建筑电气防雷接地设计及施工要点分析

文/刘博文 中国汽车工业工程有限公司 天津 300113

1、建筑电气防雷接地基本概念及作用

1.1 建筑电气防雷接地基本概念

建筑电气防雷接地是一个综合性的系统，该系统由接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器以及其他诸如等电位连接、电磁屏蔽等其他连接导体组成。防雷装置主要分为外部雷电防护装置及内部雷电防护装置两大类。

外部雷电防护装置主要是传统的防雷装置，主要由接闪器、引下线、接地装置等组成，其主要作用是防范直击雷对建筑产生伤害，其具体组成具有多样化特点，每个部分都会发挥特定的作用，主要原理是顶部防雷装置接闪器通过电流往低电阻方向流动的特性，将雷接引，通过引下线导入大地，从而防止雷对建筑物造成破坏。通常接闪器会根据防雷等级采用金属屋面或者独立设置的金属接闪网格，接闪器与引下线要进行可靠连接；引下线通常采用混凝土柱子内主钢筋或者采用钢柱，其上端与接闪器可靠连接，下端与接地装置可靠连接，成为一个良好的雷电流导体；接地装置通常采用混凝土基础内主筋，如果接地电阻不满足项目要求，则需要补打接地极。

内部雷电防护装置主要作用是保护建筑内部安全，减少雷电流及其电磁效应，通过采用电磁屏蔽、装设电涌保护器（SPD）以及进行等电位连接等方式，防止雷电波对电气及电子系统造成破坏。内外防雷装置的结合使用，可以避免雷电对建筑物和建筑物内电气及电子系统的损害。

1.2 建筑电气防雷接地作用

建筑电气防雷接地对于建筑使用者的安全而言十分重要，因为雷击的瞬间通常会达到几十甚至几百千伏，如果没有防雷接地系统，无论是建筑还是其内的电气电子设备都无法承载此电流，均会造成损坏。建筑电气防雷接地的作用就是防止出现这些危害，从外部使建筑物不会被雷击破坏建筑物的外表面，内部的电气电子设备通过等电位及浪涌保护器，形成等电位均压和多层屏蔽的安全防雷的结构，从而保证设备整体安全。

2、防雷接地在应用过程中主要存在的问题

第一，如果接闪带未按照国家规范规定的标准进行选型、采购，可能会导致接闪带无法承载雷电瞬间断掉；或者生产厂家未按照国家规范所规定的接闪带应进行热浸锌、热镀锌防腐处理的话，那么接闪带生锈导致电阻升高的以至于无法达到吸引雷电的作用。以上问题均会导致建筑防雷接地系统的接地电阻变高，在雷雨气候下出现雷击时，雷电不容易被吸引导致不容易泄流出去。

第二，在施工过程中，如果防雷接地系统之间的连接施工质量较低，比如桩与承台、地梁均压网的焊接长度及厚度均未达到施工验收规范的要求，那么就有可能出现接地导体未可靠连接，在中间某个环节断掉，导致雷电无法导入大地，从而对建筑产生破坏。

第三，在施工过程中，接地装置的掩埋深度有所不足，并且未正确的进行接电阻测试，从而导致在工程竣工交付使用期间内，所安装配置的防雷接地设备接地电阻不够规范要求的值，发生雷电时防雷效果将大打折扣。

第四，在施工过程中，如果施工人员对防雷接地的图纸没有研究仔细，那么很容易出现漏焊用作防雷引下线的柱子或者用作接地网的基础内钢筋，使得防雷接地系统断开，那么将会对整个系统的接地电阻以及连通性造成危害。

3、建筑电气防雷接地应用要点

3.1 做好施工准备工作

首先，需要做好材料准备。在今天的建筑电气工程项目施工中，防雷装置很大程度上是利用土建施工中的材料，所以为了避免在防雷处理中出现问题，要在正式施工以前做好材料以及施工准备工作，电气人员需要及时进场，在土建人员进行基础和柱子施工材料时也伴随着一起检查，需要十分熟悉图纸内容，对合用的防雷装置要及时掌握好其的原理与特点，同时对不同构件结构与材料进行检查，确保其能够满足施工要求。

其次，现场的电气施工人员要做好方案学习。在施工以前要组织相关人员进行图纸会审，对设计图纸所表达的内容要了然于胸，掌握图纸中所涉及到的技术与内容，在掌握好规范要求的基础上来确保防雷接地施工的有序开展，及时消除施工影响因素。还需要对电气施工验收规范关于防雷接地部分的内容进行研究，比如要了解同一根柱子要保证至少两根主钢筋是作为防雷接地用引下线的，钢筋与钢筋之间如何进行可靠连接电气施工及验收规范上也都有提及，理论的学习是为了更好地展开实际的施工。

3.2 设计过程中的外部防雷要点

（1）通过建筑物屋面形式的不同合理选择接闪器。如果建筑物是金属屋面且其外层金属屋面下无易燃物，并且其厚度满足国家规范要求，那么可以直接采用金属屋面作为接闪器，既经济又方便施工。倘若屋面是混凝土屋面，那么接闪器宜采用接闪带网格保护，接闪网格大小应根据建筑物的防雷等级设置，另外接闪带的材质、规格以及接闪带支持器的间距等均应满足国家的规范要求，部分地方需采用接闪针，所有的突出屋面的金属物体均需采用通过接闪带与屋面接闪系统可靠连接。

（2）在部分地区，会要求设计人员在女儿墙、屋脊、屋角、屋檐等建筑物易受雷击的部位，除了设置接闪带以外，还会额外的要求设计接闪短杆。

（3）所有接闪器均有其保护半径，通过滚球法计算其保护范围后，对于超出屋面接闪器保护范围的物体须加设接闪器，并与建筑物的防雷接地系统相连接。

（4）突出屋面的金属物体必须与屋面防雷装置可靠连接。

（5）防雷接地系统中如果采用通常的焊接方法，那么应在焊接处做防腐处理。

（6）为了防止接触电压和跨步电压，建筑物金属构架和建筑物互相连接的钢筋在电气上必须贯通，且引下线数量不少于10 根。

（7）引下线上端应与接闪系统可靠连接，下端应与接地系统可靠连接，要优先利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋或钢结构柱体，这样可以更加经济和高效。利用建筑基础钢筋作接地体时，可以不设断接卡，过门无钢筋初需采用热镀锌扁钢等接地导体连通基础钢筋。当利用建筑物自身柱子作引下线时，须在室内外适当位置设置若干接地端子板（一般在室内距地上高度0.3m，室外距离室外地坪-0.5m），用于生产设备、机房、变电所、管道等设施进行等电位连接使用。通常在建筑四角外+0.5m 处设置接地电阻测试点，接地电阻需定期进行测试。

（8）所有的电缆托盘、槽盒、梯架、导管等均应不少于2 处接地，其连接处均应用截面直径不少于4mm 的铜导线进行跨接，全长大于30米时，每隔20～30 米增加一个连接点。

3.3 设计过程中的建筑物内部防雷要点

内部防雷主要分为等电位连接和电涌保护器两大类。总等电位联结通过与全建筑物内金属物品连接，使得建筑物内得物体相互之间的间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差为零，从而消除自建筑物外径电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。进线配电箱的接地母排，公用设施的金属管道如上下水，热力等管道通过与等电位端子箱或者接地端子板连接，使其接触到电流后均可以快速的导入地下，减少触电风险及危害。对于电气及电子信息系统，通过电磁屏蔽或者加装电涌保护器SPD，从而满足防雷和信息系统抗干扰的要求时，达到防电击并合理屏蔽保护电子设备的功能。

结语：

总之，在建筑电气施工中，防雷接地系统的设计与施工也是个重要的环节，需要严格遵守建筑防雷设计规范以及电气施工验收规范来进行防雷接地系统的设计与施工。要根据现场实际的年雷击情况，建筑物方案等来选择有针对性的设计方案，还要综合分析好接地故障保护措施，确保接地设计及施工的合规性，只有做好这些工作，才能保证建筑的安全性。