论文部分内容阅读
【摘 要】 本文主要对高层建筑防雷接地问题展开分析，论述了高层建筑防雷接地系统的种类及其作用，对高层建筑防雷接地的相关问题进行简要分析，以供参考。
【关键词】 高层建筑；防雷接地；问题
一、接地系统的种类及其作用
1、防雷接地系统。在三大类高层建筑接地系统中，防雷接地占有非常重要的位置，当建筑物受到雷击时，防雷接地能快速地将雷电瞬时电流导入大地，从而保护建筑物内每个部件以及建筑物内的人员及设备的安全。由于雷击时瞬间雷电流可达到几十至几百千安培，瞬时感应电压可达到几十至几百千伏，有可能使建筑物内的设备，尤其是电子设备受到雷电电击或感应过电压的破坏。因此防雷接地系统还必须具有均压、等电位以及多层屏蔽的设置。
2、工作接地系统。（1）工作接地的作用。主要是为了建筑物内各种用电设备能正常工作所需要的接地系统。（2）工作接地的分类.工作接地可分为交流工作接地和直流工作接地。在民用建筑内的交流工作接地使建筑物内的用电设备获得220/380V正常稳定的工作电压。直流工作接地是使建筑物内的弱电系统能够稳定正常工作。
3、保护接地系统。保护接地是指将电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来，以防止该部分在故障情况下突然带电而造成对人体的伤害。所有的单相、三相有金属外壳的电器设备，都需要有保护接地。保护接零是指电气设备正常情况下不带电的金属部分用金属导体与系统中的零线连接起来，当设备绝缘损坏碰壳时，就形成单相金属性短路，短路电流流经相线——零线回路，而不经过电源中性点接地装置，从而产生足够大的短路电流，使过流保护装置迅速动作，切断漏电设备的电源，以保障人身安全。
二、防雷设计常见问题
1、防雷平面图常见弊病。图纸缺少主要轴线、标高和避雷带材料型号、规格、安装方式、网格尺寸等。或遗漏了高出屋面的构筑物（如设备间、飘板、排烟口、结构墙等）的防雷设计。防雷平面图在没有绘制基础接地平面图时，应标明等电位接地端子、预留端子、室外测试点等位置。建筑物顶部设计飘板可达到美观效果，易受雷击的部位（女儿墙、屋顶构架、屋角、屋脊、屋檐、檐角）部位应沿外檐采取明敷方式；低于楼顶飘板的女儿墙和楼体外侧阳台也应有防直击雷措施，应严格遵循GB50057—94规范要求，按照滚球法方法进行计算，当不在保护范围内时，仍须采取明敷方式，在保护范围内时，可采取暗敷方式。明敷避雷带、屋面暗敷避雷网在图纸上要有区别。
2、是否采取防直击雷措施，缺乏长远眼光。有的设计者仅从建筑物的高度考虑，认为较低的建筑物不需要防雷措施，而没有根据气象、地理、环境等条件，雷击选择规律和建筑物的用途性质、面积大小以及年预计雷击次数等因素来考虑建筑物是否需要防雷设计，缺乏长远安全保障意识。
3、引下线布局位置不当。常见的弊病有：没有设置在突出位置和裙楼外沿位置，或间距过大，或与接地图不对应，或没有标明利用柱筋规格和根数，或不同高度楼面（转换层）没有分流处理等。不少设计院在高层建筑物楼顶的设备间四角和低层裙楼外沿都设置引下线，给泄放雷电流入地提供尽可能多的通道。为抑制雷电流流经很长引下线时四周产生的雷电磁场和感应电压，在不同高度楼面的分流措施和与均压环有机结合成屏蔽网以抑制LEMP破坏作用。
三、建筑物的外部防雷问题
高层建筑的外部防雷主要是指防直击雷和防侧击雷，其作用是保护建筑物本身不遭受雷击，主要由接闪器、引下线和接地装置组成。
1、接地装置。接地装置包括接地体和接地线。接地装置的优劣与接地电阻和接地方式有关。为便于与各种入户金属管道相连，降低跨步电压，建筑物防雷接地一般采用周圈式接地。防雷接地应尽量利用自然接地体作为接地装置，只要基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%，基础外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，可利用基础内钢筋作接地装置否则应加设人工接地装置。
2、接闪器。接闪器是防直击雷接受雷电流的金属导体，其形式有避雷网（带）、避雷针、金属屋面等。避雷网（带）应沿屋脊、屋角、屋檐、檐角、女儿墙等易受雷击部位敷设，并按建筑物的防雷等级在整个屋面组成。根据雷击建筑物部位的规律，在建筑物上装设避雷针（网、带），就能可靠吸引强雷和弱雷。屋面避雷网（带）一般采用热镀锌的圆钢或扁钢及热镀锌件，敷设应平正顺直、固定可靠，搭焊长度应满足规范要求。避雷网（带）在经过沉降缝或伸缩缝时应做煨弯补偿处理，避雷带在女儿墙敷设时，一般敷设在女儿墙的中间，当女儿墙宽度较大时，应将避雷带移向女儿墙的外侧处为宜，因为女儿墙的外沿易受雷击。 现代高层建筑中也有在屋面上利用金属栏杆做避雷网（带），其材质主要采用钢管或不锈钢管，钢管的壁厚应≮2.5mm，钢管直线段对接，转角等部位应采用圆钢或角钢搭接焊，搭焊长度应满足规范要求，栏杆必须与引下线可靠连通。
3、引下线。引下线的作用是将避雷网（带）与接地装置连接在一起，使雷电流构成通路，通常利用主体结构的柱主筋或剪力墙中钢筋作暗装引下线。引下线的数量及布置直接影响分流效果。引下线数量多且间距较小时，雷电流在局部区域分布也就较均匀，引下线上电压降减小，反击危险也相应减少。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于规范的要求，应尽可能增加引下线的数量，适当减少引下线间距。由于高层建筑物引下线很长，雷电流的电感应压降很大，需要在每隔一定的高度处用均压环将各条引下线在同一高度连接起来，并接到同一高度的屋内金属物体上，以减小其间的电位差，避免发生反击。均压环通常利用圈梁两主筋焊通成闭合回路。高层建筑引下线必须保证全长焊通，为避免接错钢筋，同一柱内引下线不宜小于两根主筋，主筋截面不应小于16mm2，钢筋连接处应采用搭接焊，搭焊倍数为圆钢直径的6倍，双面焊，焊缝饱满、平整以减少接触电阻。
四、建筑物内部防雷问题
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。由于电力、电信线路不能直接接到地线上，电涌保护器（SPD）实现了电气设备、电子设备的等电位联结。
2、合理的屏蔽。建筑物中做屏蔽的主要目的是對微电子设备的防护。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-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。
结束语
综上所述，高层建筑防雷接地工作关乎高层建筑的安全，所以，必须要重视高层建筑的防雷接地工作。明确高层建筑防雷接地工作的要点和难点，从关键环节着手，提高高层建筑防雷的效果。
参考文献：
[1]GB50057-1994建筑物防雷设计规范[S].
[2]GB50303-2002建筑电气工程施工质量验收规范[S].
[3]安靖.胡大平.简述建筑电气防雷接地系统施工[J].民营科技.2013（07）.
【关键词】 高层建筑；防雷接地；问题
一、接地系统的种类及其作用
1、防雷接地系统。在三大类高层建筑接地系统中，防雷接地占有非常重要的位置，当建筑物受到雷击时，防雷接地能快速地将雷电瞬时电流导入大地，从而保护建筑物内每个部件以及建筑物内的人员及设备的安全。由于雷击时瞬间雷电流可达到几十至几百千安培，瞬时感应电压可达到几十至几百千伏，有可能使建筑物内的设备，尤其是电子设备受到雷电电击或感应过电压的破坏。因此防雷接地系统还必须具有均压、等电位以及多层屏蔽的设置。
2、工作接地系统。（1）工作接地的作用。主要是为了建筑物内各种用电设备能正常工作所需要的接地系统。（2）工作接地的分类.工作接地可分为交流工作接地和直流工作接地。在民用建筑内的交流工作接地使建筑物内的用电设备获得220/380V正常稳定的工作电压。直流工作接地是使建筑物内的弱电系统能够稳定正常工作。
3、保护接地系统。保护接地是指将电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来，以防止该部分在故障情况下突然带电而造成对人体的伤害。所有的单相、三相有金属外壳的电器设备，都需要有保护接地。保护接零是指电气设备正常情况下不带电的金属部分用金属导体与系统中的零线连接起来，当设备绝缘损坏碰壳时，就形成单相金属性短路，短路电流流经相线——零线回路，而不经过电源中性点接地装置，从而产生足够大的短路电流，使过流保护装置迅速动作，切断漏电设备的电源，以保障人身安全。
二、防雷设计常见问题
1、防雷平面图常见弊病。图纸缺少主要轴线、标高和避雷带材料型号、规格、安装方式、网格尺寸等。或遗漏了高出屋面的构筑物（如设备间、飘板、排烟口、结构墙等）的防雷设计。防雷平面图在没有绘制基础接地平面图时，应标明等电位接地端子、预留端子、室外测试点等位置。建筑物顶部设计飘板可达到美观效果，易受雷击的部位（女儿墙、屋顶构架、屋角、屋脊、屋檐、檐角）部位应沿外檐采取明敷方式；低于楼顶飘板的女儿墙和楼体外侧阳台也应有防直击雷措施，应严格遵循GB50057—94规范要求，按照滚球法方法进行计算，当不在保护范围内时，仍须采取明敷方式，在保护范围内时，可采取暗敷方式。明敷避雷带、屋面暗敷避雷网在图纸上要有区别。
2、是否采取防直击雷措施，缺乏长远眼光。有的设计者仅从建筑物的高度考虑，认为较低的建筑物不需要防雷措施，而没有根据气象、地理、环境等条件，雷击选择规律和建筑物的用途性质、面积大小以及年预计雷击次数等因素来考虑建筑物是否需要防雷设计，缺乏长远安全保障意识。
3、引下线布局位置不当。常见的弊病有：没有设置在突出位置和裙楼外沿位置，或间距过大，或与接地图不对应，或没有标明利用柱筋规格和根数，或不同高度楼面（转换层）没有分流处理等。不少设计院在高层建筑物楼顶的设备间四角和低层裙楼外沿都设置引下线，给泄放雷电流入地提供尽可能多的通道。为抑制雷电流流经很长引下线时四周产生的雷电磁场和感应电压，在不同高度楼面的分流措施和与均压环有机结合成屏蔽网以抑制LEMP破坏作用。
三、建筑物的外部防雷问题
高层建筑的外部防雷主要是指防直击雷和防侧击雷，其作用是保护建筑物本身不遭受雷击，主要由接闪器、引下线和接地装置组成。
1、接地装置。接地装置包括接地体和接地线。接地装置的优劣与接地电阻和接地方式有关。为便于与各种入户金属管道相连，降低跨步电压，建筑物防雷接地一般采用周圈式接地。防雷接地应尽量利用自然接地体作为接地装置，只要基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%，基础外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，可利用基础内钢筋作接地装置否则应加设人工接地装置。
2、接闪器。接闪器是防直击雷接受雷电流的金属导体，其形式有避雷网（带）、避雷针、金属屋面等。避雷网（带）应沿屋脊、屋角、屋檐、檐角、女儿墙等易受雷击部位敷设，并按建筑物的防雷等级在整个屋面组成。根据雷击建筑物部位的规律，在建筑物上装设避雷针（网、带），就能可靠吸引强雷和弱雷。屋面避雷网（带）一般采用热镀锌的圆钢或扁钢及热镀锌件，敷设应平正顺直、固定可靠，搭焊长度应满足规范要求。避雷网（带）在经过沉降缝或伸缩缝时应做煨弯补偿处理，避雷带在女儿墙敷设时，一般敷设在女儿墙的中间，当女儿墙宽度较大时，应将避雷带移向女儿墙的外侧处为宜，因为女儿墙的外沿易受雷击。 现代高层建筑中也有在屋面上利用金属栏杆做避雷网（带），其材质主要采用钢管或不锈钢管，钢管的壁厚应≮2.5mm，钢管直线段对接，转角等部位应采用圆钢或角钢搭接焊，搭焊长度应满足规范要求，栏杆必须与引下线可靠连通。
3、引下线。引下线的作用是将避雷网（带）与接地装置连接在一起，使雷电流构成通路，通常利用主体结构的柱主筋或剪力墙中钢筋作暗装引下线。引下线的数量及布置直接影响分流效果。引下线数量多且间距较小时，雷电流在局部区域分布也就较均匀，引下线上电压降减小，反击危险也相应减少。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于规范的要求，应尽可能增加引下线的数量，适当减少引下线间距。由于高层建筑物引下线很长，雷电流的电感应压降很大，需要在每隔一定的高度处用均压环将各条引下线在同一高度连接起来，并接到同一高度的屋内金属物体上，以减小其间的电位差，避免发生反击。均压环通常利用圈梁两主筋焊通成闭合回路。高层建筑引下线必须保证全长焊通，为避免接错钢筋，同一柱内引下线不宜小于两根主筋，主筋截面不应小于16mm2，钢筋连接处应采用搭接焊，搭焊倍数为圆钢直径的6倍，双面焊，焊缝饱满、平整以减少接触电阻。
四、建筑物内部防雷问题
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。由于电力、电信线路不能直接接到地线上，电涌保护器（SPD）实现了电气设备、电子设备的等电位联结。
2、合理的屏蔽。建筑物中做屏蔽的主要目的是對微电子设备的防护。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-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。
结束语
综上所述，高层建筑防雷接地工作关乎高层建筑的安全，所以，必须要重视高层建筑的防雷接地工作。明确高层建筑防雷接地工作的要点和难点，从关键环节着手，提高高层建筑防雷的效果。
参考文献：
[1]GB50057-1994建筑物防雷设计规范[S].
[2]GB50303-2002建筑电气工程施工质量验收规范[S].
[3]安靖.胡大平.简述建筑电气防雷接地系统施工[J].民营科技.2013（07）.