IT系統內部的局部等電位不能與TN系統PE線存在通路連接。將絕緣層做在結構板上，上方做細石混凝土墊層，墊層內部采用F4鋼筋按照100×100m鋪設鋼筋網形成均壓網，均壓網對角線使用F12鍍鋅圓鋼，距離地面30cm部位做轉接盒，采用BVR-25銅導線與局部等電位聯結端子板連接，均壓網墊層內部不敷設TN系統的金屬管線。

結束語

醫療建筑防雷接地系統是一項非常重要的系統工程，它所起的作用是無可替代的。不論是設計還是在施工時，保證人身生命安全是至關重要的。因此，要進一步完善設計方案，以適應不同地區對防雷接地系統的不同要求。

參考文獻：

[1]范葵.大型綜合醫院醫療工程大樓電氣設計分析[J].建材與裝飾，2020，（20）：241-242.

[2]吳謙誠.醫院建筑智能化系統設計應用淺析[J].四川水泥，2019（5）：107.