探究施工现场防雷接地技术

【摘要】雷电严重危害人类的生命和财产，在施工作业现场，由于施工用电设备、金属材料、起重设备以及建筑物内部电气设备的存在，施工作业交叉复杂，更应该在施工作业的各个阶段和各个作业区域作好系统的防雷接地措施。因此本文主要结合施工现场的实际情况，系统性探究相应的防雷接地措施。

【关键词】施工现场；防雷接地

随着我国经济的飞速发展，人们对住宅的需求量猛增，在大中城市有限的土地资源上，高层、超高层建筑综合体不断涌现，于此同时，人们对居住的舒适性和安全性要求也不断提高。对于高层、超高层建筑，其本身以及内部的机械电气设备都容易受到雷电的侵袭。在施工现场，高空作业和露天作业频繁，为避免因雷电造成的人员伤亡、用电设备烧毁、以及建筑物损坏的情况发生，防雷接地措施必须做到系统，全面。

一 、防雷接地技术

雷电的形式主要有：直击雷、侧击雷和感应雷。这三种形式采用的防雷措施又可分为以下两种：

（一）外部防雷

建筑物的外部防雷主要是防直击雷和侧击雷。在建筑物中，外部防雷接地技术主要应用接闪器、接地装置以及引下线等金属装置将雷电产生的电流通引入大地。接闪器包含避雷针、避雷带、避雷网、均压环、避雷线。接地装置包含接地体、接地干线。民用建筑的三个防雷等级：高度超过100米的高层建筑物为一级防雷，19层以上的住宅建筑和高度超过50米的其它民用建筑物为二级防雷，位于当年计算雷击次数大于或等于0.05时或建筑群边缘高度超过20米的建筑物为三级防雷。在确定建筑物防雷等级时，对于雷电活动频繁地区可适当提高防雷等级。对于避雷针的选用应考虑其保护范围，一般情况，避雷针周围60°角的范围内所覆盖的空间均属其保护范围，同时，还应参看避雷针出厂合格质量证明文件。另外，雷暴日数也是确定施工现场装设防雷装置的依据。雷暴日数可以衡量雷电活动频繁程度，雷电活动越频繁，对避雷装置的要求也就越高。故在施工前，应清楚了解工地所处位置的年平均雷暴日数。

（二）内部防雷

雷电强电磁脉冲易干扰精密电子设备的正常运行，建筑物内部防雷主要是通过等电位和屏蔽等来实现。

等电位可以降低防雷区域各金属物与系统之间的电位差。通常建筑物内、外部的非带电金属导体、管线、电缆槽、金属结构和信息系统的外露可导电部件均应作好等电位连接。重要的电子设备可以通过加装电涌保护装置对雷电的电磁脉冲进行分流和限压。通常情况下，电涌保护器与大地之间的通路呈高阻态，不影响供电和设备运行，遇雷击或过电压时，电涌保护器迅速与大地导通，将过电流泄放入大地。

雷电产生的强电磁脉冲易在传播空间产生交变的电磁场，并以电磁波的形式传播电磁能量。高频电磁波对其传播途径上的设备和电路产生干扰。屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径，从而消除干扰。懂得消除电磁干扰的原理，就能从建筑物内部钢筋、均压环以及重要电子设备的布置和接地采用全面的屏蔽措施。

二、工程实例分析

下面就针对一南方城市工地的施工现场分析防雷接地技术。

本工程为在南方城市一山地地区（工程三面环山）拟建建筑物8栋，其中1#-6#楼为居住和商住楼，地下1层用作非机动车停车场，，地上为33层，高99.3米，平面布置成蝴蝶状，基底面积由于各建筑配套功能不一而不尽相同，除6#为纯居住建筑外，另外5栋楼靠近外街，首层以及部分利用建筑面积作商业用；13#楼为幼儿园， 建筑平面为矩形，基底面积1068平方米，共3层高10.65米；14#楼为商业楼，建筑平面为矩形，基底面积13495平方米，共4层高23.8米，其中首层转角处做架空通道；地下室设置为1层，高5米。

1、起重机械防雷措施：

本工程施工中采用施工升降机和塔式起重机作为垂直运输设备， 由于工程建筑物高度为99.3米，使用的起重设备的安装高度较高，对于施工升降机，应考虑在其顶部安装避雷针，且与防雷引下线可靠连接，而对于塔式起重机，按规范可以不设避雷针，但必须做好保护接地和防雷接地。起重机械的电源单独配置供电箱，箱内应设置电气保护装置，内置接地线必须连接可靠。同时，接地电阻阻值应小于4Ω，共用接地体电阻时电阻值应小于1Ω。在接地体设置时，应考虑周围的环境温度，尽量避开使土壤电阻率升高的高温地方和腐蚀性较强的土壤。

2、施工现场用电及建筑物的接地与防雷措施

施工现场一般根据作业区域的不同，均会设置专用配电箱、现场照明、配电线、变配电装置、智能化系统和用电装置，如人体直接接触或在规定的安全距离范围内靠近电气装置的带电部分和的带电体，就会引起触电事故。同时，雷电也可通过树木、山丘、高大建筑物的顶端、人体作为泄漏电流途径，其所带的高电压和强电流会给人类带来巨大的危害。施工用电接地系统包含工作接地、保护接地、重复接地和防雷接地。对于电力系统而言，应满足：施工现场由专用变压器供电时，应将变压器低压侧中性点直接接地，并采用TN-S接零保护系统。由专用发电机供电时，必须采用TN-S接零保护系统，将发电机的中性点直接接地。直接由市电供电时，接地、接零方式应于市电供电系统一致。在接零保护系统中，电气设备的金属外壳应与保护零线相连。具体细节可参考GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》。根据规范和设计文件的要求，本工程接地系统中，防雷接地、变压器中性点接地、电气设备的保护接地、电梯机房、消防控制室、通信机房、计算机房等的接地共用统一接地极，接地电阻不大于1Ω， 可再根据现场情况， 增设人工接地极。智能化系统一般采用公共接地。

对于建筑物本身，可利用建筑物金属装置如金属设备、门窗的金属与电讯、电气装置、防雷装置连接起来，让信号线、电源线通过对应的电涌保护器等电位连接，使建筑物地面、金属管、线路处于相同的电位，从而保障建筑物内部无危险电压存在。均压环可作为本工程的避雷带，安装在建筑物周边，防止侧击雷的袭击。在建筑物30米以上的地方，每两层设置一圈均压环，常采用同规格的圆钢或40mm×4mm规格的扁钢，亦可用建筑物内部的圈梁主钢筋。建筑物的金属门窗、金属栏杆等则用圆钢或者25mm×4mm规格的扁钢与均压环连接。在建筑物顶部，避雷针、避雷带以及防雷引下线应符合设计文件的要求和相关的标准、规范。

雷电的强电磁脉冲对建筑物内部精密电子设备产生的干扰较大，应对建筑物采用合理的屏蔽措施，降低电磁干扰。一般采用建筑物内部主钢筋将雷电流引到接地体。在电气系统和智能系统的布局上，应考虑尽量远离建筑物外墙以及受干扰较强的区域。对微电子设备房间，屏蔽措施与微电子设备信号接口、电源线的接地、防过电压、等电位连接、加装仪器金属外壳以及屏蔽网等有关，且重要的电子设备应布置在较低的楼层。

除以上提及的施工现场防雷接地措施，还应考虑现场搭设的防护棚、临时生活办公用房，材料房、设备房、脚手架等的防雷接地。钢脚手架应可靠接地，在这些建筑物上有突在部位的地方装设避雷针，雷雨季节施工必须注意安全，避雷针的高度应随现场的实际情况及时调整。

三、结束语

以上是本人针对工程实例中一些主要防雷接地措施的探讨和总结。在复杂的施工环境中，只有对各个环节具备全方位的掌握，本着严谨、科学、认真的精神，按设计文件和安全规范施工，才能保证施工现场的作业安全有序的进行以及建筑物的安全使用功能。

参考文献

[1]《民用建筑电气设计规范（附条文说明[另册]）》（JGJ 16-2008）

[2]《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）

[3]《等电位联结安装》（02D501-2）

[4]《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》（GB50601-2010）

[5]《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）