《电气安全技术与接地》
课程论文
摘 要
雷电是十分常见的自然现象，地球上任何时候都有雷电活动。据统计，地球上每天发生800余万次的电闪雷鸣，几乎每秒有100次，每年因为雷击导致直接经济损失约10亿美元，3000以上的人员死亡。雷电以极大的破坏力给人类和社会带来了灾难。有效的防雷对建筑有了很大的必要性。防雷一直是世界各国关注的课题。建筑物防雷接地包括外部防雷和内部防雷两大部分。外部防雷保护通过外部防雷装置吸引雷电并尽快将雷电流引入地中安全泄放。外部防雷包括保护接闪器、引下线和接地装置。内部防雷主要包括等电位连接、安装SPD浪涌保护器及综合布线等，也就是通过这几部分防止雷电和其他形式的过电压侵入设备中造成的毁坏。对直击雷采取的避雷网的保护方式。
关键词：防雷；建筑物；接地
1 建筑物的防雷装置和防雷接地网
1.1 防雷装置
要防止雷击火灾比喻首先认清与火灾有关的雷电效应。雷电的特点主要是电压高，电流大瞬间可产生极大的能量造成火灾。
（1)外部防雷装置和内部防雷装置
外部防雷包括保护接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器有三种形式：避雷针、避雷带、避雷网，它位于建筑物的顶端，其作用是引雷或者是截获雷电。即把雷电流引下。引下线上与接闪器相连，下与接地装置相连，它的作用是把接闪器截获的电流引至接地装置，接地装置位于地下一定的深度之处。它的作用是使雷电流顺利地流入大地中。内部防雷装置的作用是减小建筑物内的雷电流和产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压二次雷害。内部防雷装置包括等电位连接设施、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理的布线和内部良好的接地措施。就防火而言，只有外部防雷装置，没有内部防雷装置，建筑物的完全是没有保证的。因为接闪装置接闪后，其引下线周围的感应范围较大，导体与导体之间如果处理不当，极易产生火花放电，引燃附近的易燃物，造成火灾。
（2）雷电电磁脉冲
随着现代科技的进步，电子技术已经渗透到各行各业中。建筑物内的电子设备也越来越多。这些电子设备也越来越敏感，遭受雷电电磁脉冲的干扰已成为建筑物的电子设备内内电子设备的突出事故。 1.2 防雷接地网
（1)防雷接地网分类
目前一般钢筋混凝土结构的建筑物，防雷接地网分为基础接地网和均压环接地网，一般来讲基础接地网是利用土建钢筋主筋（2根）通过焊接Φ14圆钢跨接钢筋保证主筋不间断并形成闭环，下与乘台基础桩筋焊接连接，30米以上建筑物每层做均压环，做法与基础接地网同并与纵向柱主钢筋焊接贯通，在没有设置专用避雷针时采用镀锌圆屋面墙贯通一道闭环，并与混凝土内预留接地引下线贯通形成整个建筑体系的防雷接地系统，至于引下线的数量根据图纸要求和建筑物防雷等级定，一般要求接地电阻值不大于1Ω的为二级以上建筑物，普通民用工程为4～１０Ω，接地体(线)的焊接接地体(线)的焊接应采用搭接焊，其搭接长度必须符合下列规定：
一、扁钢为其宽度为2 倍(且至少3 个棱边焊接)。
二、圆钢为其直径的6 倍。
三、圆钢与扁钢连接时，其长度为圆钢直径的6 倍。
四、扁钢与钢管、扁钢与角钢焊接时，为了连接可靠，除应在其接部位两侧进行焊接外，并应焊以由钢带弯成的弧形(或直角形)卡子或直接由钢带本身弯成弧形(或直角形)与钢管(或角钢)焊接。“避雷网柱主筋与圈梁钢筋焊接”，意思是：连接了屋面避雷网的柱子的主筋应与该建筑基础的地圈梁钢筋连接，作用是保证屋面防雷接地的良好。“利用圈梁钢筋均压环敷设”，意思是：把建筑每层的圈梁钢筋焊接形成电气通路，再与柱子的主筋相连，作用是防止侧击雷的发生。建筑电气规范规定，高于30米的建筑，7层开始，每三层应做均压环敷设。 (2)接地跨接线
接地跨接线是指接地母线遇有障碍(如建筑物伸缩缝,沉降缝等)需跨越时相连接的连接线,或利用金属构件,金属管道作为接地线时需要焊接的连接线；常见的接地跨线有伸(沉降)缝、管道法兰、吊车钢轨接地跨接线等,计算工程量按“处”为单位。接地跨接线适用于：霹 雷 网 （针）和 引下 线连接；易燃气体管法兰之间的连接；接地线和金属体的连接；焊接接地螺栓等。防雷接地应该形成一个闭和回路后接地，在断线处应采用接地跨接线，凡用螺栓或铆钉连接的接地网中的地方，都应焊接接地跨接线，跨接线一般采用扁钢和圆钢。等电位箱和局部等电位箱的箱内连接套接地跨接*0.5系数，箱体再单独套定额，局部等电位箱应套接线盒安装子目，总等电位箱套接线箱安装子目。接地跨接线是指接地母线遇有障碍(如建筑物伸缩缝,沉降缝等)需跨越时相连接的连接线,或利用金属构件,金属管道作为接地线时需要焊接的连接线；常见的接地跨线有伸缩(沉降)缝、管道法兰、吊车钢轨接地跨接线等,计算工程量按“处”为单位。标准的楼房接地一般采用综合接地（防雷接地与设备接地共用接地装置），要求接地电阻值小于1欧姆。
2.建筑防雷接地存在问题
2.1 土壤电阻率
在设计建筑物防雷接地系统没有测试土壤电阻率，Ϊ的大小对设计接系统有不同的要求,特别对高土壤电阻率场地，不能按常规设计要求。住楼建在山坡上，土壤电阻率较大，平均值652m按设计要求接地电阻≤1.0Ω，接地电阻经多次要求整改都达不到设计要求，结果延缓施工进度。
2.2 基础接地体
利用建筑物本身的金属体作为防雷接地的基础接地体如建筑物所在的土壤电阻率4008#m以下地区，其防雷接地装置按常规电器装置标准设计和施工是比较理想。但有的建筑物在山区或半山区，其地质构造多为砂石或风化岩，土壤电阻率高达10004～0008#m。此时按常规设计，已很难达到规范要求，有的地区甚至无法施工。监督检测发现：延长接地体外引法，施工中只做水平接地体，引线(规范规定截面积不小于100平方毫米)成了建筑物防雷的生命线，一旦引线被腐蚀损坏或机械损坏，未被及时发现和修复，建筑物防雷接地系统就无保障。 2.3 环形水平接地体
设计普通建筑物，不管地梁深度是否达到自然接地体要求，或者不管建筑物所在地区土壤电阻率大小，都在基础外围敷设环形水平接地体。这种设计水平接地体方法有时起不到防雷接地效果，有时多设成浪费。
3 建筑防雷接地合理设计
3.1 实地勘测
在设计前要对所建建筑物环境、地貌进行实地勘测，明确建筑物所处的地理位置，测量土壤电阻率。按勘测实际地理位置审核防雷类别设计，对于空旷孤立建筑物应提高防雷类别。 3.2 根据土壤电阻率设
防雷接地有不同接地统设计要求特别对5008#m以上要有特殊要求，光靠基础接地极和增设人工接地极是达不到要求的，必须采取降低接地电阻的常用措施：换土；采用降阻剂；深埋接地级；深井接地； 3.3 基础接地体的分析与应用
基础接地体就是利用各种形状的钢筋砼基础中的钢筋网作防雷接地装置当建筑物遭受雷击时该装置起散流电阻作用。这一设计思想在20世纪60年代提出以来，已在国内外的一些高层建筑中得到应用并写入有关规范中。到目前为止该理论也逐渐在工业和民用建筑物中被广泛应用。有人做过实测，埋在干燥土壤中的钢筋砼电阻率为5001～300Ωm，但在潮湿土壤中此值还不到200Ωm。所以地梁在地表面就起不到低电阻率标准。另外在高土壤电阻率地区，基础接地体也达不到接地电阻标准，就必须采用环形等电位接地体。 3.4 钢筋混凝土机理与合理布置
环形接地体当地梁深度达到自然接地体深度(h>50cm)要求，且Ϊ较小，无需设
计环形水平接地如需要设计环形水平接地体，则埋入混凝土中，但混凝土浇注不好钢接地体也会腐蚀，尤其接地体外引部位。
4 总结
利用避雷网已经能够满足内外防雷装置的需求，应该继续发展避雷网接地技术。微机设备进入建筑物中，很容易受到雷电电磁脉冲的影响。在防雷技术方面也应该侧重于内部防雷。同时收集雷电事故信息，研究雷击规律也是非常重要的工作。须有较精确的统计数字和较详细的描述并进行及时的总结，以便为研究提供真实可靠的数据。
参考文献
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