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摘要：在城市建设中，出现越来越多的高层建筑，更多高性能的电气产品和技术被应用到了建筑中，使得雷击事故发生频繁。本文对建筑电气防雷接地系统的工作原理进行阐述，对防雷接地系统进行分析，重点介绍接地系统与防雷系统的设计要点；探讨有效解决措施，提高建筑的防雷能力。
关键词：防雷接地；接地保护装置；等电位连接；电涌保护器
随着科技的发展，电气系统在民用建筑中越来越重要，但电气设备的抗电压能力有限，极易受到雷电电磁波的干扰与影响，造成设备损坏。防雷与接地系统对建筑物的安全及电气设备的正常使用有着重要的作用。
一、防雷接地的重要性分析
雷电会引起建筑物的损坏、人员伤亡，对电力、电讯等设备造成损坏。雷电的破坏主要有两种：一是直接击在建筑物上，产生热效作用和电动力作用；二是雷电流产生的静电感应作用和电磁感应作用以及雷电波侵入作用。高层建筑更易遭受到雷击，加之高层建筑正向智能化方向发展，大量电子设备和网络系统一旦遭受雷击，损失将很严重，所以防雷系统可靠运行与否是极为重要的。建筑防雷是依据“法拉第笼”原理采用笼式防雷系统，将避雷网（带）、引下线和接地装置联结成一个整体的钢铁大网笼，形成一个综合接地网，从整体上兼顾建筑物外部防雷和内部防雷等功能，达到安全防雷的目的。
二、防雷接地常见问题
建筑电气防雷接地主要是通过接地系统将电气系统和接闪器直接接受或者间接感应的雷电引入大地中。当前很多建筑项目的电气防雷接地设置存在如下问题：
①没有合理选择当地的年平均雷暴日计算建筑物的年预计雷击数，错误判断建筑物的防雷等级；有些建筑物计算值没有达到二类防雷，但属于人员密集场所，仍需按二类防雷设计，如中小学建筑、幼儿园等；②错误选择电源接地系统TN-S或TN-C-S及浪涌保护器SPD的等级。③防雷接地系统没有和建筑屋顶的突出金属物可靠连接；④防雷接地系统引出线的防腐处理不到位，接地体掩埋深度较浅，如需热镀锌；⑤均压环、避雷带和引下线的搭接长度较短，焊接处理不合理；引下线的间距没有按周长计算；⑥避雷带外接线没有提前进行预留，甚至发生变形，各个位置的引下点设置距离过大。⑦变配电所、配电间、水泵房、发电机房、风机房、消防控制室等需预留等电位接地端子箱等。
三、建筑物外部防雷措施
建筑物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，其形式有避雷针、避雷带（网）和消雷器等几种，采取何种方式应根据建筑物的造型而定；目前较多采用明装避雷带和暗装避雷网相结合的方式。在屋面沿女儿墙、屋顶构架屋脊角、屋脊、屋檐等易受雷击的部位明敷接闪带（∅10热镀锌圆钢）或利用屋面金属栏杆做接闪带，二类防雷的接闪带组成不大于10米x10米或12米x8米的接闪网格，三类防雷的接闪带组成不大于20米x20米或24米x16米的接闪网格。
建筑物超过45米时，沿屋顶周边敷设接闪带，接闪带应敷设在外墙外表面或屋檐垂直面上。高于60米的建筑物，在建筑物上部占高度20%并超过60米的部位，接闪带重点布置在外墙、边缘和显著突出的物体上；各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，按屋顶上的保护措施处理。
此外，屋顶的风冒、透气管、水管、钢梯等须与避雷带可靠连接。采用不锈钢栏杆楼梯的上人屋面女儿墙，可在其下暗敷扁钢与支架和引下线焊接牢靠，栏杆间与支架也应焊接。
2、引下线。引下线的作用是将避雷带（网）与接地装置连接在一起，将雷电流从接闪器传导至接地装置。专设引下线不少于2根，沿建筑四周均匀对称布置，二类防雷的间距沿周长计算不大于18米，三类不大于25米。可利用钢筋混凝土屋顶、梁、柱基础内的钢筋做为引下线；同时建筑物大部分的钢筋、钢结构等金属物与被利用的部分连成整体时，其根数不限，间距不大于18米。
柱主筋和梁板钢筋可直接利用作为引下线和均压环，但应注意引下线与接地装置、均压环和接闪器间的可靠连接。
设有大量电子信息设备的建筑物，其电气、电信竖井内的接地干线应与每层楼板钢筋做等电位联结。一般建筑物内的各种竖向金属管道每三层要与楼板钢筋做等电位联结，平行或交叉的管道间也应跨接。
3、接地装置。建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地合在一起组成综合接地系统，接地电阻通常要求不大于1Ω。高层建筑的钢筋基础埋地深，与大地的接触面积大，其接地电阻比一般人工接地所得到的电阻低得多，容易满足以上要求。
4、防侧击雷。当建筑物高度超过45米时，需采取防侧击措施。将建筑物内的钢构架和钢筋混凝土的钢筋相互连接；利用钢柱或钢筋混凝土柱子内的钢筋做为防雷引下线。结构圈梁中的钢筋每三层连成闭合回路，并同防雷引下线连接。将45米及以上部分外墙上的金属栏杆，金属门窗等较大金属物直接或通过预埋件与防雷装置相连；垂直金属管道及；类似金属物，在顶端和低端与防雷装置连接。
四、建筑物内部防雷措施
内部防雷包括防雷电感应、防反击、防雷电波侵入以及防雷击电磁脉冲。良好的内部防雷能减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应，并能防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害和雷电磁脉冲所造成的危害。建筑内部防雷主要采取等电位联结、电涌保护器、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、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部防雷导体相连的等电位连接板，以便与接地主干线相连。
总等电位联结一般设在地下室变配电房或总配电箱附近，将进出建筑物的金属管道、建筑物钢筋接地网、所有强弱电电源线、信号线的接地线进行联结。建筑物内各种金属导体和管道，如金属门窗、设备的金属外壳等作等电位连接；电源线、信号线通过电涌保护器实现等电位连接；建筑物各处的均压环、起到一定电磁屏蔽作用的钢筋网以及防雷等电位连接导体形成总等电位连接，最后与联合接地系统相连，形成一个理想的“法拉第笼”。
2、由于电力、电讯线路不能直接接到地线上，电涌保护器（SPD）实现了电气设备的等电位联结。电涌保护器在运行时能够压制附近的浪涌电流，同时还能对过电压进行防控，保障建筑内部各个电气装置以及线路的安全。
3、在低压电源进线处的总配电箱设置I级试验的电涌保护器，电压保护水平不大于2.5KV，冲击电流值不小于12.5KA。当设置变压器时，在变压器高压侧装避雷器；有线路引出建筑物时，在低压侧母线设I级电涌保护器，冲击电流值不小于12.5KA；无线路引出建筑物时，在低压侧母线设II级电涌保护器，标称放电电流值不小于5KA。配电线路用的SPD应根据工程的防护等级和安装位置进行选择。
4、合理的屏蔽。建筑物中做屏蔽的主要目的是对微电子设备的防护。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。为了保证非防雷系统的电气线路在防雷装置接闪时不受影响，应采用金属管布线或选用屏蔽电缆。钢管和线槽等都应与各楼层的等电位连接板和接地母线相联接，达到良好的屏蔽效果。用电设备、配电设备、配电线路应采用防雷电波侵入低压系统的措施，从配电盘引出的线路应穿钢管，钢管的一端应与配电盘外壳相连，另一端应与用电设备外壳、保护罩相连，并应就近做等电位联结。
五、施工过程注意事项
施工过程应正确处理防雷接地系统的连接部位，若不能正确可靠连接，会直接影响防雷接地系统的效果；接地系统安装完成以后，施工人员应仔细检查和处理防雷接地系统连接部位，并组织防雷部门做验收测试，保证防雷接地系统的完全可靠。
结语
在实际设计施工过程中，应针对建筑物的实际情况进行探讨，进行规范、合理的设计；在施工过程中对于接闪器、引下线、接地装置、内部防雷装置等可靠安装，确保整个防雷接地系统的质量得以保证，避免雷电事故发生。