高层建筑电气工程的防雷接地技术

袁中华 张擎

（机械工业第六设计研究院有限公司，河南 郑州 450000）

一、防雷接地方式和意义

（一）防雷接地方式

建筑物对雷击的防范主要是“泄”和“抗”，应根据建筑物设计特点，选取科学有效的避雷方式和避雷装置降低雷电的危害，以达到防雷接地的目的。还可以将绝缘体或其他具有放电功能的设备安装到建筑物中的电气设备上，以降低雷电的危害。这些方法在建筑物防雷接地设计中较多，为了进一步提升建筑物防雷功能， 确保建筑物的安全性水平，可以将这些方法结合起来使用。

（二）防雷接地的意义

建筑物防雷接地工程直接影响人们生命财产安全，做好防雷接地工作具有十分重要的意义。雷电击中建筑物后会有巨大的雷电流通过，进而产生热效应和机械力，在很大程度上影响建筑物和电子电气设备的安全。防雷接地的施工质量直接对建筑物安全、使用寿命以及功能等产生影响，只有将建筑物防雷接地做好，才能确保建筑物内人们生命和电子电气设备的安全。

二、高层建筑电气工程概况

某高层建筑项目拥有地上 28 层，地下 1 层，其建筑形式为主楼配合裙楼。其中主楼的总建筑高度为 102.5m，屋面设计有钢结构塔楼，屋面顶端则设置了针式接闪器，建筑主体墙由石材外挂幕墙及玻璃幕墙所共同构成。在建筑内部采用到了具有低压系统的接地型 TN-S 系统，另外变压器中性线与变压器室直接接地相连。接地部分包括了带有金属外皮的进出线电缆，金属管道及钢管部分则与就近避雷装置相连，其中通过Φ12 镀锌圆钢接地，与建筑外廊电气设备联系。另外，建筑内电气设备都安装有过电压保护器，可有效防止外界雷电波的大量入侵。

三、高层建筑电气工程的防雷接地技术

（一）联合共用接地系统的建设与分析

高层建筑中的安全保护地、交流工作地以及直流工作地等部分场合采用到了联合共用接地系统，它与建筑物的法拉第笼直接连接，有效规避了接地线之间所存在的电位差问题，直接消除由外部雷击所产生的大量感应过电压。在该高层建筑施工中，主要利用到了接地体桩筋直接配合承台连接，并利用建筑物柱内钢筋作为引下线部分与防雷接接地装置连接并形成一个整体，这就是建筑所构建的笼形避雷网。笼形避雷网的优点就在于它有效实现了接地防雷均压处理，能够提升建筑整体的屏蔽防雷效果。

从整体来看，该高层建筑的联合共用接地系统完整，具有功能良性的等电位防雷体系，系统的热稳定性与疏散电流能力较好，相当于为建筑本身敷设了一层均压网，地面电位分布相当均匀，均压效果表现良好。

（二）屋面防雷接地系统的建设与分析

该高层建筑拥有完备的屋面防雷接地系统，它是该建筑外部防雷技术体系中的关键部分。在建设构造该系统过程中就运用到了接闪器，它其中包括了接闪带、接闪杆以及接闪网，这些都可用来应对当地的高雷暴恶劣天气状况。

具体来说高层建筑屋面部分专门设计了突出的钢结构塔式造型，其顶端设计了接闪器配合能够衰减雷电流幅值的电涌保护设备。在屋面女儿墙部分辅助安装了 Φ 12 规格的镀锌圆

钢接闪带。另外主楼采用到了二类防雷保护设施配合接闪网格（网格规格为＜ 10m×10m），而裙楼附属建筑则采用到了三类防雷保护设施，其接闪网格设置＜ 20m×20m。再者考虑到 高层建筑拥有引下线防水处理层，接地电阻偏大，必然会严重影响防雷接地系统接地效果，所以在工程建筑周边采用了周圈式接地设计，有效避开防水处理层，同时还将周围式接地体深埋入到建筑基础周边位置，提高建筑本体的防雷接地系统衡电位效果。

（三）防雷接地处理系统的建设与分析

该高层建筑的防雷接地处理系统是能够兼容智能建筑中的智能化电气设施体系的，即为 建筑量身打造了一套智能化防雷接地处理系统。该系统直接与建筑内部的通讯网络系统、信息数据处理系统、火灾报警系统、设备监控系统、综合布线系统以及建筑综合智能系统相联系，它们共同形成了高层建筑中多位一体的智能化中枢，可对建筑内部各方面系统安全防护提供有利保障。由于建筑内电子设备与计算机网络系统过多，容易遭受外部雷击干扰，所以 高层建筑专门引入了防范应对极强雷电流入侵的引线入地防雷系统，它可将附近空间所产生的强大电磁场转化为建筑内所有电源线、信号馈线导线上的防雷信号，及时准确感应存在于线路中的雷电过电压，它凸显了高层建筑的智能电器设备防雷接地保护理念与技术应用优化。

（四）局部等电位接地系统

因卫生间空气较为潮湿，住户在洗浴过程中，人体会直接与潮湿的空气进行接触，即使较小的电流也能以金属管道为媒介引发电击事故，为了保证卫生间的电位相等，防止电击隐患出现，应做好卫生间的局部等电位连接。卫生间电击隐患主要是受雷电天气的影响，在夏季雷雨天气季节，建筑物遭受雷击的概率较大，此时会产生巨大的电流，若防雷安全工作存在缺陷，巨大的雷电流就会通过引下线进入卫生间或其他潮湿的空间内，此时将会有电位差出现在传播路径上，出现感应电位，这时的电力强度要比雷击电流高，这些电位利用水管向潮湿空气中传播， 一旦人体接触后会引发触电反应，严重威胁着人们生命财产安全。 因此，必须在卫生间选用重复接地，保证局部的电位相等。

结语

综上，只有采用科学合理的安装管理措施，才能加强防雷接地技术施工的安全性。随着接地技术在建筑领域的广泛应用，对接地装置以及接地技术的要求也越来越严格。在实施防雷接地施工时，相关管理者必须做好各方面的协调工作，做到整体施工的动态化管控，从而避免危险的发生，增大工程的安全系数。