建筑防雷接地设计问题初探

1、引言

雷电作为一种自然现象，雷击时有强大电流通过，产生机械力和热效应，破坏建筑物和电气设备。但是在施工过程中施工人员对防雷接地系统的施工重视不够，使雷电灾害事故频繁发生、导致损失越来越大。因此正确的防雷及接地设计和施工是保证人身安全、电气设备正常工作及防止建筑物发生电气火灾的重要环节。建筑的防雷、接地是一项系统工程，覆盖面广，与各专业系统交叉点多，与接地装置的形状、材料、规格、土壤、气候状况有关。本文对建筑防雷接地设计的相关概念、功能要素进行详细的阐述，重点讨论建筑防雷接地设计中遇到的问题。

2、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。

3、建筑防雷接地相关功能要素

3.1接闪功能

指建筑物具备接闪功能要包括的基本条件，主要有接闪设备的形式，一般有避雷针、避雷带及避雷网三种常见的形式，接闪器的耐流、耐压能力，当然，还要从实用性方面进行考虑，包括接闪器的造价及与建筑物的统一性考虑。

3.2分流影响

该要素指的是引下线对分流效果的影响。影响分流效果的主要是它的粗细及个数。如果引下线个数比较多的花，每根上通过的雷电相对来说就比较小，这样感应范围也会相应变小。而且线与线之间的距离国家有明确的固定，设计时应该把该因素也考虑进去。如果引下线比较长，需要赠加均压环。

3.3均衡电位

指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。 3.4屏蔽作用

现代建筑物内，普遍会有各种样的电子设备，它们在雷电天气时，也会不同程度的受到电磁波的危害，而且这些设备灵敏性又比較高，不仅在它所在的建筑物接闪时会受到一定程度的电子干扰，而且，在它附近的建筑物接闪时，它们也会受到一定的电磁干扰。所以，在防雷设计时，一定要考虑该因素。

3.5 合理布线

该要素指的是如何根据建筑物的管线，进行合理的防雷布线，达到最好的效果。现在建筑物类的管线多种多样，我们在设计的过程中，不仅要考虑些线的部位和屏蔽，对一些重要的线路，还要加装避雷器等。

4、建筑防雷接地设计若干问题 4.1 接地装置的组成

接地装置包括引下线、接地母线、汇流排、垂直接地体和水平接地体等。其中，垂直接地体和水平接地体 通常称地网，地网的接地电阻值达到设计要求是十分重要的。

4.2 接地体型式的选择

根据地形地貌可选用不同的接地体型式，接地体型式对接地电阻有一定影响，根据接地装装置的类型系数设计计算时可修正计算结果，使接地装置的设计值更接近实测结果。

4.3土壤电阻率Q

在设计建筑物防雷接地系统没有测试土壤电阻率，Q的大小对设计接地系统有不同的要求，特别对高土壤电阻率场地，不能按常规设计要求。

4.4 环形体接地

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。

4.5防雷引下线规定的间距

由于雷电流是通过电气路径经过防雷引下线及屋顶是拉避雷带的，所以我们通常所说的防雷引下线的“间距”，“电气间距”，并不是“物理间距”。也就是说，需要“弯弯折折”的避雷带来计算“电气长度”，进而得出防雷指直引下线的间距。

4.6 非金属管道的连接问题

《建筑物防雷设计规范》中指出，在不同防雷区的交界处，应进行金属物的等电位连接与必要的屏蔽措施。例如建筑物的外墙，金属套管就是通过两个防雷区分界面的金属物，这时进行等电位联结对于泵房管线较多的情况是很重要的。

此外，国标图集《等电位联结安装》也明确指出所有出进建筑物的金属套管都需要同接地母排联结。局部等电位联结要明确画出，尽管很多情况下涉及二次装修，但还是应该预留的，为了方便施工、预决算。

5、小结

防雷与接地是一项艰巨而又重要的工作，必须在工程设计的初始阶段就认真加以考虑。正确的防雷及接地设计和施工是保证人身安全、电气设备正常工作及防止建筑物发生电气火灾的重要环节。本文对建筑防雷接地设计的相关概念、功能要素进行详细的阐述，重点讨论建筑防雷接地设计中遇到的问题，对建筑防雷接地设计具有借鉴意义，保护线路和设备免受雷击的危害。

参考文献

[1]虞昊，现代防雷技术基础，北京：清华大学出版社，2005.

[2]张小青，建筑物内电子设备的防雷保护，北京：电子工业出版社，2000.126-128.