建筑防雷接地技术及其应用实践研究

【摘 要】21世纪的今天，科学技术飞速发展，雷电自然灾害严重影响建筑电气设备的正常工作，也危及了人类的生命安全。因此，建筑防雷系统的相关研究变得至关重要。当前建筑防雷接地技术在建筑施工项目中还存在一定的障碍。本文先介绍防雷装置，再阐述接地系统，最后对建筑施工过程中的防雷技术进行分析，希望能确保工程质量的同时，推动防雷接地技术的发展。

【关键词】防雷技术；接地系统；施工

作为自然现象的雷电，发生雷击时，强大的电流通过产生的热效应和机械力，会对建筑物、电气设备、生命安全造成影响。建筑防雷接地系统广泛应用于民用建筑和工业建筑中，它不仅与生命财产息息相关，更是一项封闭工程，在建筑施工中处于首要地位。但是，由于在施工过程中施工人员对防雷接地系统认识不足，造成雷电灾害事故发生频繁，带来了较大的损失。

1 防雷装置简介

雷电波通过感应雷和直击雷这两种形式进入现代建筑物。感应雷通过雷闪电流产生较大的导体和磁场变化感应出过电流、过电压形成雷击，为把雷电流迅速导入大地，防雷接地系统显得尤其重要。通常直击雷击中现代建筑的可能性要小于感应雷，在实际应用中大可不必采取必要的防雷措施。

1.1 感应雷保护系统

通常采用通信防雷，因为通信楼引出的缆线较多和楼内大多都是采用了高集成度的微电子电路构成的设备，所以感应雷对楼内的电气设备威胁较大。

1.2 直击雷保护系统

接闪器防雷是通过雷电引向自身而避免了建筑物被雷电击中，再通过引下线（一般多于两根，并沿建筑物周围对称或者均匀设置）将接闪器内的雷电电流安全引入大地。

2 接地系统

2.1 供电接地

现代建筑物采用TN-C-S的供电接地系统。它是由TN-C系统和TN-C系统组成，这两个系统的分界线在N线与PE线的接连点。该系统主要应用于建筑物的供电由区域变电所引起的场所中。进入建筑物之前采用TN-C系统，进入之后采用TN-S系统。该系统的关键点是：N线和S线在进入建筑物时共同接地后，不能在与任何电气连接。N线常带电，而与PE线相连的设备外壳和系统构件在系统正常工作时不带电。

2.2 屏蔽接地

屏蔽接地是将设备外壳与保护零线相连，导线屏蔽接地是将屏蔽管路两端与保护零线相连，室内屏蔽是尽可能多的与保护零线连接。这可有效保护设备和布线，进而防止了设备的机能障碍和损坏。

2.3 防静电接地

防静电接地与屏幕接地的出发点都是对设备和布线进行保护，防静电接地要求在干燥洁净的环境下，设备外壳和室内设施必须全部与保护零线多点安全相连。

2.4 直流接地

现代化的办公楼中，计算机是主要的工作工具，还带有一定的通讯设备和自动化设备，这些设备之间依靠互联网进行工作，并且这些设备都是通过微电位或者微电流进行信息的输入、传输、输出等。为保证这些电子设备的而正常工作不仅需要稳定的供电电源作保障，还必须具备一个稳定的基准电位。截面面积较大的绝缘铜芯线为引线，一段与基准电位相连，另一端电子设备直流接地。

2.5 交流工作接地

工作接地是指将电力系统中的某一点直接或者间接与大地作金属相连。它主要是指变压器中性点和中性线（中性线常用铜芯绝缘线）接地。在配电中存在置于箱柜内的辅助等电位接线端子（该等电位接线端子既不能与其它接地系统混合也不能外露）。中性点接地可避免零序电压偏移，维持三相电压基本平衡。

2.6 保护接地

安全保护接地是指将电气设备暴露在外的不带电的金属部分和接地体之间用金属良好连接，即将办公楼内的用电设备包括附近的金属构件都用保护零线相连，禁止将保护零线与工作零线直接相连。一旦发生配有接地装置的电气设备因绝缘破坏使得设备带电，即使人站在地上去接触设备外壳时，也不会有生命威胁，因为接地短路电流流经人体的电流比流过地体的电流小得多。

3 建筑防雷技术应用

防雷接地系统包括：接地体、接地总汇和线、接地导入线和接地排等。接地体是指埋在大地中并直与大地直接接触的金属导体。接地总汇和线是建筑物内各种接地线相交的地方。接地排是指将接地总汇和线上接到建筑物中的接地装置。雷电防护系统其实就是通过接地装置把雷电流引入大地，防止对建筑物和人造成损坏。

3.1 防雷接地应用过程中的问题

3.1.1 达不到标准的接地电阻

现代建筑内一般都有多个等级的电系统，这使得对接地电阻要求较高，然而接地类型较多，每种类型的接地电阻值都不一样，若在建筑物内对于不同接地类型设置不同的接地体是不现实。

3.1.2 接地极腐蚀

传统的接地极是钢质材料，在土壤中在时间和雨水的作用下会发生氧化生锈、腐蚀，影响雷电流导入地下的效果。

3.1.3 屋面过多装饰增加了雷击率

建筑物通常为商业所建，使用者为了提升公司形象在工程竣工后进行屋面装饰。这不但增加了建筑物的金属含量而且不规则的布置也成了雷电的接闪器，过多的电荷加大了被雷击中的可能性。

3.2 应对措施

3.2.1 外加人工接地体

若真共用一个接地体时应保证接地电阻不大于1欧姆。对于地质条件恶劣的特殊环境， 围绕建筑物设置人工接地体是较好的选择。人工接地体由垂直接地体和水平接地体构成。垂直接地体通常由两根以上的钢管或者角钢（相邻角钢或者钢管之间距离在3-5米）成排分布或者呈环状排布。水平接地体是指将扁钢或者圆钢进行环形或者成行排布并采用行水平埋设。

3.2.2 低电阻节点模块的使用

它是一种新型以非金属材料为主的接地体，增加了接地体自身的流动面积，降低了它附近的土壤电阻率，即使大电流冲击也不会发生变硬、断裂现象。

3.2.3 对屋面配电箱进行防雷

施工过程中在配电箱出线端架设装点涌保护器，在对屋面进行装饰的过程中，必须确保金属建筑物与相对应的避雷系统作好电气连接，防止材料腐蚀生锈。

4 结语

防雷接地技术是现代建筑电气设计的重要组成部分，建筑物防雷的发挥成功与否与接地系统息息相关，因此在接地施工中，严格按照规范进行施工，及时解决施工过程中出现的问题，确保建筑物的工程质量和使用者的人身安全。

【参考文献】

[1]董景阳.浅谈高层建筑防雷及接地技术[J].福建建筑，2006，04.

[2]曹秀海，周传运.高层民用建筑供电接地系统的选择与等电位联结[J].工程建设与设计，2007，06.

[3]吴薛红，濮天伟，廖德利.防雷与接地技术[M].化学工业出版社，2011.

[责任编辑：王迎迎]

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