摘要：随着城镇化进程不断加快，大量人口涌入城市，造成城市人口与土地矛盾日益突出，为了解决这个问题，全国各地大量兴建高层建筑。高层建筑结构复杂、电气设备多、楼层高，所以在运行过程中更容易受到雷电的影响，轻则引起电力故障，重则可能威胁到人们生命财产安全，所以高层建筑在设计要助力电气防雷设计。
关键词：高层建筑；电气设计；防雷技术
引言：
高层建筑结构复杂、涉及到的专业技术比较多，建筑幕墙、消防报警系统、给排水系统、电气工程、电梯等等，这些系统有各自的特性，所以接地设计也不同，相互独立，但是又相互联系。但是在实际安装过程中，建设单位一般将这些系统工程承包给不同的技术队伍，导致各个专业在接地设计中与工程实际脱节，或者出现接地系统遗漏等现象，给建筑运营埋下了安全隐患。因此，建设单位必须重视接地施工中各个专业技术的协调性，安装工程完工以后，做好接地验收工作，确保接地设计的安全性和可靠性。
一、防雷接地的重要性
高层建筑结构复杂、楼层层数多，所以很容易受到雷电的威胁。雷电击穿电气设备时，会释放大量的电流，电流的强度是平时的几十倍甚至几百万倍，一下子击穿电气设备的绝缘体，造成线路短路等电力故障，严重可能引起火灾，给居民的生命财产带来严重威胁。因此，高层建筑施工中做好防雷措施十分重要。近年来，随着经济社会的发展，人们对建筑的质量要求越来越高，各种电气、电子设备广泛应用在高层建筑中，在提高住房舒适度和给人带来方便的同时，也留下了安全隐患。电气、电子设备耐压地、灵敏度高，在运行过程中很容易收到电磁脉冲的干扰，一旦出现雷电灾害，电气、电子设备很容易受到不同程度的损坏。所以，建筑设计中必须做好防雷接地系统。高层建筑防雷接地系统主要用一条引线将雷击带来的过电流和电压引入到土壤中，从而降低雷击对建筑物的损害。在高层建筑中，常用的防雷接地措施有三种：第一，是接地装置，就是接地线和接地体进行结合。第二种，就是接地线，也就是接地引线，是一种金属导体，将雷击电流和接地装置连接起来，将电流引入到土壤中。第三种就是雷电接地装置，利用避雷针以及雷电金属杆等避雷装置，达到引流的目的。
二、高层建筑电气防雷接地技术
某建筑地下两层，地上建筑28层，由主楼和裙楼组成，总建筑高度为105米。主楼屋面设计为钢结构塔楼，顶端设计针式接闪器。楼层外墙使用石材幕墙和玻璃幕墙。低压系统的接地设备采用TN-S系统，变压器的中线性直接与变压器室内连接，进出线电缆采用金属钢管、金属管道和外皮，避雷装置使用Ǿ12镀锌圆钢。建筑结构外部的节日彩灯、外廓灯以及信号灯用电设备线路与配电系统终端电源侧设置过电压保护器，防止雷电的入侵。建筑所有施工必须合格高层建筑防雷接地设计设计要求。如果接地电阻没有设计要求，那么接地装置的顶面埋深不小于0.5米，人工垂直接地体的长度为2.5米，其装置材质选择角钢、圆钢或者钢管，埋入土壤中的人工水平接地体的圆钢直径不小于10毫米，扁钢截面面积不能小于100平方厘米，厚度大于4毫米，钢管厚度大于3.5毫米，角钢厚度大于4毫米。此外，在设计的时候，不能将建筑等电位连接钢筋和防雷接地引下线共同金属导体。
（一）防雷击保护装置
防雷击保护装置有接地体、引下线、接闪器三个部分构成。接闪器是用来接收雷电直击的金属物体，接闪器的金属杆就是避雷针，用来保护露天变配电设备和建筑物。接闪器金属线也称架空地线或者避雷线，主要作用是保护输电线路。接闪器的工作原理是通过高出保护位置的突出位置，将雷电引向自身，通过接地装置和地下引线，将雷电电流引入到地下，从而使得建筑内的电气设备、线路避免雷击。
（二）避雷针
避雷针也是高层建筑常用的防雷装置，根据避雷针的高度，避雷针有一个安全区域， 保护区域内的建筑物以及电气设备，这个安全区域也就是避雷针的保护范围。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆避雷针的保护范围一般按照滚球法进行确定，就是选择一个半径为R的滚球，沿着要保护直击雷的区域进行滚动，如果滚球只接触到接闪器或者地面，而不触及其他保护部位时，则该位置就是避雷针需要保护的范围。
（三）接地体的安装
接地体有自然和人工两种方式，自然接地体指的是利用建筑物基础钢筋、梁内钢筋，焊接成接地网。人工接地体指的是通过人工方式方式设置接地线。人工接地体的安装分成三步：第一步，按照接地体设计要求，确定接地体的数量、规格、材料进行加工。比如接地体的材料一般使用角钢和钢管，要对接地体材料进行切割，切割长度大于2.5米。第二步，开挖接地体的沟槽。根据高层建筑的防雷设计要求，对接地体的线路进行测量弹线，然后在弹线开挖沟槽，沟槽的深度一般在0.8—1米左右，宽度为0.5米。其次在开挖的时候要注意，沟槽的顶部要稍微比下面宽一些，在开挖的时候要及时清理底部的石子。第三步安装接地体。沟槽开挖以后，就可以安装接地体。具体方法是先将接地体放在沟槽的中心线上，然后打入到地下。
（四）安装接地干线
为了确保居民生命财产安全，国家对建筑接地干线的安装有着明确规定：第一，接地干线穿过楼板、墙壁、地坪的时候要加装钢管以及其他保护套，有化学腐蚀的部位还需要采取相应的防腐措施；第二，铺设的位置不能影响其他设备的安装、拆卸以及检查，一般采用水平直线或者垂直的方式铺设，并且与建筑物的倾斜结构保持平行；第三，铺设室外接地干线时，首先要调直接地干线、并测量位置，然后安装接地端子以及卡子。室内铺设接地干线时，一般采用明铺的方式，但是大部分的接地干线的支线需要经过地面或者铺设在混凝土内。
（五）安装支架
角钢支架埋深深度大于1米，扁钢和钢支架大于0.9米，剔洞的时候，不能破坏建筑的内部结构，支架安装好以后，要采取有效的措施保护支架免受污染。
（六）铺设避雷引下线
引下线是建筑的防雷系统中重要的组成部分，它连接接地装置和接闪器。在安装引下线的时候，要分析接地线的强度和耐腐蚀性能，确保地下引线能够承受最大电流的经过。引下线沿着建筑四周对称或者均匀分布吗，不能少于两根，而间距大于18米。如果是自然接地的方式，利用建筑四周钢柱和梁柱钢筋作为引下线时，必须根据跨度设置引下线，引下线的间距小于18米。如果是用建筑的主筋做引下线时，在进行接地设计的时候，必须找出全部主筋，然后做好相应的标记，按照标记焊接测试点，然后将钢筋串联到建筑顶层，焊接设计要求长度的引下线，然后做好隐检记录。
（七）安装避雷网
高层建筑的避雷网安装必须符合设计要求：避雷线弯曲处不能小于90°，弯曲半径必须大于圆钢直径的10倍，如果避雷线使用扁钢，则避雷线的横截面积必须大于48平方毫米，如果使用扁钢则必须大于8平方毫米。
结束语：
高层建筑的防雷接地是一项综合性、系统性的工作，在设计和施工的时候，一定要结合建筑工程的实际情况， 考虑到当地的气候、环境，做出全面的施工方案，建筑不仅要保持美观的外型，而且必须保证居民的人身安全，促进我国建筑可持续发展。
参考文献：
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[2] 杨伟强.高层建筑电气防雷及接地技术探讨[J].中国高新技术企业,2015,(16):118-119.
[4] 马兰,丁丽娟.高层建筑电气防雷及接地技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2016,(27):59-59.
论文作者:许玲霞
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/4
标签：防雷论文; 建筑论文; 避雷针论文; 雷电论文; 高层建筑论文; 沟槽论文; 装置论文; 《基层建设》2017年3期论文;