殷小石
(南京市建筑设计研究院有限责任公司,江苏 南京 210000)
防雷接地设备通常安装在高层建筑的顶部,主要由雷电接收装置、接地装置以及接地线三部分组成。通过设备间的相互配合,将雷击带来的电流引入地下,从而对建筑和电气工程起到良好的保护作用。
打雷时产生的电流不仅会对人、畜的生命造成威胁,还会给树木、建筑、电气设备等物体造成破坏,严重时还会引发火灾、爆炸等安全事故。每年由雷击引发的建筑电气破坏事故导致的人员伤亡案例屡见不鲜。雷击产生的冲击电流流过被击中建筑的电气设备时,会形成较高的冲击电压波,破坏建筑电气设备的绝缘,电气设备会因为瞬时电流过大而出现熔断炸裂,进而损坏建筑的电力线路及电力设备,导致建筑的电力运行陷入瘫痪。为此,施工团队必须做好防雷接地工作,确保建筑电气工程在被雷电击中后,能够快速将雷电产生的电流借由接地线引入地面,将雷击电流可能对建筑电气工程产生的危害降到最低。
建筑电气在正式进行防雷接地技术的应用前,必须做好准备工作。在实际的防雷接地技术应用中,首先要做好电气设备的检测工作,确保电气设备的运行安全,防止电气设备在防雷接地装置安装过程中出现安全隐患。其次,参与防雷接地设备施工的技术人员,除了要在施工前准备好所需的设备、材料、工具等,还应保障施工材料、工具以及设备质量都符合国家规定的相关标准,尤其是在施工材料质量的管控上,应要求供货商提供相应的资质证明,证明其所售卖的施工材料具有规定要求的物理性质和化学性质,防止以次充好,并对采购的材料进行实验检测,保障施工材料在后续使用中能够发挥出良好的防雷避雷作用。
建筑单位在设计建筑电气工程设备时,首先应明确电气工程设备各项性能参数,对其所需的防雷接地装置的各项性能参数进行确定,同时进行相应的防雷避雷实验,测试安装好的防雷接地装置。
电气工程系统在运行的过程中,会不可避免地出现一些震动或小幅度偏移,如果防雷接地装置安装位置或顺序存在问题,则很有可能破坏整个防雷接地装置的稳定性,造成传输信号受阻或紊乱,进而影响整个区域的接地功能。为此,要明确规划防雷避雷装置的安装流程和安装位置,严格按照流程进行安装,避免因安装不当而削弱设备本该发挥的防雷击效果。
电气设备的运行状态与防雷接地系统的运行状态息息相关,如果电气设备在运行过程中存在安全隐患,则这些隐患会对防雷接地设备带来负面影响,并造成防雷接地设备的损坏或传输信号中断。如果技术人员不能及时发现防雷接地设备的异常,在这种状况下,一旦电气设备被雷电击中,防雷设备将无法正常运行,也无法完成对过电流的引导,电气设备内部会因雷击造成的高电压而发生损坏,严重时还可能引发重大安全事故。因此,在进行防雷接地系统的安装前,必须对建筑电气设备进行调试,确保电气设备的正常运行且不存在威胁防雷接地系统运行安全的隐患。
(1)防雷接地系统非常复杂,包含系统接地、保护接地、雷电保护接地、防静电接地、弱电接地等系统。在对建筑进行接地布置时,必须将每个系统都关联起来,严格按照施工图纸设计要求,安装防雷接地装置,要在保障建筑施工质量的基础上,对接地装置进行加固。
(2)在接地干线的铺设中,必须考虑后续检修工作,确保技术人员可以轻松地对铺设完毕后的接地干线进行检测和维修。施工完毕后,用接地引下线导通测试仪测试(见图1),若不满足要求,需进一步施工补救。
图1 接地引下线导通测试仪示意图
(3)施工人员在接地干线的铺设上,应尽量做到水平铺设或垂直铺设。需要注意的是,如果接地干线是铺设在建筑直线断面上,那么接地干线不能存在上下参次不齐的高低起伏现象。
避雷线不仅是防雷接地施工技术的施工重点之一,还与防雷接地系统的整体防雷功能挂钩。因此,要重视避雷线的施工安装,严格按照施工图纸设计要求规范来进行避雷针的安装。此外,防雷引下线作为避雷针设计的重点,必须在施工设计图纸中表现出来,并注明防雷引下线的安装位置和安装高度,同时对避雷引下线安装所需的卡子或测试点的个数和位置进行明确,以此有效提高防雷接地系统的避雷效果。
在避雷支架的安装上,要确保角钢支架、扁钢以及钢支架的埋置深度达到相应的规定,还要确保不会对建筑的结构造成破坏。这就需要技术人员对建筑结构有一定了解,在不损害建筑结构的基础上,进行避雷支架的安装,同时做好加固处理,规范避雷带焊接(见图2)。此外,要定期对已经安装好的避雷装置进行维护,防止支架松动,或避免受环境影响导致支架生锈或腐蚀,确保避雷支架使用的安全性和稳定性。
图2 避雷带的规范安装
在避雷网的安装上,技术人员首先要对镀锌圆钢进行调整,待其性能稳定且符合防雷接地系统要求后,使用避雷支架对其进行铺设,而后将避雷带与建筑表面突出的金属物体相连。为保障避雷网的稳固性,需要对相连处进行焊接或搭接。其次,在确定好避雷网安装位置后,应在距离避雷网一定位置处,对相应的连接与搭接宽度进行设置。最后,做好避雷网每一个安装环节的清理工作,当避雷网安装完后,对设备和安装区域进行清理,而后对避雷网进行防锈漆或银粉的涂抹处理,以延长避雷网的实际使用寿命。
防雷接地设计上,更多地利用自然接地极,基础接地与大地下室共用接地极,当接地电阻不大于1Ω,实测不满足要求时,再增设人工接地极。
防雷接地结构在设计上,除要考虑自身结构的科学合理性,还应重视接地结构与建筑整体结构的连接,将接地结构和建筑结构看成一个整体,只有这样才能更好地对建筑进行防护,提高防雷接地系统的有效性。
为此,技术人员应结合建筑内部金属结构的布局设置,对防雷接地结构进行合理设置,选择最为恰当的防雷结构形式。目前较为常见的建筑防雷结构形式有网络式接地式、放射式接地式、水平局部接地式、垂直局部接地式四种。实际施工中,应结合建筑结构特点来进行选择,并在此基础上,做好接地结构与建筑金属结构的连接工作。对部分较为突出的建筑结构采取针对性的连接方式,做好加固处理和防锈处理。同时,还要做好接地结构和建筑金属管路间的连接工作,将防雷接地系统分布到建筑结构的每一个角落,以此保障建筑电气设备的正常运转,为用户创造一个安全的用电环境。
(1)检测线路运行状况。技术人员应对电气工程设备及防雷接地设备的各个线路进行检查,确认设备连接间电线是否存在裸露问题,如果有电线裸露,必须立刻对该段电路进行修补,电线如果长期暴露在空气中,其绝缘层受环境因素的影响会发生老化、皲裂等现象,其在受到外界的碰撞后,容易发生脱落,露出内部的电线导线,发生线路故障问题,对设备造成一定的损伤,进而影响电气设备的和防雷接地设备的正常运行,危害居住用户的生命财产安全。因此,必须对线路的运转状况进行检查。
(2)检查金属管的表面状态。电气设备与防雷接地设备的安装中经常会用到金属管,一般的金属管都会在其表面覆涂一层特殊的保护膜,防止金属管生锈。金属管在安装的过程中发生碰撞,会对金属管表面的保护层造成破坏,产生锈蚀。为此,技术人员在检查金属管表面状态时,要确认管道是否存在锈蚀问题,如果金属管发生锈蚀会增大管道电阻,对雷击电流到地下的流通道路产生影响,破坏防雷接地系统的防雷避雷效果,为此必须将金属管表面的锈蚀部分全部清除干净,而后对处理后的金属管进行镀锌,以防止该部位再次发生锈蚀。
(3)检查线路连接情况。许多安全问题都是由于线路连接不达标导致的。为此,技术人员要对电气工程设备和防雷接地设备的线路连接进行仔细的检查,除了要保障线路连接处的可靠性,还要保障线路与设备的连接可靠性,保障防雷接地设备的供电正常,提高防雷接地系统的安全性。
综上所述,建筑电气安装中的防雷接地施工技术,应根据建筑和电气工程设备的实际情况进行选择,做好避雷网、避雷支架、接地结构等设备的安装,进而确保电气工程设备能够在雷雨季正常运行。