浅析高层建筑电气接地设计

浅析高层建筑电气接地设计

王永楠

哈尔滨工业大学建筑设计研究院

摘要:发展到新世纪后，经济行业在我国得到了迅猛的发展，而建筑行业也是日趋强壮，发展的越来越好，有越来越多的高层住宅出现。在建设高层建筑的过程中，电气设计非常关键，和我们的生活质量息息相关，所以本文针对高层建筑电气接地设计进行了分析和研究，重点就是对高层建筑关于电气接地设计的要点进行了分析，旨在加强高层建筑的抗雷击能力，提高我国住宅居民的安全性能。

关键词:高层建筑；电气；接地设计

引言:从古至今，雷电灾害这些自然灾害都在影响着人类的生命安全，人员伤亡、供配电系统故障、通信设备失灵等雷击导致的案件常常发生。所以，为使交流电气装置的接地设计在电力系统运行和故障时能保证电气设备和人身的安全，有必要对多高层住宅建筑电气接地的具体设计做出研究。

一、多高层住宅建筑电气接地设计的内容

对多高层住宅建筑而言，接地防雷措施是非常重要的，建筑外部的直击雷和侧击雷是主要需要防御的。接闪器、引下线、接地装置和屏蔽装置的设计都是防雷的设计，当雷电交际的时候会出现交接的现象，在雷雨天气，打雷的时候可以通过避雷针把雷引入到土地中，融合到黄土里。多高层住宅建筑的设计通常要求电气设备、电梯机房等各部分的接地装置共用同一个接地极，并要求接地极的电阻小于1Ω。经过测试后不满足电阻阈值的时候，这个时候就要增设人工修复。给建筑供电的一些金属电线长期在外面风吹日晒会出现表皮脱落等问题，而雷对这些金属非常的敏感，就很容易会收到雷电打击，所以我们还要对这些供电的电线电缆进行一定的保护，所以在整体结构中一定至少要保持两处与地线相连接。

二、高层建筑接地系统的优化分类

智能建筑的接地系统本身就是一个复杂的综合性系统，不仅包括普通意义上的电气接地、电子技术中的“接地”，还有很多其他的类型。这是种有很多需要接地的设备来装饰高层住宅建筑，而且这些接地的要求也不尽相同，可以通过他们所发挥的作用将他们分为三个大类，即防雷接地、工作接地和保护接地。

1.防雷接地

接地系统中最重要的事防雷接地，在建筑物接受到外部的雷电打击的时候能快速把他们导入到土地之中，这样就可以保护建筑与零件的安全还有相关工作人员的安全。而且雷击时瞬间雷电流非常高，有时候可以高达几十至几百千安培，瞬时感应电压也大概能够达到几十至几百千伏，这样建筑物里的电子产品可能会因为瞬时感应电压的增加而损坏。所以防雷接地系统还必须使建筑物设备具有均压、等电位以及多层屏蔽的防雷结构。在整个建筑物接地系统设计中，放在首位的应该是防雷系统，在做好防雷系统的基础上也要保证接地系统的安全运行，让人们生活在一个更加安全的环境中。在多高层的住宅建筑中设置接地系统，能够有效的防止高电位引入而产生的危害，因此相关人员的生命安全能够得到很好的保障。

而且高层的高度非常的高，所以这几天给工作人员铺设电缆带来了一定的难度，这么我们在材料的选择还有搭建方式上就要非常的慎重了。在这种情况上我们可以用架空电缆线路来对埋地电缆线路进行一定的取代，但是在这个过程中，我们需要注意架设的高空电缆要与建筑物本身有一个安全的不可逾越的距离，大概就是50米左右。这样是能保证安全的最短距离。当然我们也可以在较高层的建筑物安装避雷针，这样就可以把电流导入到大地中，有效的保护人民的生命财产安全。还有室内的一些电线也一定要接地，这样就可以有效的防止雷电对电子产品带来的伤害了。

2.预防雷击

预防雷击是高层建筑在进行电气设计过程中应该尤为注意的一个问题，通过这些防雷的知识我们可以对施工人员进行一个培训，做到有效的提前预防。这些小小的措施可以很好的保护住户们的生命财产安全，让人们的生活更加安心，美好。可以设置预测防雷装置，在雷雨天气可以自动断电来保护住宅内的电子设备，让他们从源头上解决被损坏的危险。在工作人员施工的时候对防雷的设计应该有以下几点，房顶的周围一定要铺设一些防雷带，材质一定要操控好，达到相应的等级要求，而且建筑物本身所带的钢体也能够派上用场。并且在施工的过程中也要严格的进行把控，一定不能够偷工减料，这样才能为建筑物的安全提供必要的保障。还有就是室外的接地极，这个应该连接到室外的人工接地极装置上，同时应该保证室外接地极与墙体和基础之间的距离大于1米。

3.建筑电气安全接地方式：

TN-S接地系统:系统有单独的零线N；单独的接地线PE；N、PE线接地；设备外壳与PE线连接。TN-C接地系统：系统零线、地线共用一根线称此根线为“PEN”线，设备外壳与PEN线连接。TN-C-S接地系统：系统零线、地线共用一根线称此根线为“PEN”线；某点再引出一根N线。TT接地系统：零线N直接接地没有接地线PE,设备外壳单独接地。IT接地系统:变压器经电阻与大地接地,没有零线N和接地线PE,设备外壳单独接地。在家用的建筑里面应该用家用混凝土里面的钢筋做防雷的天然接地网，而如果没有这些材料的时候，也可以用角钢，钢管，圆钢来进行替代，当然也可以从国外引进一种新颖的材料来进行代替，但是它的价格相对较高，质量又得不到保障。垂直埋设的接地极，宜采用圆钢、钢管、角钢等。水平埋设的接地极宜采用扁钢、圆钢等。人工接地极的最小尺寸应符合本规范表12.5.1的规定。在接地极中可以采用一些化学的方法，把一些材料镀锌，这样也可以有效的防止腐蚀。而在有一些土地中会存在一些腐蚀性强的物质，我们应该采取一些措施来减缓辅食速度或者加大建筑材料的横截面积。垂直接地体的长宜为2.5m。垂直接地极间的距离及水平接地极间的距离宜为5m，当受场所限制时可减小。当防雷装置引下线大于或等于两根时，每根引下线的冲击接地电阻均应满足对该建筑物所规定的防直击雷冲击接地电阻值。

三、防止雷击的电压过高

在很多高层建筑电气竖井中一般都会安装大量的电缆或者是导线，而不同的电气竖井之间也是相互接通和相连的，因此需要注意几点要求：首先是应该根据相应的物理原理，在高层建筑的重心区域的电磁场是最弱的，因此电气竖井也是安装在建筑物的平面重心位置，通常是在电梯或者是楼梯的两侧，这样提高了楼层整体的隐蔽性。第二为了防止雷击过电压，在高层建筑物中的一些暖气管道和配电线路等具有金属构件的部门都需要安装相应的雷击过电压装置，从而能够保证不同的楼层可以通过接地干线而相互连接成为一个整体，保证电气的安全可靠。第三，对于高层建筑物的导线来说，需要穿入到接地导线的铁管中，因此电气施工人员可以采用全塑电缆来进行接地设计，这样能够在一定程度上取代金属电缆的导电性，具有一定的屏蔽作用。但是全塑电缆的横截面积相对较小，因此如果仅仅使用一根全塑电缆的话，会导致电阻过大，不利于通电，所以通常情况下都是采用多根全塑电缆进行合用。

结束语:总的来说，对于这种高层建筑这些接地设计其实非常的重要，这样的设计可以提高防雷的性能，还能有电压的保护作用。而且通过本篇的解说分析采用避雷带、避雷针等这些电气接地设施，电气接地系统的完整性能得到了极大地提高，对高层建筑居民的正常生活提供了保护，让人民群众的生命财产安全更加有保障。

参考文献：

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