建筑电气防雷接地设计要点杨爱莲

建筑电气防雷接地设计要点杨爱莲

杨爱莲

杨爱莲

上海建科建筑设计院有限公司上海市200030

摘要：在建筑电气设计环节，设计人员要将电气的安全设计作为重点，和建筑电气设计安全密切相关的设计环节是防雷接地设计。合理的建筑电气防雷接地设计能够降低雷击对建筑的危害，以保障建筑安全和使用者的人身安全。本文在分析建筑电气防雷接地设计时，对建筑电气防雷接地系统的构成进行了简要的介绍，接着探讨了当前建筑电气防雷接地设计存在的问题，并提出了建筑电气防雷接地设计要点。

关键词：建筑工程；电气设计；防雷接地设计

引言：

建筑的电力系统能够保障人们的正常生活，对建筑电力系统进行防雷接地设计是保障人身安全的重要措施，能够起到防止人员遭到雷击伤害，同时能够尽量保障电力系统在雷击状态下仍能正常运行。合理的电气防雷接地设计能够获得良好的接地功能和防雷效益，是建筑电气系统稳定运行的关键。

1建筑电气防雷接地设计概述

1.1基本构成

在建筑电气防雷接地装置中，主要包括引下线以及各种接地装置，其中使用较多的接地管线。在进行建筑电气装置的防雷接地设计时，要同时做好防雷接地装置的内部设计和外部设计，确保建筑电力系统具有完善的内外部雷电防护装置。

（1）防雷装置

当前的建筑大部分为高层建筑，常用的防雷装置包括三部分，即内部防雷装置和外部防雷装置，内外部防雷装置的构成不同。

内部防雷装置的主要构成有等电位连接系统、合理布线系统、屏蔽系统以及电涌保护器。不同的系统承担着不同的功能。在内部防雷装置中，等电位连接系统的存在相当于一个导体，能够有序的连接导电物与防雷装置，从而实现导电物与防雷装置的等电位连接，控制导电物与装置之间的电位差在一个较小的水平上。大部分工程接地系统采用为TN-S制，工作接地、保护接地与防雷接地共用接地系统，联合接地电阻小于1.0欧姆，接地系统利用基础桩内钢筋作接地极，并围绕建筑物敷设成环形总等电位联接体。工程内所有铠装电缆金属外皮、电气设备金属外壳、消火栓箱金属外壳及所有进出建筑物之金属管道作总等电位联接，并在电源进线处设总等电位联结端子板（MEB），强弱电间、电梯机房、水泵房等重要机房设局部等电位联接端子箱（LEB）；外部防雷装置则主要包括引下线、接闪器以及接地装置。这三个装置的存在其目的主要在于当发生雷击时，降低建筑物受到直接雷击损害的概率，将雷击危害控制在较低的水平上。

（2）避雷引线

在建筑电气防雷接地设计过程中，会使用到避雷引线，避雷引线的使用需要配合避雷针才能获得良好的效果。避雷引线是一种可以对雷击电流进行引导的管线，当遭受雷击时，避雷引线对雷击电流进行引导，并经避雷针引入地下。在屋顶结合建筑屋面的钢构架做接闪器及避雷网。凡突出屋面的金属物体均应与屋顶防雷系统可靠连接，防雷引下线利用所有结构柱内两根主筋∅≥16引下至基础接地网。

（3）电涌保护器

变电所内设Ⅰ级试验的电涌保护器，楼层总箱内设Ⅱ级试验的电涌保护器（In：标称放电电流，Uk：电压保护水平）。Ⅰ级试验的电涌保护器:In≥12.5kA(10/350μs)，Uk≤2.5kV；Ⅱ级试验的电涌保护器:In≥5kA(8/20μs)，Uk≤2.5kV。在电子系统引入的终端箱处的电气线路侧，安装B2类慢上升率试验类型的电涌保护器，其短路电流选用75A，放电电流≥40kA，试验波形8/20μs，分支处设相应等级的电涌保护器。

1.2建筑电气防雷接地设计的必要性

建筑电气防雷接地设计的一个重要目的就在于构建出安全的建筑防雷结构体系，促使建筑物内的各个电气设备之间的等电位连接，同时确保实现均压和多层屏蔽。防雷设计的实现不仅能够保障建筑自身性能的稳定发挥，同时还能够确保人们拥有安全的工作和生活环境。

2建筑物的防雷接地设计要点

2.1不同雷击作用下的防雷设计

（1）针对高层建筑结构的自身特点可知，在进行防雷设计时要关注其结构特征，高层建筑常用的建筑结构形式为钢结构或混凝土结构，在这两种形势下进行防雷接地设计，需要关注的是侧面攻击性雷电的防雷设计。为防侧击雷可在45米及以上各层利用圈梁内2根主钢筋通长焊接构成均压环，所有均压环与防雷引下线可靠联接；45米及以上外墙上的金属栏杆和门窗等较大金属物通过预埋镀锌扁钢25x4与防雷装置连接。

（2）直面攻击性雷电的防雷设计

对直面攻击性雷电进行设计，在设计时要合理的安装防雷接地装置，其中主要的装置为避雷网格和避雷针。屋面利用明敷设热镀锌圆钢∅12通长焊接构成的避雷网格、避雷针、圆形钢构架做为接闪器；屋面暗敷设热镀锌扁钢25*4避雷网格，第一类防雷建筑物的避雷网格间距不大于5mx5m(6mx4m)，第二类防雷建筑物的避雷网格间距不大于10mx10m(12mx8m)，第三类防雷建筑物的避雷网格间距不大于20mx20m(24mx16m)。在屋顶结合建筑屋面的钢构架做接闪器及避雷网。凡突出屋面的金属物体均应与屋顶防雷系统可靠连接，防雷引下线利用所有结构柱内两根主筋∅≥16引下至基础接地网。

2.2防雷设计中应考虑雷电流

当雷击现场产生时，不仅具有威力强大的主要雷电流，还会出现雷电流的散流。对于高层建筑而言，当遭遇雷电天气时，其自身会承受较大的电位数值，且由于高层建筑具有较大的高差，因此会产生较大的雷电流梯度。在设计过程中，设计人员要关注高层建筑物的电位均衡，要在设计过程中采取合理的措施适当的将电位梯度降低到合理的范围中。常用的降低电位梯度的方法是设置均压环，一般每隔三层设置一个，并最终形成防雷网，以均衡和屏蔽雷电电压。

2.3合理的屏蔽措施

建筑电气防雷接地的设计需要合理的采取屏蔽措施，在建筑电气防雷接地系统中一般包含有屏蔽的强弱电专用竖井，在竖井中，可以纵向布置高层建筑物的相关电线或电缆。要确保紧密的连接各层段竖井的接头，在电阻值最小时，其屏蔽效果最好，因此要严格控制电阻值。在布置竖井时，大部分工程都是将其设置在电梯井道两侧和楼梯走道两侧，这种设置方式更加符合实际建筑结构情况。在竖井设置完成之后，要对建筑电气的相关设备以及线路进行屏蔽设置，在设置电气主干线时，要尽量使其与引下线的主筋部位相靠近。而在设置金属线槽以及穿线钢管时，则要尽可能的使其有效的连接到和各个楼层之间的等电位联结板以及接地母线上。

2.4当雷电波进入侵害时的防雷设计

建筑电气防雷接地设计是一项专业性较强的工作，在设计过程中，设计人员要了解不同种类的低压线路使用方式和雷电波的侵入方式，并在此基础上实现电压路段的科学设计。建筑物中的低压线容易引发火灾，因此要将其埋设在地下，避免低压线路裸露在外。建筑电气的防雷接地设计人员，在进行低压线路的接地设计时，要全面的进行建筑物周围的电缆线路的防雷接地设计。而针对电缆裸露在外的情况，设计人员除设计完善的防雷接地方案之外，还应该及时的对电缆进行检查和更换，实现与其他防雷装置的有效连接，避免在遭受雷击时引发火灾。

3结语

建筑行业的发展需要以建筑工程质量为核心，同时要关注对使用者的人身安全的保护。因此，要做好建筑电气防雷接地设计，以保障建筑电气设备在遭受雷击时也能够尽可能的正常运行，同时降低雷电灾害对人身安全的威胁。建筑电气防雷接地设计需要关注建筑自身特点，并了解电气防雷接地设计要求，抓住设计要点，提高设计水准。

参考文献：

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[2]苏远东.防雷接地系统施工技术在建筑电气工程中的分析[J].建材与装饰,2016(32).

[3]周德勇.建筑电气安装中防雷接地施工技术的应用与质量管理[J].赤峰学院学报(自然科学版),2016,32(02).