防雷接地系统设计建议

2022-10-19袁天

现代建筑电气 2022年8期

袁天

(中信建筑设计研究总院有限公司, 湖北武汉 430014)

0 引言

随着城镇化逐步推进,用地紧张,超高层建筑越来越多,超高层建筑和复杂综合体的防雷接地设计中,由于接地干线多,机房多,接地的特殊做法多。特别是医疗水平提高,医疗建筑业越来越多,对防雷接地系统可靠性要求更高。常规设计中,防雷接地系统主要以设计说明和平面图为主,施工质量参差不齐,然而防雷接地系统可靠性及其重要,因而本文对防雷接地系统图的意义进行了探讨。

1 分析建筑工程设计文件编制深度规定

根据文献[1]中“4.5.9防雷、接地及安全设计图:① 绘制建筑物顶层平面,应有主要轴线号、尺寸、标高、标注接闪杆、接闪器、引下线位置。注明材料型号规格、所涉及的标准图编号、页次,图纸应标注比例。② 绘制接地平面图(可与防雷顶层平面重合),绘制接地线、接地极、测试点、断接卡等的平面位置、标明材料型号、规格、相对尺寸等及涉及的标准图编号、页次,图纸应标注比例。③ 当利用建筑物(或构筑物)钢筋混凝土内的钢筋作为防雷接闪器、引下线、接地装置时,应标注连接方式,接地电阻测试点,预埋件位置及敷设方式,注明所涉及的标准图编号、页次。④ 随图说明可包括:防雷类别和采取的防雷措施(包括防侧击雷、防雷击电磁脉冲、防高电位引入);接地装置型式、接地极材料要求、敷设要求、接地电阻值要求;当利用桩基、基础内钢筋作接地极时,应采取的措施。⑤ 除防雷接地外的其他电气系统的工作或安全接地的要求,如果采用共用接地装置,应在接地平面图中叙述清楚,交待不清楚的应绘制相应图纸。”

由文献[1]中对于防雷接地主要是针对平面和具体做法的要求进行了详细的说明,防雷接地系统在设计说明和平面图的基础上增加防雷和接地的系统图表达,能更清晰地表达整个建筑物的防雷和接地系统,便于指导施工,提高防雷接地系统的施工质量和系统的可靠性。

2 分析图集和规范

查阅08D800-8《民用建筑电气设计与施工—防雷与接地》[2],建筑物防雷与接地系统示意图如图1所示。

图1 建筑物防雷与接地示意图

由图1可知,防雷引下线、电井接地干线、电梯机房接地、电视机房接地、通信机房接地、弱电机房接地、变配电室接地、空调机房接地、水泵房接地、MEB等接地形式和做法。如参照此防雷接地示意图,设计出完整的防雷接地系统图,可以补充表达设计说明和平面图中无法说明的内容,使得整个防雷接地系统更加完整严密。便于现场施工人员理解防雷接地的设计原则和具体做法。

3 工程案例

某商务核心区工程,为集办公、商业、机动车库为一体的综合性建筑,其中:裙房4层,塔楼为39层办公,地下3层为停车库及设备用房。本工程地上建筑高度为183 m,总建筑面积为114 534 m2,其中地上建筑面积为76 330 m2,地下建筑面积为38 204 m2。

本工程变压器中性点接地、防雷接地、电气设备的保护接地、电梯机房的接地、消防控制室的接地、弱电机房弱电设备的接地等共用统一的基础接地极,要求接地电阻不大于1 Ω。低压保护接地型式采用TN-S系统,PE线利用五芯电缆中的一芯,由变配电室低压配电屏引出并同相线同路敷设。整个系统中性线(N)与保护线(PE)应严格分开,不得混接。凡正常不带电,而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均应可靠接地。变配电房内采用总等电位联结,总等电位端子箱通过结构柱上预留接地端子与基础接地装置联结。总等电位板由紫铜板制成,应将建筑物内保护干线、设备进线总管、建筑物金属构件等进行联结,总等电位联结线采用1×25 mm2铜芯导线或40×4 mm2热镀锌扁钢,总等电位联结均采用等电位卡子,禁止在金属管道上焊接。所有强、弱电竖井内均垂直敷设一条-40×4热镀锌扁钢作为接地干线。接地干线由变配电所MEB箱引出,经由变配电室至各区域的干线电缆桥架分别至各区域强、弱电井。电缆桥架、母线槽盒外壳及其支架和引入或引出电缆的金属导管应可靠接地,全长不应少于两处与接地干线联结。槽盒在连接处应采用跨接处理,保证接地电气联结。强、弱电井的接地干线其下端就近与基础接地网可靠联结。竖井距地0.3 m水平敷设一圈40×4热镀锌扁钢,水平与垂直接地扁钢间应可靠焊接。强电井内各配电箱的PE端子排、槽盒均应用WDZC-BYJ-1×10 mm2,与等电位接线箱内接线铜排可靠联结。风机房、水泵房、电梯机房、无机房电梯的井道基坑等场所接地利用结构柱内两根主筋互相焊接引上至机房,在机房地面上0.3 m处设局部等电位端子板,引出后用-40×4镀锌扁钢在机房内距地0.3 m处作一圈接地装置。消防控制室、弱电机房、电子信息机房等均采用多股铜芯线WDZC-BYJ-(1×35)mm2-PC32作为专用接地引下线,下端与接地极焊接并采取防腐措施,上端引至各机房地面0.3 m处后设LEB端子箱,供弱电设备接地用。机房内电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备的防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器接地端均应以最短的距离与等电位接地端子联结。垂直敷设的金属管道及金属物的底端及顶端应与防雷装置联结。在带洗浴设备的卫生间采取局部等电位联结。局部等电位端子箱(LEB)分别与房间钢筋网及场所内所有金属管道、构件联结。

由以上接地及安全措施做法非常复杂,涉及的接地及安全做法分为很多类别。例如变配电房、柴油发电机房的接地做法;强弱电井的接地做法;风机房、水泵房、电梯机房、无机房电梯的井道基坑等场所的接地做法;消防控制室、弱电机房、电子信息机房等的接地做法;金属管道及金属物的接地做法;仅根据涉及说明和平面图纸,无法清晰表达完整的防雷与接地系统,对于指导施工和工程造价均存在较大困难。

参考08D800-8文献[2]中建筑物防雷与接地系统示意图,防雷接地系统图如图2所示。可知总等电位接地的设置位置及数量,局部等电位的设置位置及数量,各设备机房的接地做法及数量,不同接地干线的设置位置及数量。进而可以高质量地指导现场施工,精细地进行工程造价计算,从而提高工程质量和防雷接地系统的可靠性。