淺析高層建筑電氣接地設(shè)計(jì)

文/張松 河南中核五院研究設(shè)計(jì)有限公司 河南鄭州 450000

電氣安裝工程是建筑工程的重要組成部分，它的安裝質(zhì)量好壞不僅關(guān)系著建筑的部分功能是否能夠正常投入使用，而且還影響著整棟建筑的質(zhì)量。尤其是防雷接地工程的施工質(zhì)量，它有效的減少了建筑遭受雷電等自然災(zāi)害的破壞，保護(hù)了建筑中人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，研究分析建筑電氣安裝中防雷接地工程安裝技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1、建筑電氣防雷接地概述

1.1 防雷裝置

現(xiàn)代建筑，尤其是高層建筑的防雷擊系統(tǒng)主要分為外部防雷擊系統(tǒng)和內(nèi)部防雷擊系統(tǒng)。外部防雷擊系統(tǒng)主要指突出于建筑物外側(cè)，能夠在雷擊的第一時(shí)間將雷擊引導(dǎo)至地下的系統(tǒng)，主要由接閃電裝置、引導(dǎo)線和接地裝置組成，是目前公認(rèn)的最有效的防雷擊手段[1]。內(nèi)部防雷擊系統(tǒng)主要指在建筑設(shè)計(jì)施工時(shí)為防雷擊而進(jìn)行的特有設(shè)計(jì)，主要做法有電線的合理布局，電伏等價(jià)位傳輸?shù)取?/p>

1.2 防雷擊引線

防雷擊引線的主要作用是在建筑物收到雷擊時(shí)，負(fù)責(zé)將閃電雷擊的力量第一時(shí)間引導(dǎo)至地下，使建筑物本身免受雷擊損傷。防雷擊引線一般無法單獨(dú)使用，都是與避雷針共同使用的，避雷針主要負(fù)責(zé)吸引建筑物附近的閃電和雷擊，再由防雷擊引線進(jìn)行引導(dǎo)。在防雷擊引線的選擇上，因?yàn)槠渖盥竦叵聵O易受到潮濕土壤的腐蝕，故主要選擇耐腐蝕性能強(qiáng)的和具有較強(qiáng)傳導(dǎo)性的材料。

1.3 電伏等價(jià)位傳輸

電伏等價(jià)位傳輸裝置主要起到一個(gè)傳導(dǎo)的作用，與防雷擊引線的作用有些類似，主要保證和實(shí)現(xiàn)閃電和雷擊形成的電流在避雷針、防雷擊引線和接地裝置之間傳輸時(shí)盡量減少電位差的存在，從而保護(hù)接地裝置免遭損壞，是整個(gè)防雷擊系統(tǒng)中非常重要的一環(huán)，關(guān)乎系統(tǒng)的使用壽命長短。

2、高層建筑電氣接地設(shè)計(jì)的內(nèi)容

對于高層建筑來說，接地防雷擊措施是非常重要的，通過接地防雷擊來避免建筑遭到雷擊，而防雷接地的設(shè)計(jì)主要是通過接閃器、屏蔽裝置以及接地裝置等來進(jìn)行的，當(dāng)發(fā)生雷電的過程中，通過接閃器將雷電所產(chǎn)生的電流匯聚到一起，然后通過引下線來將這部分電能傳導(dǎo)至地下。對于高層建筑來說，其中的電氣設(shè)備及電梯機(jī)房等部分都是需要通過接地裝置來將電流引導(dǎo)進(jìn)入地下。但是，當(dāng)經(jīng)過測定不滿足電阻閥值的要求時(shí)，就需要通過人工的方式來進(jìn)行分流。在高層建筑中，為人們提供電能的金屬電纜橋架及其分支等一般都是長期暴露在外部的環(huán)境中，因此這些金屬支架很容易在雷電天氣遭到雷擊，因此對其進(jìn)行接地設(shè)計(jì)是非常必要的，應(yīng)該保證這些電纜架橋的整體結(jié)構(gòu)中最少有兩到三處是與接地干線相連接的。

3、接地保護(hù)設(shè)計(jì)工作

3.1 接地保護(hù)設(shè)計(jì)安全性

在開展高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作的過程中，需要針對多方面的因素進(jìn)行全面有效的分析和控制，采用切實(shí)有效的設(shè)計(jì)手段，其中最為重要的就是保障人身安全。將人身安全因素全面納入到高層建筑低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)設(shè)計(jì)工作體系之中，不僅需要針對施工人員的安全進(jìn)行全面考慮，還需要充分考量到用電人員的人身財(cái)產(chǎn)安全。因此，在具體的低壓配電系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，通常會(huì)首先針對自動(dòng)切斷故障點(diǎn)的裝置進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，也就是通常所說的接地保護(hù)裝置，為有效保證實(shí)際用電安全，提升整體高層建筑內(nèi)部電氣運(yùn)行水平，提供良好的前提條件，更好地保障電力整體運(yùn)行的安全性和可靠性。其次，需要在具體設(shè)計(jì)工作中，全面綜合地考慮到接地形式、低壓配電系統(tǒng)所處地點(diǎn)、電氣設(shè)備的使用以及電路方面的保護(hù)裝置等內(nèi)容，防止一些外部危險(xiǎn)電壓對高層建筑的電路運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生一些不良影響，充分提升低壓配電系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。

3.2 低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)模式的應(yīng)用

高層建筑開展低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，需要積極采用切實(shí)有效的接地保護(hù)模式，當(dāng)前常用的較為有效的保護(hù)模式分為了IT、TN以及TT模式。首先，采用IT模式，在實(shí)際發(fā)揮接地保護(hù)作用的時(shí)候，能夠針對用電設(shè)備外部的導(dǎo)電部分進(jìn)行一定的中斷，并且發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號(hào)，這樣維修人員能夠在較短時(shí)間內(nèi)及時(shí)排除相應(yīng)的故障，并針對故障范圍和類型進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。其次，TN接地模式在實(shí)際應(yīng)用的過程中，展現(xiàn)出了十分積極有效的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在被保護(hù)的電路系統(tǒng)中經(jīng)常是采用金屬裝置的方式，這樣當(dāng)出現(xiàn)故障和問題的時(shí)候，金屬裝置本身將會(huì)產(chǎn)生較大的電流，對此，充分發(fā)揮TN接地模式的作用，能夠全面有效地保護(hù)出現(xiàn)較大電流的金屬裝置，從而對各項(xiàng)電氣設(shè)備進(jìn)行充分的保護(hù)，減少一些經(jīng)濟(jì)損失過大情況的出現(xiàn)。再者，對于TT系統(tǒng)來說，其在實(shí)際應(yīng)用的過程中，主要采用了地外保護(hù)裝置形式，針對電路運(yùn)行情況進(jìn)行全面細(xì)致的保護(hù)，同時(shí)能夠有效切斷電路故障中的回路電流，同樣能有效避免一些大規(guī)模故障和問題的出現(xiàn)。

3.3 防止雷擊過電壓

在很多高層建筑電氣豎井中一般都會(huì)安裝大量的電纜或者是導(dǎo)線，而不同的電氣豎井之間也是相互接通和相連的，因此需要注意幾點(diǎn)要求：首先是應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的物理原理，在高層建筑的重心區(qū)域的電磁場是最弱的，因此電氣豎井也是安裝在建筑物的平面重心位置，通常是在電梯或者是樓梯的兩側(cè)，這樣提高了樓層整體的隱蔽性。第二為了防止雷擊過電壓，在高層建筑物中的一些暖氣管道和配電線路等具有金屬構(gòu)件的部門都需要安裝相應(yīng)的雷擊過電壓裝置，從而能夠保證不同的樓層可以通過接地干線而相互連接成為一個(gè)整體，保證電氣的安全可靠。第三，對于高層建筑物的導(dǎo)線來說，需要穿入到接地導(dǎo)線的鐵管中，因此電氣施工人員可以采用全塑電纜來進(jìn)行接地設(shè)計(jì)，這樣能夠在一定程度上取代金屬電纜的導(dǎo)電性，具有一定的屏蔽作用。但是全塑電纜的橫截面積相對較小，因此如果僅僅使用一根全塑電纜的話，會(huì)導(dǎo)致電阻過大，不利于通電，所以通常情況下都是采用多根全塑電纜進(jìn)行合用。

結(jié)語：

總而言之，對于高層建筑物來說，進(jìn)行電氣接地設(shè)計(jì)有著非常重要的意義，通過電氣接地設(shè)計(jì)能夠極大的提高高層建筑防雷擊的性能，同時(shí)還具有過電壓保護(hù)功能。通過本文的分析和討論可以看出，電氣接地設(shè)計(jì)需要采用避雷帶、避雷針等措施，能夠極大的提高電氣接地系統(tǒng)的完整性，對于保障高層建筑居民的正常生活有著非常重要的意義，保障了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。