關(guān)于建筑電氣防雷接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)的探究

馬倩，于春利

MA Qian1, YU Chun-li2

（1.吉林省長(zhǎng)春電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司；2.國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司長(zhǎng)春供電公司）

(1. Jilin Changchun Electric Power Survey and Design Institute Co. Ltd.,;2.State Grid Jilin Electric Power Co., Ltd. Changchun Power Supply Company)

關(guān)于建筑電氣防雷接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)的探究

馬倩1，于春利2

MA Qian1, YU Chun-li2

（1.吉林省長(zhǎng)春電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司；2.國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司長(zhǎng)春供電公司）

(1. Jilin Changchun Electric Power Survey and Design Institute Co. Ltd.,;2.State Grid Jilin Electric Power Co., Ltd. Changchun Power Supply Company)

在建筑工程設(shè)計(jì)中，建筑防雷設(shè)計(jì)一直是非常關(guān)鍵的一部分。高層建筑物的防雷接地設(shè)計(jì)也面臨著更大的挑戰(zhàn)。論文從民用建筑以及公共建筑兩個(gè)方面分析了高層建筑電氣防雷接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并提出了要考慮雷電流容易出現(xiàn)散流的問(wèn)題。

建筑電氣；防雷接地；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1 引言

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行建筑物防雷接地設(shè)計(jì)主要是為了防止人身受到電擊、促進(jìn)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)做好線路保護(hù)，使設(shè)備免遭破壞。接地極作為整個(gè)接地系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)的合理與否是保證其接地功能良好實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。

2 建筑電氣防雷接地概述

建筑電氣防雷接地的組成部分主要包含防雷裝置、引下線、接地裝置等等[2]。

2.1 防雷裝置

高層建筑的防雷裝置主要由外部防雷和內(nèi)部防雷兩個(gè)部分組成，其中外部防雷主要包括引下線、接閃器以及接地裝置三個(gè)部分。外部防雷的主要作用是為了避免直擊雷的損害，盡可能的減少雷電的危害。內(nèi)部防雷的主要組成部分是等電位連接系統(tǒng)、合理布線系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)以及電涌保護(hù)器四個(gè)部分，這四個(gè)部分在防雷系統(tǒng)中都具有各自的功能與作用。

2.2 避雷引線

一般情況下，避雷引線的使用都需要與避雷針配合使用，在兩者的共同作用下實(shí)現(xiàn)防雷功能。在實(shí)際的防雷設(shè)計(jì)中，避雷引線的作用主要是將電擊形成的電流通過(guò)避雷針引入到地下，在這個(gè)過(guò)程中，避雷引線主要發(fā)揮了其導(dǎo)線體的功能。關(guān)于避雷引線需要注意的一點(diǎn)是其材料的選擇問(wèn)題，必須要選擇具有較強(qiáng)耐腐蝕性的材料，并且要求較強(qiáng)的機(jī)械性能。

2.3 等電位連接

等位連接體主要是充當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體的作用，利用等位連接體將導(dǎo)電物與裝置連接起來(lái)，通過(guò)降低導(dǎo)電物與裝置之間的電位差來(lái)減小接地裝置受雷擊之后的損壞程度。

3 高層民用建筑的防雷接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 直擊雷電防雷設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在進(jìn)行直擊雷電防雷設(shè)計(jì)時(shí)，主要有以下幾個(gè)方面的需要注意：

1）避雷針以及避雷網(wǎng)是民用建筑防雷接地設(shè)計(jì)中較常用的兩種接閃器形式，這兩種形式同時(shí)也是直擊雷電設(shè)計(jì)措施中較為普遍的形式。在日常的防雷設(shè)計(jì)中，在接閃器材料選擇的問(wèn)題上也可以選用金屬設(shè)備來(lái)充當(dāng)建筑物防雷系統(tǒng)的接閃器。只要接閃器符合直擊雷電防雷設(shè)計(jì)要求，在民用建筑中起到防雷器作用的接閃器都可以運(yùn)用到高桿鐵塔建筑物中[1]。

2）民用建筑防雷設(shè)計(jì)中涉及到引下線設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，如果建筑物內(nèi)有相應(yīng)的設(shè)施，需要將其考慮在內(nèi)。比如，建筑物內(nèi)的鋼筋、消防梯等設(shè)施，在進(jìn)行引下線設(shè)計(jì)時(shí)可以將其直接作為引下線，但是要注意的是，在具體操作之前，必須要先對(duì)有關(guān)電位進(jìn)行測(cè)量，以保證引下線的整體性連接。

3）在民用建筑物防雷接地設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)也是引下線設(shè)計(jì)的一部分。在進(jìn)行基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)時(shí)要以建筑施工設(shè)施為基礎(chǔ)，以鋼筋混凝土為前提，把建筑物內(nèi)的有關(guān)設(shè)備以及接地線柱連接起來(lái)，從而構(gòu)成接地線。

3.2 側(cè)雷擊防范設(shè)計(jì)要點(diǎn)

關(guān)于側(cè)雷擊防范設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè)方面需要注意。首先，通常情況下，如果建筑物的高度在60m以上，那么建筑物的整體結(jié)構(gòu)一般是鋼筋混凝土或者鋼結(jié)構(gòu)。因此，在進(jìn)行側(cè)雷擊防范設(shè)計(jì)時(shí)就需要將這兩種結(jié)構(gòu)都考慮在內(nèi)。比如，在進(jìn)行引下線設(shè)計(jì)時(shí)就可以利用建筑物的鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果建筑物的外部有金屬性，那在進(jìn)行側(cè)雷擊防范設(shè)計(jì)時(shí)還需要將這一因素考慮在內(nèi)。

3.3 防范雷電波設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在日常的生活中，除雷擊之外，防雷電波的入侵也會(huì)對(duì)建筑物造成非常大的損害，因此，在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮到雷電波的侵襲，其具體的防范措施設(shè)計(jì)過(guò)程中主要有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容需要注意：

1）路線引入方式不同，或者防雷電波的入侵方式不同，都會(huì)影響到低壓線路的選擇。比如，低壓線從地下進(jìn)入建筑物的這種情況，在防雷處理上我們可以考慮應(yīng)用電纜直接入戶的方式，即直接將電纜的入戶端接到相應(yīng)建筑的防雷裝置上面。

2）建筑物內(nèi)的用電設(shè)備也存在被雷電波襲擊的可能，因此，最直接的方法就是將這些用電設(shè)備放置在接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)建筑物內(nèi)有架空或者埋地的金屬管道時(shí)，同樣要做好相應(yīng)的防雷設(shè)計(jì)。

4 高層公共建筑物的防雷設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 防雷設(shè)計(jì)導(dǎo)線設(shè)置

雷云的最低高度是進(jìn)行防雷導(dǎo)線設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的問(wèn)題，據(jù)相關(guān)資料顯示，雷云的最低高度為20m，建筑物如果高度達(dá)到20m的話在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮其高處和側(cè)面的防雷設(shè)計(jì)。在進(jìn)行高層建筑的防雷設(shè)計(jì)時(shí)，通常情況下是利用鋼筋網(wǎng)作為避雷網(wǎng)帶，當(dāng)建筑物受到雷電襲擊時(shí)，其中的雷電電荷會(huì)沿著引下線經(jīng)接地裝置進(jìn)入到地面中。因此，在進(jìn)行高層建筑防雷設(shè)計(jì)時(shí)可以充分利用這一優(yōu)勢(shì)?？梢岳闷帘我戮€和非屏蔽引下線的電位差作用，先給引下線一個(gè)較大的電壓降，這樣就會(huì)使得非屏蔽引下線在電磁力作用下向防雷引下線靠近，從而產(chǎn)生高電位，同時(shí)，利用高電位對(duì)異體放電的作用引發(fā)絕緣擊穿。但是如果所應(yīng)用的導(dǎo)線是帶有鋼管穿線的導(dǎo)線，那么將防雷引下線等電位連接，在電流通過(guò)屏蔽層時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生絕緣擊穿。所以說(shuō)，在進(jìn)行高層建筑的工程建設(shè)時(shí)，為考慮到后期的防雷設(shè)計(jì)，必須將電氣導(dǎo)線設(shè)計(jì)為統(tǒng)一的鋼管配線。

4.2 防雷設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮雷電流

在進(jìn)行高層建筑防雷接地設(shè)計(jì)時(shí)，除要考慮防雷導(dǎo)線的設(shè)計(jì)之外，還應(yīng)該考慮到雷電流易出現(xiàn)的散流問(wèn)題。一般而言，雷電天氣時(shí)高層建筑所要承受的電位差數(shù)值較大，而且雷電電位會(huì)隨高度的不同呈現(xiàn)出一定的梯度。所以在進(jìn)行高層建筑物防雷設(shè)計(jì)時(shí)必須要保證建筑物的電位均衡問(wèn)題，要依據(jù)高層建筑物的實(shí)際情況適當(dāng)降低電位梯度。關(guān)于這一方面的問(wèn)題，通常是借助于均壓環(huán)的作用，均壓環(huán)的設(shè)置密度可以考慮三層一個(gè)，這樣就會(huì)使得整個(gè)建筑物形成一個(gè)大的暗裝式防雷網(wǎng)，有效保證導(dǎo)線系統(tǒng)的安全性與可靠性。而且這個(gè)防雷網(wǎng)還可以對(duì)雷電流起到非常好的均壓和屏蔽作用，使雷電流的電流分流更加均衡。這樣，當(dāng)建筑物受到雷電襲擊時(shí)，可以最大程度上保證建筑物不受雷電的影響。

5 建筑電氣防雷接地方法

目前應(yīng)用的有關(guān)建筑電氣防雷接地方法主要是接閃器支架安裝、接閃網(wǎng)格設(shè)置以及防雷引線施工和接地裝置施工。在進(jìn)行建筑電氣防雷接地施工時(shí)，首先第一步是進(jìn)行接閃支架的安裝，這個(gè)過(guò)程要求要根據(jù)電氣系統(tǒng)的具體情況以及施工設(shè)計(jì)圖紙，確定具體的打眼位置，然后進(jìn)行實(shí)際的施工；第二步就是進(jìn)行接閃網(wǎng)格的設(shè)置。對(duì)建筑電氣系統(tǒng)進(jìn)行防雷引下線施工，這一過(guò)程要嚴(yán)格規(guī)范每一環(huán)節(jié)的施工操作，嚴(yán)禁出現(xiàn)隨意設(shè)置防雷引下線的情況。施工人員要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)文件的要求進(jìn)行施工，在建筑物屋頂明確標(biāo)注防雷引下線點(diǎn)的合適位置，然后按照防雷引下線點(diǎn)的位置進(jìn)行具體施工。施工過(guò)程中要合理綁扎地下結(jié)構(gòu)柱鋼筋，禁止私自更改防雷引下點(diǎn)的行為，保證防雷效果良好。

6 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，高層建筑已成為建筑工程項(xiàng)目的主要發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)高層建筑的電氣設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑物防雷接地設(shè)計(jì)時(shí)必須要充分的結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況，充分考慮可能存在的問(wèn)題，并做好提前預(yù)防，有效提升建筑物的使用安全度。

[1]楊燕虹.建筑電氣防雷接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討[J].住宅與房地產(chǎn),2016(36)∶52.

[2]史鴻釗.建筑電氣防雷接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].江西建材 ,2017(7)∶225+228.

Research on Key Points of Lightning Protection Grounding for Building Electrical Equipment

in the construction engineering design, lightning protection design has been building a crucial part. High-rise building has gradually become the main construction, at the same time, the building of the lightning protection and grounding design are also facing greater challenges. This paper analyzes the high-rise building electrical grounding lightning protection design points from the civilian the construction of public buildings and two aspects, for reference.

building electrical; lightning protection; grounding; design points