浅谈建筑物弱电设备防雷接地

摘要：目前防雷接地保护已成为我们电气工作者非常关注的领域，特别是在弱电设备中，它的好坏将极大影响设备的安全运行，但现在有很多人不太了解弱电设备防雷接地技术及施工。文章结合公司俱乐部及文体馆建筑物弱电工程，在此分析探讨了防雷接地设计和施工。

关键词：建筑物；弱电设备；防雷接地保护

中图分类号：R19 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）01-0196-02

一、概述

雷电是一种自然放电现象。由于雷电放电电压高、放电时间短，它的产生人类目前无法控制。雷云的生成、移动、放电的整个过程伴随多种物理效应，如：静电感应、高温高热、电磁辐射、光辐射等；这些物理效应的共同作用已严重危害室内弱电设备的安全运行，甚至危及工作人员的安全。雷电灾害严重性还表现在波及面广，主要有两个方面的因素，首先积聚大量电荷的雷云有较大的活动范围及其放电过程的辐射范围可覆盖达几十公里的范围，其次地面各种网络（电力、通信等网络）的相互渗透、错综复杂，使雷电灾害的范围进一步扩大。在雷击中心数公里范围内都可能产生危险过电压，损害线路上的设备。

二、防雷接地要求

机房或设备间的接地，按其不同的作用分为直流工作接地、交流工作接地、安全保护接地。此外，为了防止雷电的危害而进行的接地，叫做防雷保护接地；为了防止可能产生聚集静电荷而对用电设备等所进行的接地，叫做防静电接地；为了实现屏蔽作用而进行的接地，叫做屏蔽接地或隔离接地。弱电工程综合布线接地要与设备间、配线间放置的应用设备接地系统一并考虑。符合应用设备要求的接地系统也一定满足综合布线接地的要求。埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体称为接地体。从引下线断接卡或换线处至接地体的连接导体称为接地线。接地体和接地线统称为接地装置。在接地装置中，用接地电阻来表示与大地结合好坏的指标。上列各种接地的接地电阻值必须参照国家标准2887-89《计算站场地技术要求》中的规定。接地就以接地电流易于流动为目标，因此接地电阻越低电流越容易流动。综合布线的接地希望尽量减少成为干扰原因的电位变动，所以接地电阻越低越好。

三、电缆接地

在俱乐部、文体馆的入口区，以及每个二级交接间都应设置接地装置，并且它们入口区的接地装置必须位于保护器处或尽量接近保护器。干线电缆的屏蔽层必须用4mm2多股铜线焊接到干线所过的配线间或二级交换间的接地装置上，而且干线电缆的屏蔽层必须保持连续。引入电缆的屏蔽层必须焊接到入口区的接地装置上。

四、接地体连接电缆的要求

在距接地体30m以内，接地导线用直径为4mm的外包绝缘套的多股铜线缆。配线间中的每个配线架（柜）均要可靠地接到配线架（柜）的接地排上，其接地导线应大于2.5mm2，接地电阻要小于1Ω。

五、弱电专用接地系统组成

1．接地线：地线网由镀锌扁铁（-40×4）排连接成。走线方向按大楼的布线系统。各需要防静电干扰的仪器设备通过铜芯导线与网可靠的连接，使整个系统形成一个独立的防静电抗干扰体系。

2．接地体：人工接地体可采用钢管、圆钢、角钢、扁钢等制成同时，为了增加其导电性、提高其防腐能力，可采用外表镀锌材料。

（1）接地体长度为2.5m镀锌角钢（∠50×5）数量3根。

（2）垂直做水平或耙形埋设。

（3）角钢间距为2.5m～3m。

（4）埋设深度≥0.6m。

（5）垂直接地体可用镀锌扁钢焊接而连成一体，接地体引出线与地线网若做锣钉连接需牢固可靠，接点作防腐处理。

（6）为了增加接地体的导电性，可对接地体的封环境进行降阻处理。可用石灰、盐、水、木碳酸、金属屑等材料按比例配制进行浇灌。

3．防静电、抗干扰接地方案

（1）在建筑结构四周设置四个接地体。

（2）在每个接地体与地网线相连处设置一个检测点。

（3）四个接地体与地线网可靠连接，使整个接地系统连成一个系统网。

4．抗干扰地线是设备系统的低电平信号，同时为了安全起见，需设置一条安全地线，以防外壳感应电对人体的伤害，但要注意其接线方法：

（1）内壳与外壳用金属件连成一体，外壳与接地体用金属件连接，须可靠耐用。

（2）抗干扰信号地、包括屏蔽线须单独与接地体相连。

六、弱电接地系统建议采用联合接地

我们的建筑物都是钢筋混凝土或金属结构，只要将建筑物的基础、柱、梁内的钢筋通过焊接或绑扎，就能形成多个闭合的电气通路；由于建筑结构中的钢筋或金属件很多，彼此又非常接近，因此形成一个完善的法拉第笼，在这个笼内的电气线路和设备不会因外界的雷电流而造成危险的电位，因为多个闭合的电气通路将阻止雷电流进入建筑物内部。当雷电直接击到作为接闪器的建筑物的顶部金属件或钢筋网时，冲击电流经过建筑物柱内的钢筋或金属柱向下流入大地，并在建筑物的表面形成电气屏幕。当冲击电流流向建筑物中心时，被由屏幕在闭合金属导电框架中产生的感应电流所抑制，电气屏幕所产生的感应电压降将伴生一个围绕整个建筑物的磁场，这个磁场包围着建筑物内部的其他垂直导体，并在每个柱子的顶部和底部感应出等量的电压，因此电气屏幕上任何一个垂直导体与建筑物内部的垂直导体的电位差很小，不会超过不允许的接触电压。

七、设备接地

应该说明的是，防雷工程不能阻止雷电发生，只能将由雷电引起的危害降低到最低程度。

1．金属构件：将防护区域内所有金属构件连接是出于增加分流途径和均衡途径，使雷电电磁脉冲的作用减弱，使均衡电压更低，并使系统结构趋于防护的优化。不过连接时必须考虑金属的电化次序，以防止产生腐蚀。

2．电源线：利用屏蔽接地引入的方式将衰减70%的雷电流能量引入后第一级防护必须考虑使用放电能力强的防雷器，因为在此产生的雷电流较强。在通过单独供电时由于布线与接闪铁塔可能平行，由此而耦合进的能量只要用过电压保护器对地进行限压即可。

3．信号线：有线电视、监控系统、消控系统、网络信号线等没有采用均衡措施。基本程序完成后，等电位连接措施将为一个防护区域内的所有金属导体提供一个完善的电位补偿系统。当瞬态现象无论从何处侵入，电位补偿系统都能使该区域内所有导电物体电位处于基本相等或绝对相等，尽管这个电位相对于远处有很大的电压差，重要的是，该区域内部不存在足以损坏设备的电位差。

4．电源防护：在机房弱电配电输出端安装电源避雷器；在机房UPS输入端安装电源避雷器；在机房弱电井道处安装电源避雷器；在电梯机房电源进线处安装电源避雷器。

作者简介：季斌（1961- ），男，江苏徐州中石化管道储运公司工会技工，研究方向：电力。