防雷接地施工技术在高层建筑中的应用研究

潘觅

摘 要：防雷接地设计对高层建筑物的安全使用， 电气设备的正常运行有着至关重要的用。

关键词：防雷接地施工技术；高层建筑物

1 防雷接地概述

随着我国科学技术的飞速发展，各种高层建筑结构犹如雨后春笋拔地而起，楼房结构也变得越来越复杂。高层建筑由于在地面上有着极高的高度而变得更容易受到雷电的威胁。因此在工程项目中做好防雷接地也显得越加重要。防雷接地的主要目的在于通过与大地土壤连接一条电缆线路，使得将雷击造成的过电流和电压通过线路顺利的导入土地，进而避免雷击造成的建筑毁坏现象。在当前的高层建筑施工中，防雷接地主要包含以下几点；①雷电接受装置：是通过采用直接或者间接的雷电金属杆或者避雷针等装置突出建筑物表面，进而做到引雷要求。②接地线：接地线也被称之为引地线，是传输雷击电流的金属导体线路，是与接地装置相连接，从而将电流顺利引入土壤中间环节。③接地装置：接地装置是接地线与接地体之间的综合，是降阻剂。离子接地等方式构成的，不过目前的建筑工程项目中，我们最常见的接地装置为扁钢结构模式。

2 外部防雷接地装置

2.1 接闪器

接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按人们设计的通道泄放到大地中去。目前一般高层建筑较多采用避雷针、避雷带、避雷网以及做接闪的金属屋面和金属构件等相结合的方式，利用金属导体引下，由接地极泄流入地的方法防直击雷。由于这种方式制作安装方便，价格低廉，在工程中为首选。

2.2 引下线

引下线在防雷击地系统中是不容忽视的重要组成部分，其在利用的过程中是通过连接接闪器与接地装置的金属导体为一体的接地方式，在应用中主要主要通过接地下线的强度和耐腐蚀度为基础分析，确保引下线在应用中能够承受过大电流的输入。引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m（引下线间距按建筑物类别确定）。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于18m。

2.3 接地装置

接地是防雷技术最基础的环节，不管是直击雷、感应雷或其他形式的雷，最终都是把雷电流送入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，是不可能可靠防雷的。所谓接地，就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压，避免发生反击。实际应用证明，这样的接地网有以下优点：一、经济美观。二、使界面以内的电场分布较均匀，减少跨步电压对人的危害。三、减少室内被雷击时，由于地面电位梯度大产生对设备高电压反击的危险。四、不必维护，寿命长。

2.4 均压环

接闪装置在捕获雷电时，引下线立即升至高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，使其电位升高，进而对人和设备构成危害。为了减少这种闪络危险，最简单的方法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。《建筑物防雷设计规范》中规定：当建筑物高于30m时，不仅要防直击雷，还要防侧击雷。

3 内部防雷接地装置

3.1 笼式避雷网

随着电子技术的发展，高层建筑物内几乎无不设有复杂程度不同的电子设备和计算机系统。这些电子设备非常灵敏，但耐压很低。以微机为例，当雷电电磁脉冲的磁场强度超过0.07高斯时，就会引起微机的误动作，当磁场强度高于2.4高斯时，就会造成微机的永久性损坏。因此，必须对雷电电磁脉冲采取必要的防护措施。防御雷电电磁脉冲干扰的理想防雷设计方案是笼式避雷网。笼式避雷网利用由避雷带组成的接闪器，利用柱内、剪力墙内的竖向钢筋作为防雷引下线， 迅速分流并疏导雷电流，与建筑物的基础钢筋、金属框架连接起来，形成一个六面体的闭合良好的法拉第笼，这样可以在一定程度上屏蔽雷电流产生的电磁感应，还可以达到良好的均压环及等电位作用。另将建筑物各部分的配电接地、消防接地、防雷接地与建筑物法拉第笼良好连接，构成统一的防雷接地系统，以避免接地线之间存在的电位差，消除感应过电压产生，达到良好的均压环及等电位作用。

3.2 等电位联结和避雷器

《建筑物防雷设计规范》明确规定，各防雷区交接处必须进行等电位联结。钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件，因为其内部钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。在本工程中，为了达到等电位，在地下一层配电室里设50×5×1000mm总等电位端子排。从各个方向进入建筑物的管线尽量采用全线埋地引入，入户前与防雷接地装置相连，入户后与总等电位端子排连接。并应有目的地把办公楼内所有金属物，如混凝土内的钢筋、各种金属管道、埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统零线、防雷接地线等焊接或用导线可靠连接，使整个建筑形成一个良好的等电位体。当雷击时，建筑物内部和附近大体上是等电位的，而不会发生内部设备被高电位反击和人被电击的事故。为了避免雷电入侵，应在办公综合楼采用三级避雷器保护。在办公综合楼的变配电所的高压柜内的各相安装避雷器一级保护，在低压柜内安装防雷装置作为二级保护，在办公楼的各层供电配电箱中安装电源避雷器作为三级保护，并将配电箱的金属外壳与接地系统可靠连接，使之成为等电位。当直击雷感应雷在线路上产生的过电压波沿着导线进入室内或设备时，避雷器电阻会突然降低至低值，近于短路状态，将闪电电流分流入地。

4 结束语

高层建筑的防雷与接地是一项系统工程，要求电气设计工作者严格按照国家规范，在高层建筑的防雷接地系统设计中，将内部防雷接地装置与外部防雷接地装置结合起来，构成统一的防雷接地系统，使防雷效果更理想、更安全。

参考文献

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[3]朱琼玲，李明.高层建筑防雷设计与施工应注意的几个问题[J].矿业安全与环保，2004.