防雷接地和电气接地

1 1 概述 1 1 防雷的设备有避雷针 避雷带 避雷网 避雷器 保护间隙等 其最终的目的都是要将雷电流泄放到大地中去 因此必须有适当的 接地装置 防止和消除静电的方法很多 但最简便的方法还是接地 这里就工业企业与民用建筑中常遇到的电气设备 线路及建筑物本 身的防雷接地和需要采取防静电设备的接地要求加以说明 1 2 工业企业和民用建筑中电气设备的种类繁多 按电压分 有高 压设备 低压设备和安全超低压设备 按电击保护分 有 0 级 0 级 级和 级 按设备固定的情况分 则有固定设备 携带式设 备和移动式设备 2 定义 2 1 接地体 与大地紧密接触并形成电气接触的一个或一组导电体 称为接地体 可分为人工接地体和自然接地体两种 2 2 接地线 将主接地端子板或将外露导电部分直接接到接地极的 保护线 连接多个接地端子板的接地线称为接地干线 MT 2 3 接地装置 接地装置是一定空间中若干相互连接的电气设备的 组合 接地装置是接地体与接地线的总称 2 4 均压环 将保护干线 接地干线 主接地端子板 建筑物内的 门窗等金属构件连接起来的导体称为均压环 2 3 工艺流程方框图 见图 1 不合格 合格 图 1 工艺流程方框图 4 1 接地体安装 4 2 室外 接地干线安装 4 4 防雷 引下线敷设 4 3 室内 接地干线安装 4 5 接闪器安装 4 6 工 程 交 接 验 收 测试 3 4 工艺过程 4 1 接地体安装 4 1 1 人工接地体安装 4 1 1 1 接地体加工 应根据设计要求的材质 规格 数量进行加工 采用铜管 钢 管和角钢时其长度不应小于 2 5m 采用铜板作为接地极时 其面积 厚度应符合设计要求 采用碳钢材质的接地极必须经热镀锌处理 4 1 1 2 测量 挖沟 应按设计要求进行测量 刻出开挖灰线 开挖深度应符合接地 体顶部离地面不小于 0 6m 的规定 底部宽度为 0 5m 铜板地极应 根据其面积尺寸 沟剖面应上宽下窄 并应清除沟内石块等物 4 1 1 3 安装接地体 沟挖好后 应立即安装接地体和敷设室外接地干线 防止土方 倒塌 接地体应置于沟的中心线上 可采用 8P 12P 手锤击打接地 体顶部 使用手锤要平稳 接地体应与地面保持垂直 不得偏斜 当接地体顶端距离地面 600mm 时停止打入 以便与接地干线的焊接 4 1 2 自然基础接地体安装 能作为自然接地极或接地线的有建筑物内的钢筋和钢结构 行 车钢轨 工业管道 电缆金属外皮 各自的接地施工要求如下所述 4 4 1 2 1 建筑物内的钢筋及钢结构 对于钢筋混凝土结构的建筑物而言 钢管桩 水泥桩和灌浇桩内 的钢筋 基础内的钢筋可作接地极 屋架 柱子内的钢筋可作接地 线或避雷引下线 用基础桩 钢管桩 水泥桩和灌浇桩 作为接地级时 打好桩 后 应测量每根桩的接地电阻值 然后用 40mm 4mm 镀锌扁钢或基 础内不小于 10mm 的圆钢 把作为接地极的每根桩焊接连接成一体 测量总的接地电阻 如总接地电阻符合要求就不必增加人工接地极 如果建筑物不高 不打基础桩时 也可用建筑物基础中的钢筋 作为接地极 此时基础中必须选择不少于 2 根主钢筋 直径不小于 10mm 作为地下接地线 沿建筑物四周 把主钢筋与引上作为接地 线的主钢筋焊成一体 利用柱子内主钢筋作为避雷引下线时 该柱子内应不少于 2 根 主钢筋 该主钢筋的连接应采用焊接 当作为避雷引下线的主钢筋 引出屋面后 与避雷带相连 接地电阻检测点设在引下线桩头上 通常用一块 100mm 100mm 5mm 预埋钢板与引下线焊接固定 预埋钢板的位置和高度根据设计要求而定 在设计未作规定时 一般设在建筑物的四角 高度为中心离地坪高 300mm 如图 1 所示 对于钢结构的建筑物 可利用建筑物的钢结构作为接地装置 5 其主要要求是保证成为连续的导体 因此 除了其在结合处采用焊 接者以外 凡是用螺栓连接或铆钉连接以及其它仅以接触相连接的 地方 都要采用跨接线连接如图 2 a 所示 跨接线一般采用扁钢 作为接地干线的 其截面积不得小于 100mm2 作为接地支线的 其 截面积不得小于 48mm2 当金属结构的扁钢 工字钢 槽钢等与圆钢 相连 或圆钢与圆钢相接时 可采用图 3 所示的连接线 该连接线 用钢绞线制成 直径不得小于 12mm 两端焊以适当的接头 在建筑物伸缩缝的地方 避免由于建筑物沉陷不均等情况造成 电气上下连续的可能 也必须采用连接线跨过伸缩缝 在金属结构 的两端连接 这种连接线采用直径不小于 12mm 的钢绞线 两端均焊 有图 2 b 所示的与平面相接的接头 4 1 2 2 行车的钢轨 行车的钢轨可作为保护线 通过钢轨与行车柱中的主钢筋相连 然后通过插铁与其基础内的钢筋相连 基础内的钢筋也可作为接地 极 如图 4 所示 一般主钢筋的直径不小于 10mm 插铁的截面积也 不小于直径为 10mm 圆钢的截面积 一只行车基础的钢筋截面积往往 不能符合接地电阻的要求 必须与其它行车柱及建筑物柱子的基础 钢筋连接起来 才能达到接地的要求 另一种方法是 钢轨之间除了用钢板螺栓作固定连接外 连接 处还应用 12mm 圆钢或 25mm 4mm 扁钢 弯成 形后作跨接连接 焊条应用低氢焊条 两根钢轨的端部用 25mm 4mm 镀锌扁钢连成一体 随后在对角线处用 25mm 4mm 镀锌扁钢引下与接地极相连 6 4 1 2 3 工业管道 利用金属管道作为接地接地用时必须选用不输送可燃或可爆的 液体或气体的管道 例如压缩空气管道 如图 5 所示 抱箍与管道 连接处 管道部分必须除锈并擦拭干净 涂以导电脂 抱箍部分必 须镀锌 保证有良好的电气接触 当管道有阀门或其它连接处 如 有不良导体 应用扁钢跨接 扁钢的截面积不小于管道管壁的截面 积 4 1 2 4 电缆外皮及电缆沟的角钢 利用电缆的金属外皮作为接地装置时 接地线线箍的内部须放 入熔化的锡炉内 涂上 0 5mm 厚的锡层 电缆钢铠与接地线箍相接 触的部分必须刮拭洁净 以保证两者接触的可靠性 接地线引出的 方法有两种 如图 6 所示 其中 a 型是从电缆敷设的垂直方向引出 b 型是从电缆敷设的平行方向引出 当电缆沿地沟敷设时 电缆地沟边缘的保护角钢是很好的连续 导体 非常适宜于作为接地线 当利用保护角钢作为接地线时 在 地沟两端须用 40mm 4mm 扁钢将地沟两侧的保护角钢连接一次 由电 缆地沟的保护角钢沿柱引上接至行车轨道 或接至配电设备金属外 壳及构件等的安装连接方法 图 1 利用附设变电所的建筑物 图 2 利用建筑物的金 的基础作为接地极 属结构作为接地装置 图 3 利用钢绞线作为 图 4 利用行车钢轨连接 连接线 接地装置 7 图 5 在工业管道上的接地装置 图 6 利用电力电缆钢铠作为接地装置 图 7 利用电缆地沟边缘角铁作为接地装置 4 2 室外接地干线安装 4 2 1 人工接地体间接地干线的安装 扁钢 或铜排 敷设前应调直 然后将之放置于沟内 依次将 扁钢 或铜排 与接地体用电焊 气焊 焊接 扁钢 或铜排 应 侧放 扁钢 或铜排 与接地体连接的位置距接地体最高点约 100mm 焊接时应将扁钢 或铜排 拉直 焊好后清除药皮 刷沥青 做防腐处理 并将接地线引出至需要位置 留有足够的连接长度 以待使用 4 2 2 自然基础接地体间接地干线的安装 根据设计图纸要求确定接地干线材质及引上点位置 并做好记 号 用电焊 或气焊 进行接地体间的连接及引上点的连接 同时 在室外地面以下的墙面或柱面 以图纸尺寸为准 焊好连接板 清 除药皮 以便于引出和检查 4 2 3 隐蔽验收 接地装置安装结束后 应进行接地电阻测试 填写测试记录 并及时进行隐蔽验收 确认符合规范及设计要求方可进行回填土或 浇捣混凝土 4 3 室内接地干线安装 8 室内的接地干线多为明敷 但部分设备连接的支线需经过地面 也可以埋设在混凝土内 4 3 1 支持件固定 在砖墙或整浇混凝土上固定支架 先根据设计图 纸要求弹线定位 钻孔 支架做成燕尾形埋入孔内 找平正 用水 泥砂浆进行固定或直接用膨胀螺栓固定支架 4 3 2 明敷接地线安装 4 3 2 1 当支持件埋设完毕 水泥砂浆凝固后 可敷设墙上的接地 线 4 3 2 2 接地干线穿墙时 应加套管保护 跨越伸缩缝时 应留有 伸缩余量 作成 形 并分别距伸缩缝两端各 100mm 处加以固 定 4 3 2 3 接地干线跨越门口时 应暗敷设于地面内 做地面以前埋 好 4 2 3 4 接地干线用螺栓连接或焊接方法固定在距地 250mm 300mm 的支持卡子上 干线与墙面应有 10mm 15mm 的距离 支持件应采用 25mm 4mm 或 40mm 4mm 的扁钢 或铜排 尾端应制成燕尾状 埋 入深度为 90mm 总长度为 110mm 支持件间的水平直线距离一般为 0 5m 1 5m 垂直部分为 1 5m 3m 转弯或分支处为 0 5m 4 3 2 5 转角处接地干线弯曲半径不得小于扁钢 或铜排 厚度的二 倍 4 3 2 6 明敷接地线在其表面适当位置做好接地标记 贴色标或做 色环 9 4 4 防雷引下线敷设 4 4 1 防雷引下线暗敷设 4 4 1 1 首先将所需扁钢 或圆钢 用手锤 或钢筋扳子 进行调 直 4 4 1 2 将调直的引下线运到安装地点 按设计要求随建筑物引上 挂好 4 4 1 3 及时将引下线的下端与接地体焊接好 或与断接卡子连接 好 随着建筑物的逐步增高 将引下线敷设至建筑物屋顶为止 如 需接头 则应进行焊接 焊接后应敲掉药皮并刷防锈漆 现浇混凝 土除外 并进行隐检验收 做好记录 4 4 2 防雷引下线明敷 4 4 2 1 引下线如为扁钢 可放在平板上用手锤调直 如为圆钢可 进行冷拉调直 4 4 2 2 将引下线用大绳提升到最高点 然后由上而下逐点固定 直至安装到断接卡子处 如需接头则应进行焊接 焊接后 清除药 皮 局部调直 刷防锈漆及银粉漆 4 4 2 3 将接地线地面以上 1 6m 段套上保护管 并卡固及刷红白油 漆 4 4 2 4 用镀锌螺栓将断接卡子与接地引下线连接牢固 4 5 接闪器安装 4 5 1 避雷针制作与安装 4 5 1 1 避雷针制作 10 按设计要求的材料所需的长度分上 中 下三节进行下料 如 针尖采用钢管制作 可先将上节钢管一端锯成锯齿形 用手锤收尖 后 进行焊缝磨尖 刷锡 然后将另一端与中 下二节钢管找直 焊好 4 5 1 2 避雷针安装 先将支座钢板的底板固定在预埋的地脚螺栓上 焊上一块肋板 再将避雷针立起 找直 找正后 进行点焊 然后加以校正 焊上 其它三块肋板 最后将引下线焊在底板上 清除药皮刷防锈漆及银 粉漆 4 5 2 避雷网安装 4 5 2 1 建筑物屋顶上有突出物 如金属旗杆 透气管 金属天沟 铁栏杆 爬梯 电视天线 冷却塔等 这些部位的金属导体都必须 与避雷网焊接成一体 4 5 2 2 在建造物的变形缝处 应做防雷跨越处理 4 5 2 3 避雷网分明暗网两种 网格越密 其可靠性就越好 网格 的密度应视建筑物的重要程度而定 重要的建筑可使用 5m 5m 网格 一般建筑物采用 20m 20m 网格即可 如果设计有特殊要求应按设计 要求去做 4 5 3 避雷带 均压环 安装 4 5 3 1 避雷带可以暗敷设在建筑物表面的抹灰层内 或直接利用 结构钢筋 与暗敷的避雷网相焊接 4 5 3 2 利用结构梁内的主筋或腰筋与预先准备好的约 20cm 的连接 11 钢筋头焊接成一体 并与柱筋中引下线焊成一个整体 4 5 3 3 在建筑物外沿金属门窗 金属栏杆处甩出 30cm 长 12 镀 锌圆钢备用 4 5 3 4 外檐金属门 窗 栏杆 扶手等金属部位的预埋件接点不 小于 2 个 与避雷带预留的圆钢焊成整体 4 6 工程交接验收 4 6 1 在验收时应进行以下检查 4 6 1 1 整个接地网外露部分的连接可靠 接地线规格正确 油漆完 好 标志齐全明显 4 6 1 2 避雷针 带 的安装位置及高度符合设计要求 4 6 1 3 供连接临时接地线用的连接板的数量和位置符合设计要求 4 6 2 在验收时应提交下列资料和文件 4 6 2 1 变更设计部分的实际施工图 4 6 2 2 变更设计的证明文件 4 6 2 3 安装技术记录 包括隐蔽工程检查记录等 4 6 2 4 试验记录 接地电阻测试记录 5 质量要求 5 1 人工接地体应符合以下规定 5 1 1 接地体顶面的埋设深度不应小于 0 6m 角钢及钢 铜 管接 地体应垂直配置 5 1 2 垂直接地体长度不应小于 2 5m 其相互之间间距一般不应小 12 于 5m 5 1 3 接地体埋设位置距建筑物不宜小于 1 5m 遇有垃圾 灰渣等 地 埋设接地体时 应换土 并分层夯实 5 2 室外接地干线应符合以下规定 5 2 1 接地线的连接应采用焊接 焊接处焊缝应饱满并有足够的机 械强度 不得有夹渣 咬肉 裂纹 虚焊 气孔等缺陷 焊接处的 药皮敲尽后 刷沥青做防腐处理 5 2 2 搭接焊的焊接长度规定如下 5 2 2 1 镀锌扁钢 或铜排 不小于其宽度的 2 倍 且至少 3 个棱 边焊接 两长一短 敷设前需调直 煨弯不得过死 直线段上不得 有明显弯曲 并应直放 限于人工接地体间接地干线的敷设 5 2 2 2 镀锌圆钢 或螺纹钢筋 与镀锌扁钢 或铜排 连接时 其长度为圆钢直径的 6 倍 5 2 3 镀锌扁钢 或铜排 与镀锌钢管 或铜管 角钢 焊接时 为了连接可靠 除应在其接触部位两侧进行焊接外 还应直接将钢 铜 管本身弯成弧形 或直角形 与钢管 铜管或角钢 焊接 5 2 4 接地干线应设有为测量接地电阻而预备的断接卡子 并做好 接地标记 5 3 采用降阻剂降低土壤电阻率时 所用材料应符合下列要求 5 3 1 对金属腐蚀性较弱 5 3 2 水溶性成分含量低 5 4 防雷引下线敷设应符合下列规定 13 5 4 1 明敷引下线必须在距地 1 5m 1 8m 处做断接卡子 一条引下 线者除外 断接卡子所用镀锌螺栓的直径不得小于 10mm 并需加 镀锌垫圈和镀锌弹簧垫圈 5 4 2 利用柱内主筋作引下线时 每条引下线不得小于 2 根主筋 5 4 3 现浇混凝土内敷设引下线不做防腐处理 5 4 4 引下线沿建筑物外墙敷设 从接闪器到接地体 引下线的敷 设路径应尽可能短而直 5 4 5 引下线的固定支点间距离不应大于 2m 敷设引下线时应保持 一定松紧度 5 4 6 引下线应躲开建筑物的出入口和行人较容易接触到的地点 以免发生危险 5 5 材料的质量符合设计要求 接地装置的电阻值必须符合设计要 求 5 6 接至电气设备 器具的可拆卸的其它非带电金属部件接地 接 零 的分支线必须直接与接地干线相连 严禁串联连接 检测方法 实测或检查接地电阻测试记录 观察检查或检查安装记录 5 7 避雷针 网 及其支持件安装位置正确 固定牢固 防腐良好 针体垂直 避雷网规格尺寸和弯曲半径正确 避雷针及支持件的制 作质量符合设计要求 设有标志灯的避雷针灯具完整 显示清晰 避雷网支持件间距均匀 避雷针垂直度的偏差不大于顶端针杆的直 径 检验方法 观察检查和实测或检查安装记录 5 8 接地 接零 线敷设 14 5 8 1 平直 牢固 固定点间距均匀 跨越建筑物变形缝有补偿装 置 穿墙有保护管 油漆防腐完好 5 8 2 焊接连接的焊缝平整 饱满 无明显气孔 咬