建筑电气的防雷接地功能与防雷系统设计

建筑电气的防雷接地功能与防雷系统设计近年来，现代防雷技术高速发展，但目前仍没有十全十美的防雷措施。人们对雷电的认识是一个不断发展和完善的过程，目前能做到的就是综合运用各种防雷手段，最大限度地防御和减轻雷电灾害造成的危害和损失。本文探讨了建筑电气的防雷接地功能与防雷系统设计。标签：建筑电气;防雷接地;功能;设计随着我国经济的快速发展，人们对生命财产安全的重视度越来越高，对于电气系统的安全问题也更加关注。接地是一个传统而应用广泛的电气安全措施。一、 建筑防雷接地相关概念介绍防雷装置：包括外部雷电防护装置和内部雷电防护装置。其中内部雷电防护装置又可分为等电位连接系统、合理布线系统、屏蔽系统、电涌保护器等几个部分，它的主要作用是避免雷电流在产生的电磁效应影响与破坏需防空间内的布置。而外部雷电防护装置主要作用是防直击雷，它可以分为引下线、接闪器和接地装置等。避雷引下线：避雷引下线是将避雷针接受的雷电流引向地下装置的导线体。防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。等电位连接：是指用电涌保护器或等电位连接导体将分离的导电物体与装置相连，其目的是防止雷电流在两者之间作用产生电位差。雷击电磁脉冲：它是一种由干扰源的直接雷击和附近的间接雷击而引起的电磁效应。该现象大部分是由于雷电流或磁辐射干扰以及被雷电击中装置的电位上升而通过连接导体的干扰。接地：目前最常用的防雷接地方式根据保护对象的不同分为两种，第一种接地是为了保护设备的主要功能而进行的接地，顾名思义，我们将这接地方式为功能性接地，另一种就是为了保护人或者设备不受到雷电的损坏而进行的接地保护，这种接地方式我们称之为保护性接地。二、 建筑防雷接地系统的设计防雷接地在建筑接地系统设计中是极为重要的，一般把建筑物的防雷保护分为三级：一类、二类和三类，民用建筑大多采用二类防雷保护进行设计，对于建筑内存在爆炸危险环境的建筑采用一类防雷保护设计。建筑的防雷接地系统一般是由引下线、接闪器、均压环以及接地体等装置组成。其中接闪器可以使用避雷带、避雷针或者针带组合接闪器。其中避雷带要沿房角、房脊、房檐等溶液受到雷击的地方敷设。建筑表面外露的金属构件和管道要与避雷带相连接。建筑上的接闪器要同下线焊接相连通。对于高层建筑物的引下线要尽量利用钢筋混凝柱的钢筋作为引下线。选为当做引下线的柱内两根主钢筋的直径一般不小于12mm，其两者的连接一般使用焊接法或者绑扎法均可。对于建筑物周围引下线的下部适当位置要设置几个测量点，可以把人工接地体同等电位的连接板连接。对外引连接板同引下线的连接要使用焊接。引下线上端要同建筑的避雷装置焊接，下端要同接地体焊接。对于引下余泉的这种设计优点很多，雷电流的泄漏点多、省材料、施工方便以及不损坏建筑物外观。在接地系统设计中接地体的设计是另一个难点。接地体一般是利用桩基内部钢筋作为自然接地体，此种设计优点是施工方便、工程投资少、接地效果好，设计过程应注意以下几点：利用外圈桩基和基础梁内钢筋组成的闭环，如果没有基础地梁钢筋时，一般用40mmx4mm的镀锌扁钢当做连接体，使建筑的外沿敷设成闭合、环状、水平的接地体。尽量把所有桩基都和闭环连接：对于作接地装置钢筋的直径如只有一根时要大于10ram，一般可以利用基础粱的底部两个直径大于12mm的钢筋当接地体：当使用基础内钢筋当接地体时，其周围地面的深度要大于0.5m。三、建筑电气的防雷1、 外部防雷外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防护直击雷，它是防雷技术的主要组成部分。外部防雷主要采用避雷针（避雷网、避雷线和避雷带）和接地装置（接地线、地极）加以保护。防雷接闪器是专门用来接收直接雷击电流的金属物。建筑物的房顶尤其是房顶上较突出的部位（如房角、房脊、女儿墙与房檐等）最易遭受雷击，设置在房顶上的设备与器具是雷击的主要对象。智能建筑多属于一级负荷，应按一级防雷建筑物的保护措施设计。为了有效防止雷击，应采用针网或针带组合接闪器，在房顶最高点和其他次高点多处设置避雷针。避雷网覆盖于房顶，并延伸到女儿墙上，使房顶、墙均在避雷带保护范围之内。该网格与大楼柱内钢筋作电气连接，利用柱内2根以上钢筋作引下线，柱内钢筋与建筑物基础钢筋这个自然接地体连接。另外，圈梁钢筋、楼层钢筋、外墙面所有金属构件也应与引下线连接，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样，不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备，而且还能防止外来的电磁干扰。2、 建筑物内部防雷内部防雷包括防雷电感应，防反击以及防雷电波侵入。良好的内部防雷能减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应，并能防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害和雷电磁脉冲所造成的危害。内部防雷主要采取等电位连接、屏蔽等措施。（1）等电位联结等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来。为保证建筑物内部不产生反击和危险的接触电压、跨步电压，应当使建筑物地面、墙板和金属管、线路等都处于同一电位，为此钢筋混凝土建筑物应在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的等电位连接板，以便与接地主干线相连。高层建筑物内各种金属导体和管道如金属门窗、设备的金属外壳等作等电位连接;电源线、信号线通过电涌保护器实现等电位连接;建筑物各处的均压环、起到一定电磁屏蔽作用的钢筋网、各处的电气以及防雷等电位连接导体形成总等电位连接，最后与联合接地系统相连，形成一个理想的“法拉第笼”。（2）合理的屏蔽建筑物中做屏蔽的主要目的是对微电子设备的防护。对有大量微电子设备房间要采取屏蔽措施，使仪器处于无干扰的环境中。屏蔽的有效性不仅与房间加装的屏蔽网和仪器金属外壳一屏蔽体本身有关，还与微电子设备的电源线和信号线接口的防过电压、等电位联结和接地等措施有关。为了保证非防雷系统的电气线路在防雷装置接闪时不受影响，应采用金属管布线，这样防止雷电反击的能力强，对防各种电磁脉冲也具有较好的屏蔽能力。电气线路的主干线一般集中于高层建筑物的中心部位（其雷电电磁场强度最弱），避免靠近做为引下线柱筋的位置，缩小干扰的范围。穿线钢管和线槽等都应与各楼层的等电位连接板和接地母线相联结，达到良好的屏蔽效果。用电设备、配电设备、配电线路应采用防雷电波侵入低压系统的措施，从配电盘引出的线路应穿钢管，钢管的一端应与配电盘外壳相连，另一端应与用电设备外壳、保护罩相连，并应就近与屋顶防雷装置相连。当钢管因连接设备而中间断开时应设跨接线，在配电盘内，应在开关电源侧与外壳之间装过电压保护器。综上所述，接地是一个传统而应用广泛的电气安全措施，为了保证接地系统的高效正常运行，对于一些经常出现的故障如接地线与接地体的选择和安装、接地电弧性短路等问题要特别注意，对于存在爆炸危险性的场所接地安装要更加严格，操作要更加规范，保证不出现意外。为了完全消除雷电所造成的毁坏性电位差，要严格实行等电位连接，信号线、电源线、金属管道等各种金属设备都应由电涌保护器或运用导线直接进行等电位连接，并且各个内层的保护区界面也都要做等电位连接，局部等电位连接棒互相连接并与主等电位棒相连。现在建筑中一旦发生雷电事故就极为严重.所以要多加防范，严格要求，保证建筑以及其内部设备