建筑電氣安裝中防雷接地施工技術探討

張鵬

（山西省安裝集團股份有限公司，山西 太原 030032）

1 研究背景與意義

近年來，隨著建筑領域的快速發展，安全生產事故總數仍在不斷增長。特別是雷電引發的安全生產事故將直接影響電氣設備的安全運行，威脅人員的人身安全，將嚴重制約社會經濟的穩定發展。有關數據顯示，多年來，世界上因雷電造成的經濟損失和人員傷亡不計其數，中國每年有300 多人死于雷電事故。常見的雷電包括直擊雷、側擊雷、雷電磁感應等，會對建筑物電氣設備造成攻擊和干擾，影響其安全運行。在建筑配電設計中，防雷接地設計的科學性與防雷接地效果密切相關。建筑物內部電氣設備屬于極為敏感的機械設備，容易受到雷電的破壞和常見故障。此外，隨著信息管理時代的到來，建筑中的許多電氣設備屬于信息管理和數字機械設備。如果發生雷擊，損失和傷害將無法預測。此外，雷擊還會造成人員傷亡，不利于建筑業的良好穩定發展。在設計建筑電氣設備的防雷和接地時，必須嚴格遵守相應的技術標準，并根據建筑電氣設備具體情況生成完整的防雷安全防護網絡，以防止雷電損壞和干擾[1]。

2 現階段建筑電氣安裝中防雷接地施工存在的問題

目前，建筑電氣安裝防雷接地施工中存在一些問題，需要進一步解決。問題主要包括：①缺乏有效的施工管理方法。在電氣安裝過程中，一些員工沒有意識到防雷和接地施工關鍵技術的重要性，也沒有意識到電氣控制系統運行安全的關鍵危害，導致防雷接地線技術實施困難，未能實施有效的施工管理方法。參與防雷接地施工的企業較多。為了實現企業之間的有效溝通和溝通，企業之間缺乏合作，導致防雷接地施工實施不到位，防雷接地建設各個環節控制不到位，缺乏全面監督管理[2]。在防雷接地施工過程中，未及時發現存在的問題，并找出問題原因進行處理。一些施工人員沒有嚴格遵守相關規定。相反，他們根據個人經驗進行施工，這容易產生安全風險，不利于防雷接地施工的順利進行。②在建筑電氣安裝防雷接地施工中，管理人員和施工人員缺乏一定的安全意識，施工中沒有把安全放在首位。一般在屋頂安裝防雷設施，需要高空作業。與道路工程相比，其風險因素更高。如果不進行有效的安全防護，很容易造成安全生產事故。然而，一些建筑承包商并沒有高度重視這一點，施工現場安全管理人員工作不積極，未及時發現安全問題，部分施工人員在作業過程中忽視安全因素，未按規定進行合理的安全防護，影響防雷接地施工質量。③工程建筑電氣安裝防雷接地施工技術的發展對專業技術人員有較高的要求。這不是一項簡單的工作，施工步驟相對復雜，要求專業技術人員具有較強的專業能力，應對較大的施工難度系數，盡快發現安全隱患，并有效解決。目前，一些施工人員仍需加強專業能力和技術實力，部分防雷接地施工隊伍不是固定隊伍，而是臨時組建的，缺乏系統的專業技術培訓，在進行防雷接地工程施工時，不能達到規定的施工規范。

3 建筑電氣安裝中的防雷接地保護措施

3.1 避雷器

避雷器是民用建筑防雷設施中常用的一種避雷器。避雷器的組成主要分為針體、底球、近球及其底桿體等，不僅能起到與避雷針相似的效果，而且球體的形狀效果加上模具頂針也能起到很好的裝飾設計效果。它與中國古代建筑裝飾設計的文化藝術是一樣的[3]。因此，避雷器受到民用建筑設計企業的廣泛青睞，在一般民用建筑的屋頂上很常見。防雷接收器安裝在防雷裝置的頂部由于其比建筑物高，并且具有早期充放電性能，所以它可以將避雷針插入體內，從而保護建筑物免受雷擊。避雷器有各種類型，如避雷針、避雷帶或避雷網，甚至建筑物表面的金屬表面都可以用作避雷器，起到防雷的作用。無論使用何種類型的避雷器，材料必須滿足足夠的沖擊韌性，并具有較強的耐腐蝕性。同時，它必須具有足夠的耐熱性，以經久耐用并承受雷擊造成的損壞（圖1）。

圖1 接閃器安裝

3.2 重視接地安裝

在建筑電氣設備安裝中，防雷接地施工技術的發展必須高度重視接地裝配階段。該鏈路的實施效果將直接影響建筑物的實際防雷效果，以及防雷接地系統能否正常運行。無論是感應雷害還是直擊雷害，都需要防雷接地系統軟件將雷擊移動到地面，以減少雷害。有鑒于此，在進行防雷接地施工時，必須根據規劃及其施工規定選擇合適的接地設備，嚴格執行接地施工步驟，執行相關管理制度，不得隨意使用。防雷可采用一起接地的施工方法。接地電阻不得高于1Ω。如果接地施工未能達到預期效果，則應使用手動接地極進行修復。當鋼筋與圓鋼和底板重疊時，鋼筋與建筑鋼筋重疊的長度應控制為底板鋼筋直徑的至少6 倍。此外，還必須高度重視焊接施工的實施。嚴格執行焊接規程，確保焊接施工質量，解決焊接間隙，選擇合適的工業設備進行施工。焊接后，可采用噴涂等方法進行防銹處理，并進行相應標識，以便于實施引下線工藝流程[4]。

3.3 引下線的設計

引下線是電氣工程中防雷的重要設備。需要配合避雷器將雷電電流引入路面，以達到防雷效果。引下線是雷電接收器電導體的延續。它必須建在建筑物的頂部，并與接閃器緊密焊接，以充分發揮作用。在具體設計中，應注意以下5 點：①引下線的常見布局是人工鋪設和自然設置。人工攤鋪時，引下線分為單根和多根組合兩種，然后搭設桿塔進行電氣設備的防雷維護；在自然環境中，必須使用建筑物的金屬框架，以充分發揮引下線的作用。②如果要保護建筑物的電氣設備，應選擇建筑物鋼筋和混凝土中的花園鋼筋作為引下線。如果選擇建筑鋼筋，其表面必須熱鍍鋅；如果選擇圓鋼，其直徑不得小于8mm。③引下線必須沿建筑物墻面設置，盡可能選用短途接地裝置。如果有特殊要求必須埋設，則嘗試選擇花園鋼或鍍鋅扁鋼作為引下線。④建筑物內部鋼梁、鋼柱、消防梯等金屬構件可用作引下線，所有構件應緊密結合，形成連接的電氣設備通道，然后在金屬材料零件表面設置絕緣層材料。⑤對于二類和三類防雷工程建筑，必須嚴格按照相應的技術標準在建筑鋼筋或鋼構件的連接處設置引下線，以保護建筑內的電氣設備。

3.4 避雷針

避雷針是民用建筑最常用的防雷措施之一。簡而言之，避雷帶中的針尖裝置也可稱為避雷針。避雷針具有根據尖端本體感應雷電的效果，然后通過導線連接器裝置消除雷擊，因此，它具有維護建筑物和防止雷擊的效果?，F階段，一些民用建筑在裝配避雷針裝置時運行正常，但在破舊的建筑中，導線接頭短路或常見故障會導致正常工作。這樣，避雷針將失去其作用。因此，在民用建筑選擇避雷針裝置時，必須嚴格按照安裝要求正確、科學、合理地進行安裝和接線。有必要每天采取維護措施，并經常檢查接地裝置線路是否存在任何問題。此外，當雷擊時，建筑物周圍1km 范圍內將產生電流的磁效應，這將影響建筑物電氣設備的互聯網系統軟件，確保避雷針的效率，不僅維護建筑物內居民的人身安全和使用安全，還可以確保建筑物內的電氣線路和應用系統的正常運行，從而避免雷擊對每個人的正常生產、制造和生活造成影響。特別是隨著夏季高雷暴天氣的出現，避雷針的防雷效果非常重要。

3.5 安裝避雷支架和避雷網

電氣工程防雷接地線安裝時，必須安裝防雷支撐架，并嚴格按照相關程序進行施工。通常，應以側鉆的形式進行安裝。應首先在側面明確必要的鉆孔位置，并根據施工圖紙的規定進行判斷。施工人員不應忽視施工圖紙的設計要點而根據自己的想法進行鉆孔。在具體施工過程中，若發現施工圖中鉆孔位置與實際情況不符，需與相關責任人確認，核對無誤后方可施工，否則，必須進行相應調整，以免影響施工質量。之后將進行平行線鉆井，該位置距離完工墻10cm，沖擊鉆機可用于鉆孔[5]，防雷支撐架插入兩側的孔中，插入孔后，用砂漿補上，安裝后，清潔粉末和殘留物，并噴灑適當的冷水。此外，應高度重視防雷網絡的安裝。安裝防雷網時，應注意以下3 個方面：①制作鍍鋅圓鋼，以滿足實際施工要求，并根據施工現場條件進行調整。然后敷設在防雷支撐架上。②如果建筑物屋頂上有重要的內部金屬物體，則應將其與避雷帶連接。接口方式可根據實際情況選擇，主要包括鋼筋搭接法和電焊法。一般情況下，所有從建筑物屋頂突出的內部金屬物體必須與避雷帶連接，這有助于確保建筑物的防雷。③保持鋼筋總搭接寬度，做好清理工作，并涂一層防腐漆，防止雷電防護網受到侵蝕。

3.6 接地網的設計

接地網是建筑電氣設備防雷裝置中的關鍵設備。必須配合避雷帶和引下線的應用。其功能是將雷擊從引下線向下流入地面，以避免對建筑物電氣設備和工人造成影響。在具體設計中，應注意以下4 點：①嚴格按照相應的技術標準，根據建筑物的類型和規定，明確接地網的形式和規格。如果設計中出現問題，也會導致雷擊電流影響建筑電氣設備和人員。②可選擇混凝土結構中的建筑鋼筋作為防雷接地裝置。如果鋼筋材料太少或不能滿足設計要求，應采用手工焊接，接地網應采用圓鋼、無縫鋼管和鍍鋅扁鋼。③如果使用手工焊接設置接地網，則有必要將接地網的位置保持在約2.5m，最好保持在約5m。深層不應小于0.5m，并應安裝在凍土下。墻與路基之間的距離應大于1m。④必須進行防腐，以確保建筑電氣設備的安全運行和人員的安全。

3.7 電涌保護裝置

當雷擊發生時，會引起浪涌，帶有微處理器的電氣設備對浪涌特別敏感，極易損壞。在工業建筑中，經?？梢钥吹綆в形⑻幚砥鞯碾姎庠O備。除了互聯網、可編程邏輯控制板組件、網絡交換機、無線中繼器和工程建筑中央控制室系統中的其他電氣設備外，還有常見的家用電氣設備，如電視機、微波爐和洗衣機。發現此類機械和設備被雷電沖擊損壞的概率超過50%。電涌保護器是電氣工程防雷和接地線保護中一種非常有效的綜合電涌防護措施。當浪涌發生時，可以產生箝位和釋放效應，在瞬態過程中保持電壓均衡，從而減少浪涌引起的工作電壓波動，并保護電氣設備免受浪涌的影響。電涌保護器安全保護效果的關鍵在于，它可以提供一個快速的安全通道，將雷擊產生的感應電動勢引導到地面，從而隔離和消散浪涌，保護工程建筑內的電氣設備（圖 2）。

圖2 電涌保護裝置

3.8 加強施工質量管理

在電氣設備安裝防雷接地施工中，要不斷完善施工質量認證體系，將施工質量管理落實到各個施工環節。例如，在系統接地施工期間，必須確保防雷接地系統的完整性。不僅應鋪設接地導線，還應改進變壓器保護系統軟件。此外，應設置更好的電氣保護設備。有必要根據計劃和建筑類型，根據適合當地條件的標準，選擇適當的施工技術。安裝防雷接地系統時，應保持室內空間，節約土地資源，防止無線電波的影響。在選擇接地導體時，必須選擇質量較高的接地導體，以防止由于導體質量差而縮短防雷接地裝置的使用壽命，或不可能有良好的防雷實際效果，造成巨大的安全隱患。此外，還必須確保防雷和接地系統的所有部件正確連接，以防止實際操作中出現錯誤，否則，建筑物中可能會埋下安全風險。保持施工的每一個重點，注重細節。例如，組裝門窗時，金屬門窗應采用鋁合金型材連接，墻壁門窗應預埋避雷線，窗戶旁邊應設置絕緣塑料。避雷線和避雷支架的組裝應嚴格按照相關標準進行，以確保其安全系數，并應與新的土木工程建設項目緊密結合。

4 結語

一般來說，雷擊不僅會損壞建筑物內的電氣設備，還會造成工作人員的經濟損失。因此，有必要做好建筑物電氣的防雷接地設計，將雷電災害的影響降至最低。在今后的設計中，可以從3 個方面做好建筑電氣防雷設計，即避雷帶設計、引下線設計和接地網設計。從接地保護設計、保護接地設計、防雷接地設計，屏蔽接地設計和電磁兼容試驗設計5 個方面做好建筑電氣接地裝置的設計。