防雷接地技术在建筑电气安装中的实践探究

文／马军 北京京鸿达建筑工程有限公司 北京 100000

引言：

近年来，我国的建筑行业发展迅速，这使得建筑密集度不断提升，同时越来越多的高层以及超高层建筑拔地而起，与此同时也增加了建筑遭受雷电危害的几率。建筑一旦遭受雷击，便会瞬时产生较大的电流，进而损坏电气设备，甚至还会引发火灾等事故。因此要充分认识到防雷接地技术的重要性，并在建筑电气安装中合理加以应用，提升建筑物的防雷安全系数，进而更好的保障广大人民群众的人参与财产安全。

1、防雷接地技术概述

1.1 防雷接地技术的作用

随着建筑密度和高度的提升，使得雷击风险也随之提升，一旦建筑遭受雷击，不仅会使相关的电气设备遭受破坏，甚至还会引发爆炸或者火灾等事故，很容易造成严重的损失以及人员伤亡。而防雷接地技术的应用，则可以有效规避此类问题，是保障建筑使用安全的有效手段。借助防雷接地技术，能够将雷击所产生的电流引入到地下，避免对建筑以及建筑电气造成威胁。雷击会造成严重危害，其危害形式主要包括电波侵入、雷电感以及直击雷三种。建筑遭受雷击，会瞬时产生较大的电流，而在电流的机械力以及热效应的作用下，会给建筑本身造成一定的危害。

与此同时，强大的电流还会给建筑中的电气设备带来巨大的威胁，甚至还会引发严重的安全事故。防雷接地技术的应用，可以通过电压保护接地、工作接地以及保护接地等形式来提升建筑物的防雷安全系数。为了使接闪器截获直接雷击的雷电流或通过防雷器的雷电流安全泄放入地，以保护建筑物，建筑物内人员和设备安全的接地成为防雷接地。

另外，高压线上的避雷线是用于防止高压线被雷击的架空地线，它的两端都是接地，也是一种防雷接地。一般认为雷电放电机制可用电流源等效，接地电阻越小，雷电流产生的电源也越低，雷击的危害就越小。所以尽可能降低接地电阻。第一，工厂防雷分为整体结构防雷，就是主厂房防雷，主要基础打接地极，接地带，形成一个接地网，接地电阻小于10欧。再与主厂房的钢筋或钢结构的主体连接。水泥混凝土屋顶接避雷带或避雷针，墙外地面还得有接地测试点，钢结构应用镀锌扁铁直接引导屋顶。第二，供电系统接地分为保护接地和工作点接地，保护接地是带电设备外壳接地，工作点接地指零线接地，接地网做法与避雷接地方式一样，接地电阻小于4欧。如达不到要求，则应加接地极，条件不好的，应加电解物及(或)更换土壤。工作接地和保护接地在配电室独立引出，系统可并为一个。工作方式，如地线和零线分开，也可以合为一引到用电系统（或设备）。接地系统须重复接地，也有独立分开的方式，TN-C系统。零地不能再合为一。第三，仪器地表接地系统，该系统接地电阻小于1欧。不能与防雷接地连接。第四，防静电接地，如油管等，每隔弯头35米就得有一处可靠接地（可系统也可独立），电阻小于30欧。

1.2 接地系统中存在的问题

（1）地线与工作线的混接

所谓地线，是指接地系统与设备外壳之间连接的线路。所谓工作线，是指位于设备内部的线路。对于电气设备而言，没有地线其可以在正常情况下稳定运行，但是没有工作线则电气设备无法运行。在接地系统中容易出现的线与工作线混接的问题，进而影响设备运行的稳定性，同时还会造成线路受损等状况，甚至还会引发安全事故。地线与工作线混接，主要原因在于建筑电气安装过程中施工人员操作失误，将地线与工作线混淆，进而导致线路连接出现偏差，再加之建筑电气安装完成后未进行专业的调试与检测，难以及时发现混接问题，致使设备和线路通电后遭受破坏，严重时还会造成严重的电力安全事故。普通住宅供电采用TN-C-S接零保护系统，在这个系统中，总配电箱的前级是TN-C接零保护系统（三相四线），工作零线和接地线（保护零线）是共用一根线的，称PEN线。PEN线在在总箱的进线侧进行了重复接地，就是PEN线再次与大地（接地装置）相连接，（总箱内有一块汇零铜牌，PEN线和接地装置的接地干线均连接在上面。）从汇零牌上又接出了工作零线和接地线。总箱就成了三相五线输出，这时，零线和地线是分别设置的，零线称N线，地线称PE线。二者是严格分开，不得混接。零线和地线原本就是从同一块汇零牌上出来的，当然是相通的，后来因为功能不同，分别设置了，且二者是严格分开，不得混接。

因为工作零线属于电源线，不论它有电没电，一概视为带电体，接地线是起保护作用的，当用电器发生电流泄露时，靠接地线把泄漏电流引入大地，保证人身或设备的安全。当接地线把泄露电流引入大地时，会使漏电保护器动作，切断电源，所以它们是严格分别设置的，否则会影响电路正常工作。

值得注意的是不论是N（零线）还是PE（地线），在用户侧都要反复接地，以增加接地保护的可能性。但是虽说都是接地，却不意味着可以在任意一点尤其户内接到一块，它只能在接地点或靠近接地体的位置连接到一起，否则的话，地零不分，容易让人丧失警惕，本该七保护作用的地线起不到作用，也导致更容易发生触电的意外。

图1 地线

（2）地线主干线路电位连接问题

在建筑电气安装过程中，地线主干线路电位连接是重要的施工环节之一，主干线路电位连接通常会在电气竖井通道内完成。在施工过程中，应结合设计图纸要求，规范连接工序，切实保障地线主干线路电位连接质量。但是在实际的施工过程中，电位连接工序不规范现象依然存在，导致地线主干线路电位连接质量受到不利影响。如预设的钢板设施不到位，地线主干线路与竖井内部主筋的连接不稳固，甚至还会出现主筋与线路混淆等问题。这些问题的存在，都会在很大程度上影响地线猪肝线路电位连接的效果。

（3）重视接地系统之间的配合和交接

在建筑系统中，存在着较大的管线，因此在防雷接地施工过程中，容易发生管线之间的冲突，甚至还会产生相互干扰等问题，做好与其他管线系统施工的配合交接工作，不仅是保障防雷接地施工质量的关键，而且也是提升防雷设施接地施工效率的重要基础。但是在实际的建筑电气安装过程中，不同的工种之间缺乏有效的协调，施工顺序规划不合理。交接程序不规范，进而导致各个系统工程之间的施工混乱，甚至严重时还会出现互相干扰和破坏的情况，这种情况的危害巨大，会严重影响施工质量，甚至还会给防雷接地系统埋下安全隐患。现代建筑的空间利用率更高，但与此同时也容易造成防雷接地系统与其他管线系统的冲突，导致二者相互影响，甚至会使防雷接地系统的作用大打折扣。

2、建筑电气安装中防雷接地技术的应用措施

2.1 等位线处理技术

防雷接地是建筑防雷系统中的重要组成部分，借助防雷接地设备，将雷电所产生的电流引入地下，进而起到建筑保护作用。等位线处理技术是应用防雷接地技术的重要措施，应用等位线处理技术，首先要做好等位线连接工作，在施工过程中，要将建筑内的金属管道以及建筑中的钢筋与其他金属物质相连接，同时需要与相关设备金属和周边的其他金属线连接，利用等位线连接，才能把建筑物的整体打造成等电位体。在此基础上，再通过把设备周围端口连接和等电位的避雷装置连接，通过采用这种方法，当建筑物发生雷击时，就能够对雷电脉冲与电流做出平衡处理，从而能够更好地避免雷电侵袭，并发挥对建筑物内电气设备的防护功能。

2.2 接线处理技术

在建筑电气安装过程中，应确保建筑中的金属设备接地。建筑中的金属设备容易出现绝缘破坏现象，进而发生漏电事故，威胁建筑使用安全。而建筑金属设备接地，则可以降低接地装置接地电阻，是规避电流外泄的有效措施。接地方式较多，不同的接地方式有着不同的原理和特点，以TN-S系统为例，这种接地方式能够将中性线和保护接地线分开，该系统中包括了PE线和三相四线，能够起到防静电的作用，同时还可以对建筑中的电气设备起到有效地保护作用。

2.3 合理设置雷电接收装置

雷电接收装置的设置是防雷接地技术应用的关键，所谓雷电接收装置，主要包括避雷带、被雷网、避雷针以及避雷线等，是重要的保护装置，能够有效防止雷击发生，所以要高度重视雷电接收装置的设置工作，并选择合适的方法设置雷电接收装置，使得它可以有效发挥功效，从而保证电气设备的安全性，在雷电接收装置设置步骤中，一般都会选择网络法或是滚球法。在雷电接收装置设置施工的过程中，需要根据电气设备设置及施工方法，也需要根据建筑物结构的布置特征，科学的合理规划雷电接收装置，以提高对雷电接收装置设置的科学合理。在一般情况下，必须将涂锌扁钢制和镀锌圆钢支架设置于建筑物的女儿外墙部位、建筑物结构上部、建筑物的楼梯间等部位，和施工中的电梯机房等地方。只有通过科学的合理设置雷电接收装置，才能发挥其功能。防雷接地系统必须从系统角度进行综合防御，提供高效接闪体，安全引导雷电流入地面，完善低电阻地网，清除地面回路，进行电源浪涌冲击防护和信号及数据线瞬间防护。雷电对设备的破坏途径更加多样化，破坏程度更加广泛和深入。进入新发展阶段，微电子网络设备的普遍使用，使得防雷的问题越来越重要。由于微电子设备具有高密度，高速度，低电压和低功耗等特性，这就使其对各种诸如雷电过电压，电力系统操作过电压，静电放电，电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力，随时随地可能遭受重大损失。值得我们关注的是，雷电不仅仅是破坏系统设备，还会使系统的通讯中断，工作停顿，声誉受损，间接损失无法估量。

3、应用防雷接地技术的注意事项

3.1 做好施工准备工作

防雷接地技术的应用，需要做好施工准备工作，这是影响技术应用效果的关键。在施工准备过程中，首先要准备好接地体，要对人工接地体等进行检查，为后续的接地施工奠定基础。其次，要合理选择施工材料，对于防雷接地施工而言，镀锌材料是最为主要的施工材料，因此要确保镀锌材料的质量。在施工之前，应对镀锌材料加强检验，确保其质量和性能，如果发现其存在质量缺陷，则应及时更换，严禁在防雷接地施工中应用存在质量缺陷的镀锌材料，以免因材料问题而引发电流泄露等问题。最后，要做好技术交底工作，同时对施工技术人员进行培训，帮助施工技术人员掌握防雷接地技术要点，提升防雷接地施工质量。

3.2 加强防雷接地施工管理

在防雷接地施工过程中，首先要做好施工调查，掌握建筑物的构造情况，当地的气候状况以及土质情况等，并结合这些情况制定合理的施工方案，确定具体的施工技术，提升防雷接地技术的应用效果，同时也更好的保障防雷接地施工的质量。其次，现代建筑中的空间利用率较高，因此用于设置防雷接地系统的空间不断压缩，这便需要在防雷接地施工中做好科学规划，合理设置相关装置，控制防雷接地系统的空间占用率，以便更好的节省建筑空间占用率。最后，防雷接地系统容易产生电磁波，进而会对建筑中的电气设备产生一定的干扰和影响，为了规避此类问题，在防雷接地施工过程中应注重把控防雷接地导线与建筑中电气设备的距离。如果受建筑空间等因素的影响，导致接地导线与电气设备的距离过近，则应合理设置防干扰屏障，将接地导线对电气设备的干扰降到最低。

3.3 合理选择接地导线

接地导线是建筑防雷接地系统中的重要组成部分，其质量与建筑防雷接地系统的性能有着较强的关联性，因此要合理选择接地导线。要结合建筑电气安装设计要求选择接地导线，并且在接地导线应用之前要对其进行质量检验，确保接地导线的质量和性能符合防雷接地系统要求。在接地导线的质量检验过程中，要重点关注其导电性能和防腐能力，这是影响接地导线使用效果和使用寿命的关键因素。接地导线材料主要包括铜材料以及镀锌材料等，这些材料的防腐能力与导电性能较强，因此比较适合在建筑防雷接地系统中应用，有助于提升系统的整体性能，并且对建筑起到更好的保护作用。

3.4 做好接地装置的防护工作

接地装置的防护，可以更好地保障其使用寿命，同时也有助于提升防裂系统的稳定性。接地装置通常都会长时间处于比较恶劣的环境中，因此容易遭受腐蚀，影响其性能和作用。如焊接位置以及接地引下线等，这些都容易受到环境因素影响而发生腐蚀，使其性能与使用寿命大打折扣。因此需要做好接地装置的防护。针对接地下引线，应尽量选择镀锌材料，这种材料在防腐性能方面更具优势，同时还应尽量选择镀锌落实作为连接螺丝。要定期进行检查，发现腐蚀现象，应及时更换。除此之外，还要注重对接地体焊接处的防护，既要保障焊接质量，也要在焊接完成后涂刷油漆，起到防腐防锈的作用。

3.5 加强竣工检验

在防雷接地施工完成后，要加强竣工检验，这一环节是保障施工防雷接地工程质量的关键。通过竣工检验，可以及时发现防雷接地系统中存在的问题，以免埋下安全隐患，造成严重的损失与危害。在竣工检验阶段，要重点检查相关线路，避免线路裸露在外的情况，同时检验线路的连接规范性与连接稳固性。另外，还要重点排查防雷接地工程中的金属管路，检查管路是否存在过热或者锈蚀等问题，并及时进行处理。

结语：

随着越来越多的高层以及超高层建筑拔地而起，建筑的密度以及建筑中电气设备的数量不断增加，这使得建筑遭受雷击的概率也随之提升，同时也使得防雷接地技术的重要性更加凸显。在建筑电气安装过程中合理应用防雷接地技术，能够有效提升建筑物的防雷安全系数，进而更好的保障广大人民群众的人参与财产安全。