浅谈建筑物防雷设计在实际中的具体应用

张晋平

[摘 要]：何为接地极、人工接地极和自然接地极，在实际工程应用中的比较，哪种接地方式在实际中更加实用、环保、安全。以及对《建筑物防雷设计规范》对外部防雷装置采用不同金属物的要求的理解和应用。

[关键词]：人工接地 自然接地

本人在基层从事建筑电气工作多年，常感觉防雷接地这一块最复杂，最难于把握，现把本人在工作中遇到的防雷接地方的问题和作一下陈述。

一、防雷接地的方式

1、接地装置是接地体和接地线的总称，其作用是将闪电电流导入地下，防雷系统的保护在很大程度上与此有关。接地工程本身的特点就决定了周围环境对工程效果的影响，脱离了工程所在地的具体情况来设计接地工程是不可行的。

2、接地体：又称接地极，是与土壤直接接触的金属导体或导体群。接地体做为与大地土壤密切接触并提供与大地之间电气连接地导体，安全散流雷能量使其泄入大地。

接地体分为人工接地体与自然接地体。

接地设计中，利用与地有可靠连接的各种金属结构、管道和设备作为接地体，称为自然接地体。人为埋入地下作接地装置的导体，称为人工接地体。当自然接地体的电阻能满足要求并不对自然接地体产生安全隐患的，在没有强制规范时就可以用来做接地体。

①自然接地极：交流电气装置的接地宜利用直接埋入地中的或水中的自然接地极，如建筑物的钢筋混凝土基础（外部包有塑料或橡胶类防水层的除外），金属管道（可燃液体或气体、供暖管道禁用）、电缆金属外皮、深井井管等。当自然接地极不满足接地电阻要求时，应补设人工接地极。

②人工接地极：是深入潮湿土壤层来降低电阻的。深埋的接地棒、接地极或接地管，深埋的同时还要确保金属导体不会过度腐蚀

实践表明，采用人工接地极时，如果延长了接地线，增大了接地电抗，对防雷不利，还增加了造价。当接地线超过一定长度时，由于电抗太大，等于未设防雷接地。在施工过程中常有施工人员询问接地极打入地下多少，周围的填土情况，遇到这些情况很难把握。

当建筑物处土壤电阻率过高时，为降低接地电阻，常采用以上方法：

①远离建筑物，土壤电阻率低处打接地极，这在实际操作中增加了施工难度。

②换土，在施在中很难把握。

③采用降阻剂。

采用埋设在建筑物水泥基础内的钢质接地极。这种接地极可以是土建结构绑扎的钢筋，也可以是基础槽内专门预置的焊接或压接成环的扁钢。这种接地极具有如下优点：

①接地电阻相对稳定，不受季节和气候变化的影响。

②通过导电的水泥与大地的大面积的接触，接地电阻非常小。由于直接位于建筑物内，拉地线最短，接地电阻也最小。

③不需开挖土方。

④它兼起总等电位联结的作用。

⑤水泥隔绝了接地极与泥土的接触，避免了泥土的化学腐蚀，接地极的寿命几乎与建筑物一样长，不需维护和更换。

⑥利用基础内的钢筋作为接地极时，这样既节省了材料减小了造价提高了施工进度。

⑦还可当建筑物施工现场的接地极。

我个人认为这种方法是可行的，既符合我们所提倡的节能、环保又安全、经济。我只是一名普通的设计人员，可能知识有限，专业水平不高，所以看法也肤浅。

二、接地极的材料

接地极的材料我看现在《雷规》中补充了外部防雷装置采用不同的金属物要求。在接地装置中提到了采用铜、镀锡铜。铜接地体与热镀锌扁钢接地体性能比较。

①耐腐蚀性：接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化腐蚀两种形式，在多数情况下，这两种腐蚀同时存在。铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的2%--10%。

②导电性：铜的表面会产生附着性极强的氧化物（铜绿），能够对内部的铜起到很好的保护作用，阻断腐蚀的形成。当铜与其它金属（钢结构、水管、气管、电缆护套等）共存地下时，铜作为阴极不会受腐蚀；钢材是逐层腐蚀的，镀锌层具有一定的抗腐蚀性。钢接地体接头部位经过高温电弧焊接加工后会出现点腐蚀情况，一般只能保证10年的使用寿命。而铜不存在点腐蚀情况，寿命较长。

③热稳定性：铜的熔点为1083，短路时最高允许温度为45℃；而钢的熔点为1510，短路时最高允许温度为400。

④铜接地体施工方便。水平主网采用铜绕柔性好，允许弯曲半径小，所以拐弯方便；铜线机械强度高，使其能够成卷供货，便于机械化施工。搭接处采用专用的卡子，操作方便，加快施工进度，节省人工费用，简化施工工艺，更重要的是保证了铜接地网的连接质量。

所以，铜接地网相对热镀锌扁钢接地网，具有导电性能优、热稳定性好、耐腐蚀性能好、耐腐蚀性能强、施工方便、寿命长、投运后检修维护工作量少等优点。

结束语

以上这些是我在这些年在实际工程中所遇到的一些问题，常年在一线工作，对规范的理解和应用实在有限，我一直希望自己所做出的工程既经济又合理，安全可靠，给人们提供更加可靠，更加方便，更加合理的用电需求。

希望有关专家在看到我的论文的时候能够多开展开一些在网上的视频讲座，或者通过一些别的渠道，因为参加工作的设计人员平时工作很忙，没有时间再去学习，我们可以在结合实际的前提下，带着问题去学。我们在费用等实际问题的顾虑下，望而止步。多给我们这些如饥似渴的设计人员提供一些免费的讲座或书藉。给我们提供一个学习交流的机会。这样及时的把最新的技术、最好的方法、最科学的设计理念灌输给我们这些年青的设计人员，这样，就可以多出精品、提高电气设计的安全系数。在一些相关的电气专业书中多次提到我国的电气设计水平存在一些不好的地方，那我们就应该积极的行动起来，我个人认为只能基层一线人员的设计水平整体提高了，那我国的电气设计水平才能够提高。

参考文献：

[1] GB 50057----2010年版 建筑物防雷设计规范 [S]

[2] GB JGJ16----2008年版 民用建筑电气设计规范 [S]

[3] JGJ242-2011 住宅建筑电气设计规范 [S]