刍议电气防雷

摘要：本文首先介绍了电气防雷接地保护工作原理和电气防雷设计，然后分析了电气防雷在住宅建筑工程中的应用，最后阐述了建筑电气防雷接地施工流程。

关键词：建筑电气；防雷接地；工作原理；防雷设计；施工流程

中图分类号： TU198 文献标识码： A

随着现今社会的不断进步与发展，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，电气设备也因高层建筑的增加而被广泛应用，其中存在的很多安全问题不容我们忽视。雷电天气时高层的建筑物被雷电击中的几率较大，那么设计、建造高楼过程中如何避免遭受雷击的防雷技术是非常重要的。

1电气防雷接地保护工作原理

1.1 防雷接地

为把雷电迅速引入大地，以防止雷害为目的的接地。防雷装置如与电报设备的工作接地合用一个总的接地网时，接地电阻应符合其最小值要求。

1.2 交流工作接地

工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N 线)接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。 必须注意，该接线端子不能外露；不能与其它接地系统，如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接；也不能与 PE 线连接。

1.3 安全保护接地

安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件，有 PE 线连接起来，但严禁将 PE 线与 N 线连接。

1.4 直流接地

为了使各个电子设备的准确性好、稳定性高，除了需要一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面积的绝缘铜芯线作为引线，一端直接与基准电位连接，另一端供电子设备直流接地。

1.5 功率接地系统

电子设备中，为防止各种频率的干扰电压通过交直流电源线侵入，影响低电平信号的工作而装有交直流滤波器，滤波器的接地称功率接地。

2电气防雷设计

建筑物雷电防护是一个全方位、系统的工程，需建立科学的防护体系，其基本原则和方法是提供合理的雷电流泄放通道，进行分流、均衡电位、屏蔽、合理布线和接地。根据雷电的侵入途径，在进行雷电防护设计时将直击雷防护、感应雷防护和雷击电磁脉冲防护综合在一起，全方位考虑，层层设防。

2.1 分流

通过引下线将接闪器上的雷电流泄放到大地，分流的效果直接取决于引下线数量的多少。引下线越多，每根引下线通过的雷电流就越小，其感应范围就越小。当建筑物高于30m时，从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连。这样可以减小引下线的电感，同时还可以降低反击电压。进入建筑物的电源线路、天馈线路和各种信号线路应在不同的防雷区界面处，以及终端设备的前端根据IEC1312雷击电磁脉冲防护标准和GB50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范等的要求，分别安装上电源类、天馈类和各种信号类电涌保护器（SPD），然后将这些电涌保护器的接地端与符合规范要求的接地体连接。

2.2 均衡电位

均衡电位指建筑物内的各部位均能构成同一电位（等电位）。将建筑物各部位的结构钢筋和建筑物内各种设备的金属外壳及金属管道都连成统一的导电体，建筑物内部就不会产生电位差，保证建筑物内部不会产生反击和危害人身安全的接触电压或跨步电压， 这是现代建筑防感应过电压的有效手段。

2.3 屏蔽

屏蔽的主要目的是对建筑物内的各种通信设备、电子计算机、精密仪器和各种微电子等设备的防护。建筑物内的这些设备不仅在防雷装置接闪时受到电磁干扰，而且易受雷电波的电磁辐射，甚至其他波源发出来的电磁波也会对其产生影响。因此，尽量利用钢筋混凝土结构的顶板、地板、墙面和窗、梁、柱等，使其构成一个六面体的网笼，有效地屏蔽掉各种电磁脉冲侵害。

3电气防雷在住宅建筑工程中的应用

3.1 防雷的类型

在雷电的发生过程中，除了会出现直击雷以外，还可能出现感应雷等现象，对感应雷进一步划分，又可分为电磁感应雷、静电感应雷。因此防雷可以分为防直击雷和防感应雷。

3.2 所应采取的防雷措施

由于现代住宅中大功率电器越来越多，所以在住宅建筑工程中不仅需要防直击雷，且需要防感应雷。防直击雷在目前情况下，一般采用避雷带、避雷针、避雷网敷设在建筑工程屋面，在易遭受雷击的部分通过接地电阻较小的装置和引下线进行连接，在安装的过程中应注意将屋面上全部的突出金属部件和避雷带、避雷针、避雷网进行有效的可靠性连接。另外金属屋面(厚度满足规范要求) 可直接当作闪接器，柱内的主钢筋(不少于2根Φ16)可作为引下线，基础钢筋作为接地的基本装置，此种做法具有较好的经济性和实用性。

为了避免出现高位电入侵和感应雷带来的危害，我们应在电缆进出户处将电缆金属外皮做可靠性的接地。并将建筑物内的设备、管道、构架、钢窗等较大金属及电缆金属外皮接到防雷电感应的接地装置上。

此外，在对避雷器和其过电压保护器进行安装时还要突出强调等电位联结的重要性，也就是说进行设计和施工时，应将建筑物内、周围的全部金属物用科学的电气连接方式进行连接，确保整座建筑物在空间上形成性能较好的等电位体，只有这样才能有效降低建筑物内和周围全部金属部件中存在的电位差，也就有效避免出现建筑物内部设备遭到高电位反击或人遭到雷击的危险事故。

3.3 防雷装置及其作用

在住宅中进行防雷设计主要是指统一考虑防雷的内部装置和外部装置。其中防雷的外部装置也就是传统意义上的避雷装置主要由接闪器、引下线、接地装置等三部分构成。其中接闪器有三种主要的形式: 避雷带、避雷针、避雷网，它们大都在建筑物的最上方，其主要作用是截获闪电或进行引雷，而引下线的上方和接闪器进行连接，下方和接地装置进行连接，它的主要作用就是将所截获雷电流引到接地装置中。因为接地装置需要安装在地下深度位置，所以它具有将雷电流散失到大地中的功能。

防雷内部装置主要由等电位联结系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等几部分组成，其主要作用是使得建筑物内部的电磁效应和雷电流得到减少，并且防止出现接触电压、反击、跨步电压等严重的二次雷击损害。当雷对避雷器进行直击时，雷电流会对其它电气设备进行反击，导致电气设备出现烧毁的现象，严重时还会引起火灾，因此在对住宅防雷和电气设备接地进行设计的过程中需要对这方面的保护措施进行全面考虑，防止出现人员伤亡和经济损失。

4建筑电气防雷接地施工流程

4.1 施工前的准备工作

4.1.1 外部条件

一般来说，防雷装置的接地方式可以分为两种，一种是人工接地体，另一种是把地板钢筋和深基础为接地体。如果采用前一种接地方式，就务必要在施工前做好场地清理工作，这样做是为了给接地工作提供足够的环境空间；如果用后一种接地方式，要注意到连接处是否科学合理。在外部条件这一方面，不仅仅要注意接地体的安装，其他相关线路的分配和安装当中也应注意起来，为施工时期的人工操作创造一个安全可靠的工作环境。

4.1.2 熟悉各环节的安装规定

对于防雷接地工作，我国推出过很多相关的规定，在施工的时候一定要仔细了解各环节的安装规定将风险降到最低。譬如说，在安装铅包钢的接地线时，接地线和铅包钢接地极和设备与铅包钢接地都一定要使用专门的连接头，不可以为了节约成本而使用其他材料来替代。除此之外，如果接地工作在防爆区进行，就务必要在合适的位置安装一个放松装置，并且安装接地线之前，相关技术人员一定要勘察现场然后再接地端抹上导电膏，这样做是为了最大程度上保障并完善工作完成之后的实际测量和数据记录。

4.1.3 做好安全防护工作

安全防护工作的开展主要是为了最大程度上保证施工质量和施工人员的人身安全，对此一定要按照相关的安全规定，派有经验的专业人员进行现场的检查和监督工作。当然，施工人员自身也要加强保护，建筑单位可以在适当的时候对施工人员开展安全教育，将保护措施发挥到最大化。具体的防护工作包括多个方面，譬如说施工人员在进行工作的时候务必要戴好安全帽，如果需要进行高空作业，要事先检查安全绳是否安全可靠，并随身配备好有效的灭火装备，一旦在作业时发生火灾，就可以做出及时的应对。对于建筑施工中出现的垃圾，一定要做出及时的处理，尤其是人为造成的高空垃圾，因为垃圾的存在会在很大程度上增加意外事故的风险。

4.2 施工中的技术措施

4.2.1 接地方法

防雷接地工作要在具体测量的前提之下方可得以进行，并且要参考相关的规范标准，如果实际的测量结果和规范标准有一定的差别，那么就要通过增加人工接地极来进行补救。在搭接圆钢和底钢板的过程当中，要保证二者当中钢筋长度和直径的合理性，通常情况下，搭接钢筋的长度应当比地板钢筋的直径，具体数据还要根据施工环境来确定。焊接的时候一定要使得缝隙达到饱和的程度，除了饱和之外，其他的情形均属于不合格的。

4.2.2 防雷引下线的施工

对于防雷引下线的施工，首先要仔细地查看事前的设计图纸，切不可以完全根据工作人员的感觉和经验来进行作业。一般来说，设计图纸当中对于防雷引下线的设计都会有相关的标注，并会对防雷引下点做好强调，具体的施工过程当中务必要按照这些标注来工作，值得注意的是，在这一环节要做好地下结构柱钢筋的绑定，如果出现纰漏将会造成不良的影响，将施工质量大打折扣。在进行接地极和入户处的连接工作时，一定要通过有效的手段保证设备不存在外露的情况，也要最大程度上避免出现导电部位。

5结语

对于高层建筑来说，电气系统的可靠性关系到设备的安全运行，更关系到人身安全，对于接地系统常常出现的设备损坏、人身伤亡事故是常常有的。所以，如何保证防雷接地系统的安全性和稳定性，是建筑电气系统中的关键问题。

参考文献

[1]杨峻.论建筑电气安装防雷接地施工[J].中华民居,2011,(7):560.

[2]国家规范．建筑物防雷接地规范(GB50057－2010) ．

[3] JGJ16―2008民用建筑电气设计规范［S］