建筑电气安装中防雷接地施工技术分析

龚成

（山西省安装集团股份有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

在建筑防雷接地中，防雷旨在避免雷击对建筑造成损坏；静电接地是为了避免静电对建筑结构和居住人员产生危害影响。电气安装工程中，防雷接地施工尤为重要，这是因为雷电天气经过建筑的电流强度很大，在一定程度上会给电气设备带来安全威胁。由于雷电流具有瞬发性的特点，雷电通过的瞬间会产生较大电流，一旦处理不当会造成电气设备的损坏，导致电气设备无法继续运行，甚至会给人们的生命财产带来威胁。由此可见，建筑电气安装施工时应加强对防雷接地施工技术的应用，利用防雷设施与引下线使雷电电流被顺利的导入地下，保障电气系统稳定运行。

1 项目概况

1.1 项目基本情况

本建筑工程为一处商务中心，根据建筑用地情况，沿场地南北中轴线布置办公楼，建筑主体高12 层，两侧副楼高3 层，地下共计2 层。其中主楼整体为框剪结构，建筑面积共计73609.61m2，两侧辅楼为框架结构。建筑内在设置给排水和通风系统的同时，还设置消火栓、动力照明、防雷接地保护系统等一系列设施。

1.2 项目施工重难点

建筑防雷接地施工的质量与效果会关系到电气工程的整体稳定性，特别是在现代化建筑施工中，对电气系统提出了较高的质量要求。防雷接地施工存在一定技术规范，例如，将防雷接地极与阴极保护阳极合二为一，加强对接地装置腐蚀问题的有效预防，接地体需采用铜材或热镀锌材料，焊接位置刷沥青，同时采用阴极保护方式，提升防雷接地的防腐蚀效果。从当前防雷接地施工的实际情况来看，虽然出现了较多新设备与新工艺，且相关部门出台了系列标准规范，最大程度上强化了建筑防雷接地效果，但是由于施工现场条件复杂和受到人为因素的影响，具体施工时主要存在以下问题：①避雷带在安装时容易变形，施工人员在引下线位置没有预留足够长度的外部接线，导致引下线距离偏大，接地效果不理想。②引下线和避雷带施工时存在连接长度不足的问题，焊接效果达不到预期效果。③接地体作为防雷接地的核心结构，施工时出现打击深度不足，或引出线未经过防腐处理的问题，导致接地体的最终使用效果受到影响[1]。

2 建筑电气安装中防雷接地施工技术的实践应用

2.1 避雷带施工

建筑电气安装环节，要求避雷带施工应严格按照第二类防雷要求完成施工，针对屋顶位置，采用直径为12mm 的镀锌圆钢为避雷带的主要材料，同时连接网格不宜超过10m×10m。本项目建筑采用了钢混框架剪力墙结构，主体钢筋可以作为防雷引下线，钢筋直径应≥22mm，施工时利用建筑柱内2 根22mm 直径的钢筋为引下线，当主筋直径＜16mm 时，需使用4 根主筋为引下线，方便雷电流可以导入地下。

暗装避雷带主要是利用建筑内部钢筋，以此作为避雷带，帮助建筑达到良好的防雷击效果。例如，以建筑V形折板内钢筋为避雷网，当建筑存在一定防雷要求时，可使用V 形折板内钢筋，施工时钢筋和吊环需要与网筋相互绑扎，通长筋与插筋、吊环进行绑扎，通长筋的端部位置应预留钢筋头，且长度应≥100mm，以便后续通长筋可以和引下线有效连接。除此之外，也可使用女儿墙压顶钢筋作避雷带；如果压顶为预制混凝土，可在顶板预埋接闪带。对于女儿墙位置的混凝土浇筑施工，可以采用暗装接闪器的方式，要求引下线使用≥φ10mm圆钢，同时对引下线和接闪器进行焊接处理。

明装避雷带时，需提前进行支座与支架的制作安装，根据相应敷设部位确定支持件的主要形式，如果敷设部位不同，那么支持件的形式也会有所差异。通常明装避雷带的支架由圆钢或扁钢制成，镀锌圆钢直径φ12mm，镀锌扁钢规格为25mm×4mm，使用之前对材料调直加工，顺直沿着支座路径完成敷设施工。避雷带一般会通过建筑伸缩沉降缝，将其朝着侧面弯成100mm半径的弧形，使其向下部弯曲，再用铜绞线进行避雷带的连接处理。

2.2 配电箱与弱电综合箱壳体施工

建筑配电箱与弱电箱壳体的施工同样是防雷施工的重点内容，具体施工时对防雷效果提出了较高的要求，本项目在防雷接地时主要采取了以下施工方法：①壳体在施工时应当同建筑主体结构进行同时预埋处理，施工前掌握设计图纸信息，按照相应要求确定壳体安装位置。②为了提高防雷施工效果，防止壳体后续因外力变形被破坏，本项目的配电箱壳体为厚度2mm 的板材，抗变形能力较强。③安装壳体时加强对地标高的科学控制，要求标高差≤2mm，壳体垂直度≤1.5mm/m，水平度≤2mm/m。④壳体应当紧贴模板，两侧采用双面焊接的方式，与一根直径超过10mm 的顶筋焊接，并与防雷引下线钢筋相连，确保雷电的电流可以导入地下。这种防雷接地方法适合用在钢混框架剪力墙结构中[2]。

2.3 等电位连接施工

等电位连接也是防雷接地施工的一个部分，施工要点如下。

（1）对管道系统等电位连接。将金属管道外皮与接地保护线连接，连接时需通过接地端子箱。使用BV-1×25mm2的电线为连接干线，管线穿过RPE32 管，以此达到良好的保护效果。管的外皮使用规格为40mm×4mm 的镀锌扁钢，将其制作为抱箍完成固定，并在M10镀锌螺栓的作用下，使用BV-25 塑铜线压接线鼻子，使其较好的固定在螺栓上，提高构件的稳固效果。

（2）卫生间的等电位连接施工，在设置电位端子箱时要求插座与金属构件必须在BVR-4mm2的塑铜线，将其与接线箱相互连接，对于塑铜线外部需使用RPE20 管加以保护，提高管线最终保护效果。

（3）根据建筑电气施工的实际情况，选择适当的等电位联结方式，具体主要有总部、辅助和局部3 种联结方式。不管选择怎样的联结形式，要求端子板和连接线都要用到铜制材料，同时截面积也要根据相应机械强调规范要求，确保截面积不能低于所联结线截面积，将建筑内部或周围的基础钢筋、电气设备外壳、管道以及电力系统等金属物的零线应通过线路准确连接，确保建筑现场等电位体情况良好，最大程度上提高建筑的防雷效果。

2.4 接地体安装施工

对建筑接地体安装时，应时刻关注接地部位的电阻值，尽可能减少该处电阻，使其≤0.5Ω，由于不同型号，（“一”字型、“L”、字型和“Y”型接地电阻）的电阻值计算公式不同，具体的电阻接地埋深情况还需根据计算结果来确定。建筑接地体埋深及不同类型的电阻值最终计算结果如表1 所示。

表1 建筑接地体埋深及不同类型电阻值计算结果

作为电气安装中防雷接地施工的重要环节，接地安装至关重要，选择共同接地方法，以结构钢筋焊接网络为主要接地装置，采用由钢筋底板为主要材料的接地极设备，严格按照方案进行施工，建筑四周采取环形焊接手段，合理把控焊接施工质量。接地极与焊接质量之间保持紧密的联系，所以施工人员必须加大对接地安装技术的重视。本项目中接地极引出线与配电室接地线一共用到了4 个连接点（其数量不能低于2 个），只有这样才能保障接地装置的实际效果。接地前需要做好接地体的加工处理，采用钢管与角钢材料，再将钢管加工为斜面形，使用40mm 钢管与角钢材料，要求接地体的长度达到2.5m 左右，且不能超过3m。安装接地干线时，应做好标记工作，以便后续接地体的维修与保养[3]。

2.5 接闪器安装

项目中电气安装应用的接闪器主要包含避雷网、避雷带以及避雷针等装置，在多个设备的协同作用下提高建筑避雷防护效果。其中，避雷网主要在屋顶保护层处安装，可安装于建筑的屋脊处，使其与防雷引下线相连接。避雷针的底座应安装于混凝土中，加强对避雷针开孔位置的有效控制，要求开孔和底座螺栓达到同等高度，通过这种方式可以有效保持建筑电器通路稳定，提高避雷效果。安装避雷带之前，应对设备做好防腐处理，提前涂抹沥青材料，等到避雷带处理完成后再进行拉力测试，只有通过测试的避雷带才可以安装使用。安装期间应保证避雷带平整，避免其弯曲，按照施工方案确定安装位置，不能出现任何偏差。一般情况下，避雷带会安装在建筑的出风口与屋脊等处。

建筑物屋面与外墙接闪器需要和建筑栏杆、吊车梁、管道、门窗等外露的金属构件有效连接，顶部接闪导线应按要求进行敷设，通常接闪导线会被敷设于混凝土屋面内，随后接闪器的安装需根据具体施工要求选择明敷或者暗敷的方法，如果位于多雷区，屋面拐角位置应当使用短避雷针。关于接闪器的保护范围，建议采取滚球法，施工期间这种方法主要是假设以一定半径的球体，球体沿着防雷击位置进行滚动，球体和接闪器相互接触，且不会触及保护部位，接闪器保护范围如图1 所示。在安装接闪器的时候，一般可根据工程实际情况选择不同的安装方式，其中明敷于建筑物上的接闪器需要在接地装置与引下线完成施工后进行，同时要与引下线电气连接；暗敷在混凝土内的接闪导线，在主筋绑扎后进行焊接，根据设计要求进行施工，确认无误后再进行支模与混凝土浇筑振捣[4]。

图1 接闪器保护范围

2.6 防雷引下线施工

在建筑电气安装环节，防雷引下线具有引导电流的作用，将来自避雷针的电流直接引向接地装置。防雷引下线种类较多，比如镀锌接地和镀铜接地等，安装时需根据方案来施工。本项目共选择了3 根防雷引下线，每根间距为15m，将引下线和配电箱安全连接，做好引下线设施的安全防护，导线外部用橡胶材料进行包裹，避免后续引下线在使用过程中出现导线损坏的问题。按照具体安装工艺，防雷引下线的明敷设主要应用圆钢与扁钢材料，项目中用到的直径与厚度分别为8mm和5mm，横截面积48mm2；暗敷设方式下，引下线采用了25mm 的镀锌圆钢材料。相比之下，明敷设时引下线无法用钢管加以保护，避免设备自身的电感给电流传输造成影响。本项目选择硬塑料管为保护壳，将其套在引下线的外部可以达到良好的防护效果，最后固定螺栓材料即可。暗敷设引下线时需将其安装在墙体的支撑柱内部，根据方案要求提高施工质量[5]。

2.7 防雷支架安装

在安装防雷支架的时候，可采用侧位打眼技术，将打眼间隔保持在10cm 左右，完成打眼后用冲击电锤对支架进行固定，保持支架的稳定性。角钢支架需要有燕尾，其埋设深度≥100mm；扁钢与圆钢支架埋深≥80mm。要求防雷装置支架顶部与建筑物表面保持100mm 左右的距离；接地干线支架的顶部和墙面保持20mm 间隔距离，且支架水平间距≤1m，垂直间距≤1.5m。保持间距均匀，且允许偏差不宜超过30mm。转角位置的支架与转角中心间隔≤250mm，保持支架平直，水平度每隔2m 可存在3/1000 的偏差，支架全长偏差应≤10mm。完成支架的固定后，用水泥做好浇筑固定，等待水泥凝固后定期洒水，以达到良好的养护效果，保障水泥湿润，混凝土完全凝固后安装防雷支架，要求顶端与支架底部的距离＞100mm。施工期间，要求根据设计方案画出防雷线的具体所在位置，摆放防雷支架，确认无误后再用沥青与砂浆涂抹支架的表面即可。

2.8 电气管线盒防雷接地施工

项目中的电气管线盒主要使用了钢制材料，在接线盒生产环节，要求底部与圈体分开安装，圈体上的开孔位置根据图纸要求定位，此时接线盒不能有杂物，施工后必须及时清理，将接线盒放在提前画好的位置后进行下管施工，这样做可以有效控制管进盒长度。在接线盒和管相连的位置，焊接时需要担心电焊时造成管堵问题，确保管与盒的稳定连接。建筑电气施工时绑扎盖筋应做好管口防护塞堵操作，盖上接线底盒，对角位置采取电焊的方式，使底部可以被点焊在圈体上，这样的防雷接地方式可以更好的符合建筑主体施工要求，避免工序交叉给防雷施工造成不良影响。

3 结语

总而言之，本文根据项目实际案例探究建筑施工时电气安装对于防雷接地技术的应用，研究后得知防雷接地施工始终是电气安装的重难点。根据雷电对电气设备的不确定性、瞬发性特点，在施工时需要合理安装避雷装置，采用适当的防雷接地技术，做好对细节的把控，从而有效提升电气设备的防雷接地效果。