建筑电气安装中防雷接地施工技术探讨

文／梁晓雪 中机中联工程有限公司 重庆 400000

引言：

建筑智能化作为建筑方向发展，其电子设备在建筑内应用越来越广泛，建筑工程电气化的技术复杂程度也越来越高，而建筑雷击爆炸现象也在不断发生，这对人们的日常生活品质造成了一定的不良影响，严重时可能会危及人身安全。因此，在进行建筑防雷电气设备安装检修工程中，应该不断加强建筑防雷电气接地装置施工的技术质量，确保建筑防雷电气接地装置的安全性与可靠性，从而保证建筑电气设备的安全稳定运行。

1、防雷电缆接地系统施工技术概述

1.1 原理及重要性

接地装置的固定安装操作是目前建筑工程电气线路防雷电缆接地系统施工中最重要的施工技术操作环节之一。当雷电发生时，其瞬间的电流可达到十几万安，会造成物体的损害，加上雷电引起的建筑物内局部电压过高，如果不能及时释放会对建筑电气设备造成重大损坏。这时通常需要通过雷电接地装置将由于雷电产生的强大接地电流直接导入整个大地，以此来确保当地电气设备及其他建筑设施的整体安全。

考虑雷电干扰的几种途径，防雷措施主要通过建筑防雷及接地系统、等电位安装、电气设备浪涌保护器设置等措施实现对建筑本体及建筑电气设备进行保护。

1.2 防雷等级计算

防雷设计中需要根据建筑的规模、分类、使用功能的项目情况信息，确定其建筑物防雷等级，已某项目为例：建筑位于某沿海城市，属于一类高层公建，建筑高度：47m，长度33m，宽度54m 宽度当地的年平均雷暴日天数Td =40.0 天/年，属于人员密集的公共建筑物人员密集场所。

本建筑年预计雷击次数: N = k＊Ng＊Ae = 0.1564

其中: 建筑物的雷击大地的年平均密度: Ng = 0.1＊Td= 0.1＊40.0 = 4.0000

等效面积Ae 为: H＜100m,

Ae =[LW+2(L+W)＊SQRT(H＊(200-H))+

3.1415926＊H(200-H)]＊10^(-6) = 0.0391

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010，建筑为按第二类防雷建筑要求进行防护。

1.3 第二类防雷建筑防雷装置的设置

1.3.1 接闪装置

（1）沿建筑屋面的女儿墙顶部四周外边缘安装热镀锌圆钢（Φ12）作为防雷接闪带，不同标高处接闪带之间均采用热镀锌圆钢沿建筑物外墙明敷进行连接；

（2）建筑屋面设置25＊4 热镀锌扁钢贴面明敷连接成接闪网格，网格不大于12mx8m 或10mx10m，与各屋面女儿墙上的接闪带可靠焊接。

（3）屋面所有突出的物体及设备、钢爬梯、屋面上所有金属物体均以25＊4 热镀锌扁钢与接闪装置焊接连通，使建筑物形成上下电气贯通的整体。

图1 屋面接闪带示意图

1.3.2 防雷引下线

利用建筑结构柱内钢筋作为引下线，间距不大于18m，其下端与结构基础接地装置可靠焊接，上端与屋面接闪器可靠连接。

1.3.3 防雷电波侵入

所有进出建筑物的金属管道、电缆金属外皮、室外设备基础均应与防雷接地装置可靠连接。

1.3.4 接地装置

利用基础地梁、基础桩基内(深≥1m)至少2 根结构钢筋（d ≥16mm）作为接地装置，连接成闭合环路，保证建筑物整体接地电阻不大于1 欧姆，若不满足，须增加人工接地极。

1.3.5 利用柱内钢筋作引下线的附近需采用防接触电压和跨步电压措施：

（1）引下线3m 范围内的地表层的电阻率应不小于50kΩ，或者采用敷设5cm 厚沥青层或15cm 砾石层；

（2）外露的引下线，在距地面2.7m 以下的导体需要用耐1.2/50us 冲击电压100kV 的绝缘层隔离，或者不小于3mm 厚的交联聚氯乙烯层隔离；

（3）设置护栏、警告牌的设施，使人员进入距引下线3m 范围内地面的可能性减少到最低限度。

1.3.6 电涌保护器设置：

电源线路采用四级保护，第四级设备端口处的保护由设备自带。

图2

在变压器低压侧、低压电源线路引入的总配配电柜处设置第一级I 级试验的电涌保护器。

各电信及弱电设备房应与引下线保持一定距离，引下线须做屏蔽、接地和等电位连接，在系统内装设过电压保护。

2、防雷接地施工的常见问题

防雷接地系统有多数设施是利用的是建筑本身的结构钢筋装置，属于在施工中的隐蔽工程，因此在建设过程中，常会遇到一些问题，这些问题是由于建筑施工人员及建筑相关工程专业技术人员对电气防雷用电接地建设工程的认识程度不足所导致的，主要表现在以下几个方面：

（1）连接避雷带未发生重大变形或严重损坏，未及时预留出来连接地线的防雷外接线，导致接上引下连接点之间的连接距离过大；

（2）防雷连接用的地下线、避雷带及连接均压环的连接长度不足，焊接处理不到位；

（3）防雷接地装置的整体掩埋度和深度设计不足，对建筑工程中的连接引下输出线未进行雨水防腐处理，导致连接引下输出线被雨水腐蚀；

（4）用于屋面的金属件等物品未与电气防雷接地系统内部形成有效的无缝连接；

（5）防雷插座未与地面导线有效焊接。

上述问题的产生原因首先是施工管理及技术人员经验不足，技术人员应具备专业的技术能力，及时发现其中的隐患并进行有效的处理。其次项目的防雷接地施工是多部门由合作完成，施工专业之间为进行有效的交流和沟通，防控防雷接地施工中的每个环节，对其进行全方位的监督和管理。

3、建筑电气安装中防雷接地施工技术要点

3.1 重视接地安装

在建筑电气安装中，防雷接地施工技术的应用，需要重视接地安装环节，这一环节的实施效果，将直接影响建筑物的防雷效果，关系着防雷系统是否能够正常运行。无论是感应雷危害，还是直击雷危害，其都需要防雷接地系统，将遭受到的雷电转移大地，以减少雷电危害。基于此，在进行防雷接地施工的时候，需要根据实际情况以及施工要求，来选择适宜的接地装置，严格规范接地施工流程，贯彻落实相关规章制度，不可任意操作。可采用共同接地的施工方式进行防雷。接地电阻不可大于1Ω，如果接地施工未达到预期效果，则需要实施人工接地极的方式进行处理。搭接圆钢、底钢板的时候，应控制搭接钢筋的长度，至少是底板钢筋直径的6 倍。与此同时，还要重视焊接施工的开展，必须严格按照焊接要求来进行操作，保障焊接施工质量，处理好焊接缝隙，选择适宜的机械设备来施工。焊接完成后，可通过喷漆等方式来进行防腐处理，做好相应的标记，以便于引下线工序的开展。

3.2 加强防雷引下线施工

在进行防雷引下线施工的时候，应当遵循施工设计图纸的要求，确保每个细节都能达到标准要求，符合施工标准要求，以提高建筑物的防雷效果。施工设计图纸中需要确定防雷引下点，一旦确定施工设计图纸无误后，在实际施工时不可更改防雷引下线的位置。通常来说，所使用的引下线至少要有两根，其跨度不可超过18m。接地极和住户相连接的时候，设备不可外露，需要将弱电箱和强电箱进行跨接。除此之外，还要把电缆桥、金属线槽连接在一起，可使用扁钢同接地装置，为引下线施工提供质量保障。在这个过程中，要注意的是，需要计算钢筋跨接所需要的总焊接处，需要根据实际情况按照相应的公式来进行计算，然后把控好每个焊接位置，以免影响最终的防雷接地效果。

3.3 安装避雷支架和避雷网

在建筑电气安装防雷接地施工中，需要安装避雷支架，应当严格按照相关流程来进行施工，通常使用侧位打眼的方式进行安装。可先在侧位确定需要打眼的位置，按照施工图纸中的规定进行判断。如果在实际施工过程中，发现施工图纸中的打眼位置与实际不符，则要向相关人员进行确认，确认无误后才能施工，否则，需要做出相应的调整，以免影响施工质量。之后，还需要进行直线打眼，其位置在成品外墙10cm 处，可使用涌电锤来打眼，把避雷支架插入两边的打眼处，插入孔中后则使用泥浆来进行填补。完成安装后，要清理干净粉末、杂质，洒适量清水。

除此之外，还要重视避雷网的安装工作。在安装避雷网的时候，除了要选择合适的规格（见表1），还应当注意以下几点：一是要使镀锌圆钢符合实际施工要求，基于现场情况进行相应的调节，然后，再将其敷设于避雷支架上；二是如果建筑屋面存在突出的金属物，那么，要将其和避雷带相连接，可根据实际情况选择连接方式，常见的有搭接法、焊接法。一般情况下，建筑物所有突出屋面的金属物都必须与避雷带相连接，这有利于保证建筑物的防雷性；三是要控制好搭接宽度，做好清理工作，需涂抹一层防锈漆，以免避雷网受到腐蚀。

表1 是不同防雷等级的避雷网规格

3.4 高层建筑防雷屏蔽工序

如果是在高层建筑电气安装过程中，那么实施防雷接地施工技术的时候，一定要重视防雷屏蔽工序。在实际施工过程中，为了减少电动轴的占地空间，可将其安置于楼梯、电梯井两侧。较高的电气地板主线，可沿着电动轴进行埋设，为了发挥防雷屏蔽作用，则应当在铺设电缆的时候，连接下导体主要位置以及屏障每层之间的等电位连接板。

4、保障建筑电气安装防雷接地施工质量的有效措施

4.1 做好施工准备工作

为保障建筑电气安装防雷接地施工质量，应当做好施工前的准备工作。

（1）要满足施工基本条件。在进行防雷接地施工的时候，需确保所使用的防雷装置质量达到标准要求，具备较好的接地性能，应当将其底板钢筋埋入深基坑中，实现有效的接地效果。与此同时，还应当做好接地场所的清理工作，需有效连接底板钢筋，使之保持紧密，实施捆扎施工，从而确保防雷接地装置的正常运行，为防雷工作奠定扎实基础。

（2）要加强施工材料和机械设备的管理。在开展电气安装防雷接地施工之前，要先对建筑物的整体防雷能力进行检测，看其是否满足建筑防雷标准要求。所使用的施工材料在入场前都必须进行质量检测，只有质检合格的施工材料才能投入防雷接地施工中应用，需保证所使用的施工材料镀锌层、铅包层完整无误，一旦发现有破损，则需更换。要加强对施工设备的管理，定期做好维护工作，确保其在实际施工过程中能够正常运行。

（3）要明确施工人员的防雷接地安装标准规范。在施工前，施工人员必须掌握国家相关施工标准要求，需严格按照相关政策要求执行作业，所使用的施工材料在规格、质量方面都要符合施工设计要求，做好相应的检测工作。

4.2 加强施工质量管理

在电气安装防雷接地施工过程中，应当建立健全的施工质量管理体系，将施工质量管理工作贯彻落实于整个施工过程中。比如，在进行系统接地施工的时候，需要确保防雷接地系统的完整性，既要敷设接地导线，又要完善变压器保护系统，与此同时，还要设置良好的电气保护设施。需遵循因地制宜原则，根据实际情况来选择适宜的施工技术，并与建筑类型相匹配，安装防雷接地系统的时候，应当控制好空间，节约土地，避免电磁波的干扰；在选择接地导线的时候，要选择质量较高的接地导线，以免导线质量太差而缩短了防雷接地装置的使用年限，或是无法起到良好的防雷效果，带来极大的安全隐患。

除此之外，还要确保防雷接地系统各部位连接正确，避免操作方面的失误，否则，会给建筑物埋下安全隐患。要控制好每个施工细节，重视细部处理。例如在安装建筑门窗的时候，金属门窗要使用铝合金来进行连接，外墙门窗中要预埋防雷线，将绝缘体塑料布置在窗户边。

安装避雷带和避雷支架的时候，要严格按照相关标准规定进行操作，保证其安全性，需和土木建筑施工项目相结合。

4.3 加强施工技术人员培训

建筑电气安装中防雷接地施工，离不开施工技术人员的业务能力，为保障其施工质量，应当重视对施工技术人员的培训，强化施工技术人员的责任意识，使之做到与时俱进，不断地学习新技术、新工艺。防雷接地施工技术人员要掌握最新的建筑防雷标准要求，明确相关操作规定，其在施工前必须熟悉施工设计图纸的要求，与相关人员做好技术交底工作，明确施工现场规范，严格按照相关制度来执行作业。

4.4 减少外界环境干扰

为有效应用防雷接地施工技术，保障电气安装工作质量，应当减少外界环境的干扰。防雷接地施工于室外开展，受诸多外部因素的影响，如果不降低外界环境干扰，则可能延长施工周期，耽误施工进度，难以保障防雷接地施工安全。基于此，应当根据施工现场环境的实际情况，选择适宜的施工方式，采取有效措施来降低外界干扰。要根据建筑物的结构，选择合适的电气设备类型，使之两者相匹配，应用可行的电气设备安装方式，以此提高防雷接地施工技术水平，保障建筑电气安装防雷接地系统的运行安全。

结语：

总而言之，在建筑工程建设过程中，应当重视电气安装中的防雷接地施工，需明确此项施工工序的重要性，做好施工前的准备工作，严格按照相关标准规定来执行作业，选择适宜的施工材料、施工工具，根据施工流程来进行操作，控制好每个施工细节，以保障防雷接地施工质量，维护人们的生命财产安全，因此，一定要熟练掌握各种防雷技术，还要将防雷的相关注意事项铭记于心，这样才能有效避免各类安全事故的频繁发生，减少不必要的经济损失，从而使防雷安装工作有序开展，推动建筑工程的长远发展。