建筑电气的防雷接地功能与防雷系统设计

金 松 杨焕锋

（1.山东鲁泰建筑工程集团有限公司 山东 肥城 271608；2.山东新陶阳矿业有限责任公司 山东 肥城 271600）

1 建筑防雷接地系统的作用

建筑电气的接地系统一般分为防雷接地、工作接地及保护接地。随着科技的不断进步，现代智能建筑对电气设计提出了更高的要求，其中防雷接地系统的设计尤为重要。当建筑遭到雷击时可以有效地把电流导入大地，保护建筑物及其内部物件和人员的安全。在雷击的瞬间雷电流是极为大的，可以达到几十到几百千安培，以致瞬时的感应电压可以达到几十到几百千伏，建筑物内的电子设备受到雷电反击以及感应过电压的严重威胁。所以防雷接地系统的另一个重要作用是使建筑物内的设备具有等电位、均压和多层屏蔽的安全防雷结构。在建筑物的接地系统设计中，防雷接地系统设计是最为重要的。以防雷为基础，做好其他两方面的接地系统的设计，提高人们工作生活环境的安全性。

2 建筑防雷接地系统的设计

防雷接地在建筑接地系统设计中是极为重要的，一般把建筑物的防雷保护分为三级：一类、二类和三类，民用建筑大多采用二类防雷保护进行设计，对于建筑内存在爆炸危险环境的建筑采用一类防雷保护设计。建筑的防雷接地系统一般是由引下线、接闪器、均压环以及接地体等装置组成。其中接闪器可以使用避雷带、避雷针或者针带组合接闪器。其中避雷带要沿房角、房脊、房檐等溶液受到雷击的地方敷设。建筑表面外露的金属构件和管道要与避雷带相连接。建筑上的接闪器要同下线焊接相连通。对于高层建筑物的引下线要尽量利用钢筋混凝柱的钢筋作为引下线。选为当做引下线的柱内两根主钢筋的直径一般不小于12mm，其两者的连接一般使用焊接法或者绑扎法均可。对于建筑物周围引下线的下部适当位置要设置几个测量点，可以把人工接地体同等电位的连接板连接。对外引连接板同引下线的连接要使用焊接。引下线上端要同建筑的避雷装置焊接，下端要同接地体焊接。对于引下线的这种设计优点很多，雷电流的泄漏点多、省材料、施工方便以及不损坏建筑物外观。

在接地系统设计中接地体的设计是另一个难点。接地体一般是利用桩基内部钢筋作为自然接地体，此种设计优点是施工方便、工程投资少、接地效果好，设计过程应注意以下几点：利用外圈桩基和基础梁内钢筋组成的闭环，如果没有基础地梁钢筋时，一般用40mm×4mm的镀锌扁钢当做连接体，使建筑的外沿敷设成闭合、环状、水平的接地体。尽量把所有桩基都和闭环连接；对于作接地装置钢筋的直径如只有一根时要大于10mm，一般可以利用基础梁的底部两个直径大于12mm的钢筋当接地体；当使用基础内钢筋当接地体时，其周围地面的深度要大于0.5m。

3 电力系统接地和防雷故障及防护问题

3.1 接地故障及防护。主要是相线同电气装置的外露部分和地面间的短路问题，导致外露导电部分带有故障电压，这个电压对接地金属打火及建立电弧，引起一处或者多处起火，配电室以及总配电箱应重复接地之外，在配电线路的中间及末端处保护地线也要做重复接地。要求工地的临电设多点保护，并合理选择漏电保护的类型。

3.2 防雷故障及防护。过去的雷害问题是以直击雷的形式对地面上的人和物进行击毁，现在已发展为通过金属导体传播的雷电波对建筑、事物、人员造成伤害。防雷方法也发生了很大的变化，由原来简单的避雷针和避雷带防护转为现在的ADBSGP方法。现在雷电波的侵入指感应雷或直击雷通过通信电缆、无线电天线、输电线等金属引到建筑物内发生闪击造成的雷击事故。这种情况的事故发生率较高，且情况都较为严重。

现代的防雷装置—电涌保护器，是通过抑制旁路浪涌电流和瞬间过电压来保护设备安全的装置。它可以在极短的时间内把保护线路转入等电位的系统中，让设备各个端口电压达到等电位，并把因雷击产生的脉冲能量通进大地，设备各个端口电位差降低，这样电路上的设备便得到了保护。电涌保护器应用的方面可分为信息系统电涌保护器、电源系统电涌保护器、绝缘火化隙以及等电位连接。由电涌保护器的放电流通量分类可分为过压保护器、避雷器、复合型 SPD。

针对设备或系统，在各个进出线缆上必须安装一定的电涌保护器，当线缆上遭直接雷击或者感应到过电压，通过电涌保护器的作用，系统设备的各个端口电压可以大体上达到相等水平也就是等电位，这样设备系统就可以尽量免遭破坏。

4 结语

接地是一个传统而应用广泛的电气安全措施，为了保证接地系统的高效正常运行，对于一些经常出现的故障如接地线与接地体的选择和安装、接地电弧性短路等问题要特别注意，对于存在爆炸危险性的场所接地安装要更加严格，操作要更加规范，保证不出现意外。为了完全消除雷电所造成的毁坏性电位差，要严格实行等电位连接，信号线、电源线、金属管道等各种金属设备都应由电涌保护器或运用导线直接进行等电位连接，并且各个内层的保护区界面也都要做等电位连接，局部等电位连接棒互相连接并与主等电位棒相连。现在建筑中一旦发生雷电事故就极为严重，所以要多加防范，严格要求，保证建筑以及其内部设备和人员的安全。