防雷接地施工技術(shù)在建筑電氣安裝中的應(yīng)用研究

【關(guān)鍵詞】防雷接地施工技術(shù)；建筑安全；防雷接地系統(tǒng)

引言

雷電災(zāi)害是聯(lián)合國(guó)公布的最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一，其具備高發(fā)性與破壞性，容易威脅人類社會(huì)的安全。所以，在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，必須重視防雷接地系統(tǒng)的應(yīng)用，以抵御雷電侵襲、保障人員與設(shè)備安全[1]。當(dāng)前，我國(guó)建筑行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，建筑物的功能日益復(fù)雜，高度不斷增加，一旦出現(xiàn)雷電災(zāi)害，造成的風(fēng)險(xiǎn)是不可估量的。因此本文將防雷接地施工技術(shù)在建筑電氣安裝中的應(yīng)用研究作為選題，希望能夠?yàn)樘岣呶覈?guó)建筑防雷水平貢獻(xiàn)力量。

一、工作原理

（一）電流傳導(dǎo)

當(dāng)建筑物遭受雷擊時(shí)，安裝的接閃器（如避雷針、避雷帶等）會(huì)通過(guò)尖端效應(yīng)吸引雷電，由低電阻導(dǎo)線將巨大的電流引入地下，從而起到保護(hù)建筑物的作用。因此，接閃器的材料選擇至關(guān)重要。銅、鋁或鍍鋅鋼作為行業(yè)內(nèi)常用的導(dǎo)電體，能夠迅速將雷電流引導(dǎo)至引下線，并將接閃器獲取的電流安全、高效地傳導(dǎo)至接地裝置。利用土壤的導(dǎo)電性，電流被分散至大地深處，從而避免對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、內(nèi)部設(shè)備及人員造成傷害。因此，施工技術(shù)人員必須嚴(yán)格控制接閃器、引下線與接地裝置的材料、尺寸、連接以及土壤的電阻率等因素，以確保電流能夠快速、安全地泄放。

（二）電位平衡

雷擊發(fā)生時(shí)，除了直接雷擊產(chǎn)生的巨大電流外，還會(huì)在建筑物內(nèi)部形成電磁感應(yīng)與靜電感應(yīng)，使不同金屬構(gòu)件間出現(xiàn)電位差[2]。這種電位差可能會(huì)引發(fā)火花放電，輕則損壞設(shè)備，重則引發(fā)火災(zāi)。而防雷接地系統(tǒng)通過(guò)等電位聯(lián)結(jié)技術(shù)能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)將建筑物內(nèi)的金屬管道、金屬結(jié)構(gòu)、設(shè)備外殼等導(dǎo)電物體以導(dǎo)體連接到共同的接地系統(tǒng)上，讓它們?cè)诶讚魰r(shí)保持相同的電位。當(dāng)再次出現(xiàn)雷擊時(shí)，就可以利用電位平衡原理減少危險(xiǎn)火花放電的概率。

二、防雷接地施工要點(diǎn)

（一）接閃帶支架安裝

接閃帶支架的安裝是防雷接地施工中的重要環(huán)節(jié)，必須重視安裝質(zhì)量，以增強(qiáng)接閃帶的穩(wěn)固性與防雷效果[3]。首先，在選擇支架材質(zhì)上，應(yīng)嚴(yán)格遵循規(guī)范要求，采用鍍鋅鋼材提高強(qiáng)度與耐腐蝕性。在設(shè)計(jì)支架間距時(shí)，要根據(jù)接閃帶的類型與規(guī)格確定，最好控制在500 mm至1 000 mm之間。其次，在安裝支架時(shí)，要使用膨脹螺栓或預(yù)埋件將支架牢牢地固定在建筑物的結(jié)構(gòu)柱或墻上，確保能夠承受接閃帶的重量與風(fēng)壓。另外，支架的朝向也要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以便于接閃帶的敷設(shè)與連接。

（二）接地體安裝

接地體安裝是防雷接地系統(tǒng)施工的另一關(guān)鍵要點(diǎn)，作用是將雷電流有效地引入大地，避免直接擊中建筑物。因此，接地體的安裝注意事項(xiàng)至關(guān)重要。首先，從材質(zhì)來(lái)說(shuō)，接地體要采用鍍鋅角鋼、圓鋼或扁鋼等材料，以垂直或水平狀態(tài)敷設(shè)在土壤中。其中垂直敷設(shè)時(shí)，接地體的長(zhǎng)度、直徑與埋深應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，參數(shù)最好是長(zhǎng)度為2.5 m，間距為5 m。水平敷設(shè)時(shí)，接地體的截面與埋深要滿足規(guī)范規(guī)定，頂端距地面距離應(yīng)設(shè)計(jì)為0.6 m至0.8 m，以避免受到機(jī)械損傷。接地體的連接要選擇焊接或螺栓連接，焊接時(shí)，焊縫長(zhǎng)度應(yīng)符合要求，飽滿無(wú)夾渣。螺栓連接時(shí)，需使用鍍鋅螺栓，并加彈簧墊圈防止松動(dòng)，以保障連接的可靠性、導(dǎo)電的良好性。

三、防雷接地施工技術(shù)在建筑電氣安裝中的應(yīng)用研究

（一）聯(lián)合共用接地系統(tǒng)安裝

聯(lián)合共用接地系統(tǒng)是指建筑物內(nèi)的防雷接地、保護(hù)接地、工作接地等不同接地系統(tǒng)需要共用一組接地裝置，這種做法不僅能夠簡(jiǎn)化接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，降低施工復(fù)雜度，還能夠有效提高接地系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。首先，結(jié)合建筑物的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、用途、土壤電阻率等因素確定接地體的類型、規(guī)格、數(shù)量與布局，最大限度地發(fā)揮聯(lián)合共用接地系統(tǒng)的防雷效果。其次，接地體間的連接必須采用搭接焊，焊縫長(zhǎng)度不應(yīng)小于扁鋼寬度的兩倍，且至少三個(gè)棱邊焊接。完成焊接這一操作后，施工技術(shù)人員也要清除雜物并刷瀝青做防腐處理，讓所有接地體匯聚到總接地母線上。此外，總接地母線需設(shè)置在建筑物的基礎(chǔ)或地下室，并直接引出室外與環(huán)形接地體相連，同時(shí)與建筑物內(nèi)的排水管、燃?xì)夤艿冉饘傥矬w形成低阻抗的接地網(wǎng)絡(luò)。最后，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙與規(guī)范要求施工，確保接地體的埋設(shè)深度、間距、連接方式等符合標(biāo)準(zhǔn)，并反復(fù)測(cè)試接地系統(tǒng)的接地電阻，直至測(cè)試合格。

（二）等電位連接技術(shù)

等電位連接是防雷接地施工中的一項(xiàng)重要技術(shù)，通過(guò)將建筑物內(nèi)的各種金屬部件以導(dǎo)體連接到相同的接地系統(tǒng)上，可以讓建筑物在遭受雷擊時(shí)保持相同的電位，避免金屬電位差過(guò)大而引發(fā)火災(zāi)。首先，在采用等電位連接技術(shù)前，需要根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)與使用確定相應(yīng)的金屬部件與連接方式。其中連接導(dǎo)體要采用鍍鋅扁鋼或銅芯導(dǎo)線，截面積則要根據(jù)連接的金屬部件的大小與數(shù)量來(lái)確定。其次，連接時(shí)應(yīng)確保連接可靠、導(dǎo)電良好，避免出現(xiàn)虛接或斷路現(xiàn)象。特別是大型建筑物，最好設(shè)置多個(gè)等電位連接點(diǎn)，并確保所有需要連接的金屬部件都可靠地連接到接地系統(tǒng)上，以更好地釋放雷擊電流，保障建筑物的安全。

（三）防雷引下線施工技術(shù)

防雷引下線是將接閃器接收的雷電流安全地引導(dǎo)到接地裝置的通道，一般都是沿建筑物外墻明敷或暗敷設(shè)，但是無(wú)論選擇哪種敷設(shè)方法，都必須遵循以下要求。明敷時(shí)，引下線應(yīng)垂直敷設(shè)，固定在支架上；暗敷時(shí)，引下線應(yīng)穿鋼管保護(hù)，固定在墻體或樓板內(nèi)。同時(shí)，施工技術(shù)人員要注意引下線的截面積，根據(jù)雷電流的大小與建筑物的防雷等級(jí)來(lái)確定，確保能夠承受雷電流的沖擊。如果引下線需要穿越樓層，則需設(shè)置專用預(yù)留孔，做好防水處理。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)時(shí)，最好讓引下線的上端與接閃器可靠連接，下端與接地裝置可靠連接，如此就可防止因引下線而出現(xiàn)機(jī)械損傷。另外，施工技術(shù)人員加強(qiáng)檢測(cè)，確保所有引下線均安裝牢固、連接可靠和無(wú)遺漏。

（四）測(cè)試接地電阻

測(cè)試接地電阻是防雷接地施工中用來(lái)檢驗(yàn)接地裝置的接地效果是否符合設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵流程。由于接地電阻的大小直接影響雷電流的泄放效果，這就意味著接地電阻越小，雷電流泄放越快，防雷效果越好。當(dāng)前，測(cè)試接地電阻主要采取接地電阻測(cè)試儀進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試方法有電橋法、電壓電流法與三點(diǎn)法等常用方法。因此在測(cè)試時(shí)，施工技術(shù)人員要結(jié)合實(shí)際情況，按照儀器的使用說(shuō)明書進(jìn)行操作。在選擇測(cè)試點(diǎn)時(shí)，也最好埋設(shè)在接地裝置的引入處或接地體處，以更快地排查接地電阻是否合適。但是，測(cè)試前必須將測(cè)試點(diǎn)附近的土壤濕潤(rùn)，這是提高測(cè)試的準(zhǔn)確性的關(guān)鍵，只有多次測(cè)試、反復(fù)檢測(cè)，才可求取更接近真實(shí)數(shù)據(jù)的平均值作為最終結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的高效保護(hù)。

（五）避雷針帶施工技術(shù)

避雷針帶，即接閃帶，作用是接收直擊雷的雷電流，將其引導(dǎo)至防雷引下線，最終泄放到大地，這也代表著避雷針帶的施工質(zhì)量直接關(guān)系著建筑物的防雷安全。所以，在應(yīng)用時(shí)需要注意以下問(wèn)題。首先，在安裝時(shí)，避雷針帶應(yīng)沿建筑物屋頂?shù)倪吘墶⑽菁埂⑴畠簤Φ纫资芾讚舻牟课环笤O(shè)，并固定在支架上，利用焊接或螺栓連接，用彈簧墊圈防止松動(dòng)。同時(shí)，避雷針帶在轉(zhuǎn)角處要圓滑過(guò)渡，避免出現(xiàn)尖銳的彎折情況而影響到避雷針的使用效果。其次，避雷針帶與防雷引下線的連接應(yīng)采用可靠的連接方式，確保雷電流能夠順暢地流過(guò)。例如，在施工過(guò)程中，最好采取一些有效的保護(hù)措施，避免避雷針帶受到機(jī)械損傷。

四、防雷接地施工技術(shù)在建筑電氣安裝中的優(yōu)化措施

（一）做好防雷接地準(zhǔn)備

在建筑電氣安裝過(guò)程中，充分的防雷接地準(zhǔn)備工作是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵。首先，由于土壤電阻率與土層結(jié)構(gòu)等因素會(huì)影響到接地效果，施工技術(shù)人員需要全面調(diào)查建筑物所在地的土壤性質(zhì)，這是制定接地方案的基礎(chǔ)，只有提前防控才可解決問(wèn)題。例如，對(duì)于電阻率較高的地區(qū)，施工技術(shù)人員可采用較深的接地極或使用降阻劑改善接地性能。其次，詳細(xì)勘察施工現(xiàn)場(chǎng)的周圍環(huán)境，包括鄰近建筑物、地下管線等，防止在施工過(guò)程中損壞已有設(shè)備。同時(shí)，施工人員要根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用性質(zhì)與重要程度來(lái)明確防雷等級(jí)，選擇合適的防雷裝置與制定有效的施工方案。例如，如果存放易燃易爆物品的建筑物，防雷等級(jí)要求則需要更高一些。最后，準(zhǔn)備好施工所需的材料、設(shè)備與人員，包括合格的接地材料、先進(jìn)的檢測(cè)儀器以及專業(yè)的施工隊(duì)伍。只有做好充分的準(zhǔn)備，才能為后續(xù)的防雷接地施工奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）把握施工技術(shù)重點(diǎn)

防雷接地在施工上涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有技術(shù)重點(diǎn)，施工技術(shù)人員必須把握這些內(nèi)容，以確保防雷系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮價(jià)值。首先，接地體的選擇與安裝。施工技術(shù)人員需要根據(jù)土壤條件與設(shè)計(jì)要求去選擇合適的接地體材料，如鍍鋅角鋼、銅排等，并確保埋設(shè)深度與間距符合相關(guān)要求。同時(shí)，接地體的連接要檢查牢固可靠與否，最好選取焊接或螺栓的方式連接，做好防腐處理，避免連接處因腐蝕導(dǎo)致電阻增大。其次，引下線的敷設(shè)。引下線應(yīng)盡可能短而直，減少?gòu)澢冃危越档屠纂姴ǖ膫鞑プ杩埂？紤]到引下線可能會(huì)出現(xiàn)故障，還需要加固保護(hù)，減少機(jī)械損傷與化學(xué)腐蝕的概率。最后，測(cè)試接地電阻，施工技術(shù)人員要采用專業(yè)的測(cè)試儀器對(duì)接地系統(tǒng)的電阻值進(jìn)行測(cè)量，確保符合設(shè)計(jì)要求，以最大限度地保護(hù)防雷接地系統(tǒng)的整體性能，有效抵御雷電的侵襲。

（三）優(yōu)化接地裝置方案

傳統(tǒng)的接地裝置采用單一的垂直接地極或水平接地極，然而這種方法并不適用復(fù)雜的地質(zhì)條件，可能會(huì)降低接地效果，影響防雷接地系統(tǒng)的效率。因此，施工技術(shù)人員需要采用多種接地方式相結(jié)合的復(fù)合接地裝置。首先，對(duì)于土壤電阻率較高的地區(qū)，可采用深井接地極，將接地極打入地下深層，以降低接地電阻。同時(shí)，采用環(huán)形接地裝置，將接地極圍繞建筑物布置成環(huán)形，以增加接地面積，提高接地效果。其次，對(duì)于一些重要的建筑物，采取共用接地系統(tǒng)的方法去提高接地系統(tǒng)的可靠性。例如，將防雷接地、電力接地、通信接地等合并為統(tǒng)一的接地系統(tǒng)，減少接地系統(tǒng)的數(shù)量。最后，在接地材料的選擇上，可考慮采用新型材料，如離子接地極、柔性接地體等，這些材料具有很好的導(dǎo)電性能與耐腐蝕性能，能夠有效提高接地系統(tǒng)的使用壽命。

（四）加強(qiáng)避雷線的布置

避雷線的布置作為影響防雷接地系統(tǒng)效果的決定性因素，其作用是將雷電流引導(dǎo)至接地裝置，從而保護(hù)建筑物免受雷擊。首先，要確保避雷線可以全面覆蓋建筑物，最好根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)與形狀去合理布置避雷線，讓所有區(qū)域都處于避雷線的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，避雷線的材質(zhì)與規(guī)格要符合設(shè)計(jì)要求，最好選擇鍍鋅鋼絞線或銅絞線，讓截面積足夠承受雷電流的沖擊。其次，避雷線的連接應(yīng)牢固可靠，必須采用專用的線夾進(jìn)行連接，并做好防腐處理。當(dāng)然，在布置避雷線時(shí)，還要考慮其與其他金屬構(gòu)件的間距，避免在雷擊時(shí)出現(xiàn)反擊。尤其是屋角、屋脊、女兒墻等特殊部位，需要增加避雷線的密度，以提高保護(hù)效果。最后，施工技術(shù)人員還可搭配放射性避雷線，將避雷線從建筑物頂部引出，呈放射狀布置，以保護(hù)建筑物邊緣。如此，就能夠構(gòu)建一個(gè)更完善的防雷網(wǎng)絡(luò)，有效攔截雷電流。

（五）提高系統(tǒng)智能水平

隨著科技的發(fā)展，將智能化技術(shù)應(yīng)用于防雷接地系統(tǒng)已成為趨勢(shì)。比如，安裝智能接地電阻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接地電阻、雷電流等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至控制中心。接地電阻超標(biāo)或發(fā)生雷擊時(shí)，系統(tǒng)都可發(fā)出警報(bào)，通知維護(hù)人員進(jìn)行檢查與處理，從而將故障消滅在萌芽狀態(tài)。同時(shí)，施工技術(shù)人員還可采用智能化的防雷裝置，如智能避雷針、智能電涌保護(hù)器等，這些裝置可根據(jù)雷電流的大小與波形自動(dòng)調(diào)節(jié)保護(hù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷電流的精細(xì)化控制。此外，施工技術(shù)人員還可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將防雷接地系統(tǒng)與建筑物的其他智能系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能管理。總之，通過(guò)提高系統(tǒng)的智能化水平是非常有必要的，可減少施工技術(shù)人員的壓力，讓他們有更多的時(shí)間與精力研究如何預(yù)防雷擊事故。

結(jié)語(yǔ)

防雷接地施工技術(shù)在建筑電氣安裝中起著至關(guān)重要的作用，是保障建筑物安全運(yùn)行不可或缺的一環(huán)。通過(guò)對(duì)電流傳導(dǎo)、電位平衡等基本原理的深入理解，以及對(duì)接閃帶支架安裝、接地體安裝、聯(lián)合共用接地系統(tǒng)安裝等電位連接技術(shù)、防雷引下線施工技術(shù)、測(cè)試接地電阻以及避雷針帶施工技術(shù)等關(guān)鍵施工要點(diǎn)的詳細(xì)闡述，能夠發(fā)現(xiàn)，科學(xué)的防雷接地設(shè)計(jì)與良好的施工質(zhì)量是確保防雷效果的關(guān)鍵。同時(shí)，通過(guò)采取做好防雷接地準(zhǔn)備、把握施工技術(shù)重點(diǎn)、優(yōu)化接地裝置方案、加強(qiáng)避雷線的布置與提高系統(tǒng)智能水平等優(yōu)化措施，還可進(jìn)一步提升防雷接地系統(tǒng)的有效性，為建筑物的安全運(yùn)行提供更加堅(jiān)實(shí)的保障。

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