避雷针(网)及接地装置安装设计

2011-10-30冯波

中国房地产业 2011年3期

关键词：避雷针接地装置导体

冯波

（黑龙江省七建建筑工程有限责任公司，黑龙江，哈尔滨，150000）

避雷针(网)及接地装置安装设计

冯波

（黑龙江省七建建筑工程有限责任公司，黑龙江，哈尔滨，150000）

近年来，在国内部分地区频繁出现建筑物遭雷击的重大安全事故，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。从专业技术的角度分析建筑物的雷击事故，主要是由于避雷针（网）及接地装置的安装设计不合理，进而导致防雷设备难以起到应有的作用。当建筑物遇到较大电流通过时，避雷针（网）接地装置通过在建筑内部进行电流的引导和传输，而减少建筑物表面的电流量，进而全面保障建筑物的使用安全性。

避雷针（网）；接地装置；安装；设计

在现代建筑工程中，尤其是高层、超高层的商业、民用建筑，以及规模较大的工业建筑，加强对于防雷工程安装设计的管理具有重要的意义。现代建筑的防雷设计与施工是一项系统的工程，必须贯彻整体防护思想，综合运用分流、等电位、屏蔽、接地和钳位保护等各项技术，形成一个完整的防护体系才能取得明显的效果。为使建筑物及其内部设施免受雷电的直接和间接危害，通常使用避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等防直击雷的危害，对于可能出现的直击雷，靠接闪器经引下线和接地装置，或通过导电连接和接地良好的结构钢筋、金属构架，将雷电流分流，使之流散人地，而不流过被保护设备和部件，从而达到防雷的效果。

一、避雷针（网）的选择和布置

独立避雷针（网）适用于保护较低矮的库房和厂房，特别适用于那些要求防雷导线与建筑物内各种金属及管线隔离的场合。过去曾用保护角表示避雷针（网）的保护范围，保护角的做法忽略了雷击距离对避雷针（网）保护范围的影响。在一定雷击距离时的避雷针（网）高度不同，其保护角度是不同的。较低避雷针（网）的保护角较大，高架避雷针（网）的保护角较小。按滚球法计算避雷针（网）的保护范围时，可以明显地发现这个问题。建筑物上设置长针结构的避雷针（网）不美观，消耗钢材较多，增加建筑物造价。按照雷击建筑物的规律装设避雷针（网）和避雷网是民用建筑物防雷的主要形式，有些大屋顶结构的古建筑物在房角处装设短针防雷效果较好，也不影响美观。但是，有些古建筑物的防雷只在屋脊正中树立一根避雷针（网），它违背了建筑物被雷击的规律，既不安全也不美观。一般情况下，钢筋混凝土建筑物不需要安装特殊的接闪器，因为它本身就有较好的防雷性能，即使接闪器的质量及性能极为优越，但是如果没有整体考虑其它因素是难以彻底解决建筑物内部防雷问题的。

为有效分析避雷针（网）与保护物之间的选择与使用问题。在以往的工作中，这一问题主要有以下几种解决办法：1）现场目测，使用折线法大概判断避雷针（网）的保护范围，这种方法在现场检测中普遍使用；2）作图法，先按比例作被保护物的示意图，再用相应防雷类别的滚球与被保护物和地面相交相切，大概确定拟安装避雷针（网）的合理高度，这种方法主要在防雷设计中使用；3）计算法，先假设避雷针（网）的设计高度n，用滚球法计算其保护范同，这种方法在防雷设计和防雷检测中均可以使用，但计算过程繁琐。本文提的计算方法，就是为能方便准确地确定避雷针（网）的合理高度。在避雷针（网）的选择和布置中，需要进行大量的数学运算，特别是当被保护物结构比较复杂，需要设置多根避雷针（网）的时候，如何设定避雷针（网）的高度、针数、针距、安装位置等，是一个需要进行大量计算、科学决策的过程。用传统的设计方法，往往需要花费大量的人力、物力进行计算和试验。而用计算机辅助设计避雷针（网），可以大大提高工作效率。另外，我们可以利用计算机来计算避雷针（网）的各种安装数据，提高了运算速度和数据的准确性；利用计算机三维成像技术，可以在计算机显示屏上模拟显示避雷针（网）在被保护物上的安装位置和被保护物的保护情况，使设计人员在设计阶段就可以直观地预测避雷针（网）的实际使用效果。利用计算机图形学原理和现

二、接地装置的安装设计

1、接地电阻的安装设计

在现代建筑的电气工程中，接地装置安装设计的首要工作就是确定接地电阻，接地装置的安装设计的技术规程中要求接地电阻值小于 0.5Q。而土壤电阻过高便会影响这一数值，可通过设置水下接地网、填充降阻剂、调整地网布置面积措施来降低。若接地装置附近有电阻率低的土壤时，还可敷设引外接地极。

2、接地极的安装设计

接地极的材质和强度的选择要基于接地装置所用环境，达到耐腐蚀、抗机械损伤，以及抵抗其他有害影响的能力，多方考虑各种安全风险。要考虑土地导电性、接地电阻等条件，以及相关规程，来确定接地极的类型，防止土地条件对接地电阻的影响，在土壤电阻率低、热特性优良、水分充足的前提下，尽可能减小埋设深度。充分利用自然接地体作接地极，可节省投资和工作量，降低接地电阻，延长工作寿命。

3、接地导体的安装设计

在接地装置的安装设计中，接地导体与接地极之间的连接必须稳固、可靠，保证其间导电性能良好。可选用热熔焊接、夹具或压力等多种机械连接方式，严格按照说明书和规范进行安装，保证安装过程中接地极和导体的完整性。导体的横截面积应满足瞬变电源对导体最小截面积的要求，可承受最大故障电流。

目前，在国内建筑的防雷工程中，提倡使用单点法的联合接地与独立地相结合。接地装置布线的原则是提供良好的接地通路，并且尽量降低各系统的电位差，使其等电位化，并且防止接地信号干扰。室内系统通过接地引下线与地网联系，建筑内的线路排布直接关系到接地系统是否真正有效的工作。如果处理不好线路的排布，常常造成设备的损害。