建筑电气的防雷接地功能与建筑物防雷系统设计

余 波 （安徽省建筑科学研究设计院 安徽 合肥 230031）

0 引言

人们生活质量和生活水平的提升，使其在日常生活和工作中对电力的需求较大，外加建筑高度的增加，雷击可能性加大，电气工程防雷接地设备和系统已成为建筑的重要保障。因此，应掌握建筑电气防雷接地功能，分析系统设计，避免不必要的资源损失和人员伤亡。

1 探讨建筑电气的防雷接地功能

建筑设计过程中，建筑物的防雷接地设计和措施能够有效降低建筑物遭受雷击的概率和降低雷击影响，最大限度地防止建筑物出现雷击事故，为建筑内部居民的人身财产安全提供保证。建筑电气的接地防雷设计是系统性工程，主要包括防雷装置、工作接地、保护接地以及电位连接等防护措施，进而从多个方面应对可能发生的雷电自然现象。通过落实全面的防雷接地措施，能够将建筑雷击时遭受到的瞬间雷电流导入大地，从而保证建筑及相关设备的安全。

2 分析建筑电气的防雷系统设计

2.1 防雷接地装置设计

为避免雷电过电压的产生影响设备运作和人员人身安全，所以在建筑电气的防雷系统中，应进行防雷接地装置的设计，从而将雷电流导入到大地中，降低雷击雷害对建筑设备、人员等方面的安全威胁。在进行设置时，主要采取以下设施和方式：首先，使用防雷网，相关工作人员将建筑物满足条件的金属构件作为接闪器、引下线和接地装置，当金属构架不满足时，需人工敷设防雷网、引下线和接地极。防雷网、引下线、接地装置均设置在建筑物外出以此对内部的建筑起到保证作用，避免建筑内部设备设施和人员遭受雷击。其次，构建并应用避雷针系统，将该系统安设于建筑物最高点，依托于尖端放电原理，保护建筑和人员免受雷击，以此引雷泄放。最后，根据建筑实际情况选择多种避雷器和浪涌保护器，将其与建筑内部目标设备进行并联安装，使用缆线即可，进而从多个方面防止侵入雷引入建筑物室内过电压。

2.2 工作接地设计

在工作接地设计方面，主要按照交流电和直流电分别设计交流工作接地和直流工作接地。所谓交流工作接地，主要是指交流配电系统中性点的接地，一般情况下，建筑所在地区的变电所是给建筑电力的主要来源，在该情况下，建筑电气的交流工作接地完成于所在区域的变电所内。若是建筑具有其相应的变电所，那么相关工作人员需要在变电所内部开展交流接地工作，即以直接的方式将变压器中性点直接接地，若是存在发电机组，也应该将该设备中性点接地。当建筑交流配电系统的工作接地使用独立接地体时，应将接地电阻控制在4Ω以下，若使用共用接地体，则将接地电阻控制在1Ω以下，例如高层建筑。

对于直流工作接地而言，主要对通信机房、消防控制室、电梯机房、计算机机房等使用电子设备集中的场所进行接地保护，通常状况下，接地电阻值应在4Ω以下，不排除特殊情况。当设计直流工作接地时，若是使用共同接地体，则将接地电阻控制在1Ω以下，其中，弱电系统单独接地，与建筑防雷系统之间的距离控制在20m以内，避免互相干扰等情况的发生。值得注意的是，在当前城市化建设水平日益提高的当下，城市建筑密度较高，满足两个接地系统，将电气切实分开的难度较高，因此，最好使用共同接地体进行直接工作接地，以此降低多个系统接地的复杂系数，从而更好地保护建筑及内部设备和人员。

2.3 保护接地设计

对于建筑电气的安全保护接地设计，主要面向的对象是建筑内部电气设备不带电的金属部分，包括电气底座和外壳等。在实际设计过程中，将其与金属线一端进行连接，值得注意的是，该金属线导电性能应较为理想，另一端直接与地面相连接。通过安全保护接地设计措施，能够有效避免因保护接地故障而导致的电器外壳带电最终引发的触点事故。在实际操作过程中，需要将建筑电气设备外壳及其连接的周围金属，直接将其全部连接PE线，之后PE线接地。在此过程中相关工作人员应该注意，PE线与N线不可直接连接。

2.4 防静电接地设计

静电是在摩擦作用下产生的积蓄电荷，通过将绝缘的带静电体产生的静电荷泄放，能够有效避免静电这一积蓄电荷以高电位的方式击穿设备，进而引发电火花导致火灾的出现。除此之外，相关工作人员还应控制防静电干扰，即做好静电接地处理工作，避免建筑电气设备受损，甚至是设备芯片击坏。因此，在开展防静电接地设计时，相关工作人员需要注意设备运行环境的处理，保证其满足建筑标准，为建筑安全提供保障。

2.5 等电位连接设计

对于建筑电气设备而言，其出现损伤的重要原因之一就是等电位差，若是出现该情况，极为容易出现电气火灾或是人身电击等不良情况。在具体设计中，相关工作人员应将平时不带电的电气装置和故障时带电的外露部分以及可能带电的金属体进行连接，并将其接地，从而降低电气设备之间的电位差，甚至将其消除，以此保证建筑设备和人员人身安全。一般情况下，等电位连接设计主要面向是建筑施工过程中的金属管道，通过落实该连接设计，能够有效避免金属管道之间出现电位差，进而对建筑电气设备造成干扰。在实际施工过程中，还应将电气装置外露金属进行连接，使用金属导线即可，从而使其形成等电位体，创造有效的等电位接地，避免干扰到建筑内部。

2.6 屏蔽设计

由于社会经济水平的提高，使得现代建筑物中含有大量电子设备，除了落实上述接地工作，还需要加强有关电子设备屏蔽措施的应用，从而进一步减少对电子设备的干扰。在具体设计过程中，相关工作人员可以根据室内实际情况加装屏蔽网，为进一步减少雷电等不良天气对建筑内部电子设备的影响，还应根据实际情况在房间内进行屏蔽网的加装，以此保证设备平稳运作，为其提供无干扰的运作环境。除此之外，开展防雷接地设计时，相关工作人员应面向建筑内部所有线路开展穿管作业，管材尽量选择金属材质，减少电磁脉冲对电子线路造成的干扰，实现良好的屏蔽效果。

3 研究建筑电气的防雷接地系统质量管理

为保证上述防雷接地设计作用的发挥，相关工作人员应开展有关该系统施工的质量控制，做好设计图纸审查工作，掌握电气图的同时，认真分析建筑内部设备布置情况，保证专业设计图纸衔接清晰、配合协调，避免后续施工错误。目前，最为常见的施工错漏是接地钢筋网连接点漏焊，或是检测点预埋件漏设等，因此，相关工作人员应通过设计图纸的审查减少此类问题的发生。除此之外，对于特殊建筑工程项目系统，例如智能化建筑工程等，应严格按照相关标准和要求开展预留预埋作业，对照强制性标准开展楼内设备的接地。

此外，相关工作人员还应落实防雷技术控制措施，采用导电性高、耐腐蚀强的新型材料，优化接地体质量，延长其使用年限。比如，可以使用铝等有色金属复合接地材料。严格区别PE线和N线，不可混接，提高接地的可靠连接性，最后做好PE干线的等电位联结。

4 结论

综上所述，建筑电气的防雷接地系统对建筑、内部设备及人员安全具有极强的现实意义。因此，相关工作人员应深入研究建筑电气的防雷接地功能，并落实直流工作接地、交流工作接地、等电位连接、防静电接地等方面的设计，以此降低雷电天气灾害对建筑物造成的影响，避免不必要的经济资源损失和人员伤亡。