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摘要：随着我国城市化进程的加快，各种类的高层建筑不断出现，其规模和数量持续更新。对此，人们对于高层建筑的电气工程技术和施工有了更大的关注。在电气工程的防雷接地建设中，防雷接地技术能够对高层建筑起到有效的安全及性能保护，减少触电、漏电等安全事故的出现。为进一步提高高层建筑电气工程的防雷接地技术，本文在对防雷接地技术进行简要介绍基础上，探讨了其主要技术方法、有效应用及优化设计，希望能对高层建筑的防雷接地施工带来一定的帮助。
关键词：高层建筑；电气工程；防雷接地技术
一、雷电入侵高层建筑的方式
一般来说，雷电波对建筑物进行入侵的表现形式主要为直击雷与感应雷[1]。雷电作为一种雷与云之间和雷云及大地间的一种电放现象，在放电过程中所产生的电流电压对高层建筑实施入侵的主要方式为：一是通过建筑中的通信和互联网设备进行入侵；二是雷电电流经过接地体进行入侵。无论哪种入侵方式，对于高层建筑的破坏都是不可想象的，因此必须做好高层建筑电气工程的防雷接地技术。
二、高层建筑电气工程的防雷接地技术
（一）防雷设备
对于大多数的高层建筑来说，其均设有防雷接地系统，通过防雷接地技术来避免雷电事故的发生，必须进行防雷设备的配备。目前我国多数高层建筑的防雷设备主要为避雷网、避雷针和避雷网与避雷针相结合的接闪装置[1]。其主要与安装的接地系统进行连接，在能够将电流有效的导入至地面，避免事故的发生。高层建筑在进行防雷接地工程时，工人会依据高层建筑的实际情况进行防雷接地安装，包括建筑的建筑特点、建筑结构等，确保防雷设备最大程度的适合建筑本身，发挥最有效的防雷效果。
（二）引下线及接地网
关于引下线的材料选择，大多高层建筑会选用柱内主筋。在进行施工时，引下线的施工主要根据设计工程图进行，主要是因为引下线在进行接地技术时，很容易会出现一定程度的误差，因此依据其进行合适的内容施工，能够有效保证引下线施工位置，确保引下线和建筑主钢筋的有效焊接点，从而保证施工的有效性和规范性。在进行引下线和建筑主钢筋的焊接时，如果主钢筋和结构柱出现了不合适，则需要变换焊接方式，即跨接焊接方式。
接地网是通过电气工程设计，利用合适的引下线进行设计而成的。接地网主要的连接方式为焊接，且必须保证焊接缝不能存在焊接不稳定、虚焊、焊缝过小、气孔多等问题，同时还应在接地网的表面进行防腐处理，否则在实际应用过程中极易出现问题，导致不良事故的出现。
（三）接闪器
接闪器在高层建筑电气工程的防雷接地中有着极为重要的位置，一旦接闪器出现问题，就会导致电流随意放电，无法安全保护设备和人群等问题，因此，接闪器的有效安装和使用对于实际防雷来说有着十分重要的意义。接闪器指的是一种对雷击进行接收的金属物体，其金属杆为避雷针，其金属线为架空地线，其金属网和金属带为避雷带。接闪器在整个防雷接地过程中的主要作用就是对电波进行有效接收，令其通过引下线传输导入大地。一般来说，在高层建筑的防雷接地工程中，常见的接闪器为避雷针、避雷带等。需要注意的是，所有应用的接闪器必须与接地装置进行连接。
（四）避雷网
高层建筑往往会存在许多呈尖状的突出物，如生活中常见的烟囱、天沟、管道、国旗等，必须和防雷接地接闪装置进行连接。避雷网作为一种高层建筑中常用的防雷接地技术，网格如果越密，其可靠性和稳定性就越好。高层建筑在安装避雷网时，必须保证建筑至少存在两条能够有效使用的引下线。为避免避雷网的效果降低，一般会在避雷网的金属结构上涂上防腐、防锈、防侵蚀的涂料，从而增加避雷网的实际使用效果，增加使用寿命。
三、我国高层建筑电气工程的防雷接地现状
雷电攻击对于我国现代社会生活带来了不可忽视的严重危害，随着我国城市化进程的进一步发展，建筑的防雷接地情况越来越受到各界的关注，特别是针对高层建筑的防雷接地电气工程。国家气象局，包括其他城市防雷中心的防雷组织对防雷减灾工作不断加大重视，在防雷减灾宣传、设备更新、设施推广等方面加大了力度，在很大程度上减少了雷击事故、设备破坏和财产损失。虽然很多建筑在相关部门的监督下安装了防雷接地装置，但是为了减少支出，很多时候会出现使用的设备质量较差、施工不当、不规范等不良情况的出现，导致事故的出现。另外，由于在高层建筑中，电气工程的电气系统较为复杂，且对于施工的技术要求也较高，在技术不足的情况下，极易出现后期许多技术问题的出现，导致防雷接地装置无法正常运行，存在着极大的安全隐患。主要出现的问题有：避雷网选用不规范、电阻值不够、泄流不科学等[2]。
随着我国经济水平和科学技术的不断发展，人们对于电子信息的需求也不断增加，同时，为了保证企业和公司的电子设备安全运行，防雷接地工程和相关业务快速增长，各类防雷接地企业和工程不断涌现，很大程度上促进了我国防雷接地技术的提高。但从另一方面来看，由于各类设备和技术的出现，更多的问题也在不断增多，主要是质量问题和施工问题，这就要求各部门对市场上各类防雷接地设备和施工队伍进行严格的监督和检查，使高层建筑防雷接地电气工程更加规范化、高质化、科学化、专业化，有效避免因质量问题和施工问题造成的后期不良事故，造成不可挽回的损失。
四、高层建筑实施防雷接地的重要性
（一）保证建筑电气设备的正常运行
在雷电侵入时，电气设备会受到不同程度的伤害。由于在出现雷电闪击时，雷电流的变化率较大，因此会在雷电流的附近和周围形成一个极强的感应电磁场，此种情况下，感应电磁场会对建筑物内的电子设备和电气设备造成极大的伤害，特别是对于高层建筑，其遭受的伤害要比一般的建筑要强得多。由此可见，雷电对于高层建筑电气设备的伤害是不可忽视的，为避免雷电对电气设备造成伤害，必须对高层建筑进行防雷接地装置的安装，有效应对雷电袭击，保证建筑电气设备的正常运行。
（二）防止对建筑结构造成伤害
在雷电入侵时，除了会对建筑的电气设备造成极大的危害，还会对建筑造成严重的伤害。建筑在遭受雷电袭击时，不仅会对建筑的某一部分造成危害，在部分建筑损坏后，会在后续的雷电攻击时引起其他位置的损坏，此时就会造成大面积的建筑损坏。在此种情况下，如果不及时做出处理，就会对建筑的结构造成影响，轻则使部分建筑坍塌，重则会使整个建筑结构受损，造成人员的大面积伤亡。另外，在整体建筑坍塌时，会殃及周边建筑和设备，造成受损面积的快速扩大。相比一般建筑，高层建筑所带来的危害更大。由此看来，对高层建筑进行科学有效的防雷接地装置安装是非常有必要和必须进行的。对高层建筑安装防雷接地装置能够有效规避雷电对建筑结构造成的严重危害，保证建筑稳定性。
（三）避免对附近人群和设施造成伤害
雷电会对建筑内的电气、电子设备和人群会造成极大的伤害，但同时不仅仅是建筑内的人和事物，建筑外的人群和设施也会受到严重的伤害。建筑在遭受雷电攻击后，会出现严重的建筑损坏和设备受损，此时跌落的建筑碎片和杂物会跌向地面，很有可能对附近地人群造成严重的肉体伤害和精神伤害。除此之外，跌落的物体也很有可能砸向公共设施，对社会秩序造成影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，如果建筑未安装防雷接地装置，在受到电击后，多余的电流会继续伤害建筑，甚至流向附近建筑和人群，就会造成不必要的附加伤害，不仅仅会造成建筑结构的不完整，还会使企业的财务造成极大的伤害和流失，社会财产也会遭受极大的伤害，当受损的设施过大时，会引起社会恐慌和社会负面影响，对城市的发展是极为不利的。
五、高层建筑实施防雷接地应注意的方面
（一）钢筋结构
钢筋结构的设计必须选择具有极强的电流承受能力，否则会对整个防雷接地系统造成极大的影响。只有选择科学合适的钢筋材料，才能保证防雷接地技术的科学有效性和稳定性。在设计钢筋结构时，需要考虑到的关键点为：一是有效性，二是美观性[3]。有效性即钢筋结构的设计要能保证防雷接地技术的正常运行，不能出现没必要的技术性问题。美观性即在进行钢筋结构设计时需要考虑到整个高层建筑的结构，不能随意安装装置，杂乱无章。在设计时应结合建筑的实际情况，依据建筑的实际结构特点进行科学的设计，保证整个系统的有效性。在施工过程中，必须严格遵守施工规定和防雷设计施工等相关规定，高效的完成施工任务。
（二）各设备的连接
需要注意的设备连接主要包括建筑连接体和避雷网连接，保证设备的正常连接，避免出现断接、连接不良、失效等不良情况的出现，从而保证整个防雷接地系统的顺利进行。在安装好各设备后，应逐一检查各设备的连接情况，在发现不良连接时，马上进行有效连接。检查完后，对设备进行电阻测试，保证连接有效。重复检测连接情况，保证设备的连接有效性和稳定性。在日常检修时，设备的连接情况应作为重点进行检查，在检测到不良连接时，及时上报情况，安排维修和更换，安排的检修人员也必须为专业性极强的人员，以此保证工作的专业性。
（三）接地材料的选择
接地工作是整个防雷接地工作中非常重要的部分，假使不能完成良好的接地工作，那么整个防雷接地工作将无法有效进行，后续的应用也会出现极大的问题，影响防雷接地装置的正常运行，存在着极大的安全隐患。要做好接地工作，重点就是接地材料的选择。接地材料的选择包括材料的稳定性、质量、使用年限、基本性能等。在选择接地材料时，应结合整个防雷接地系统设计特点。接地材料的选择中最重要的一点是其具有的稳定性情况，一般在材料选择时会偏向于稳定性更强的材料，如常使用的铝材料、石墨材料等[2]。由于接地材料的选择会直接影响电流传输情况，因此在进行选择时，必须非常科学严谨，保证整个防雷接地装置的正常运行。
六、高层建筑电气工程的防雷接地技术优化
（一）防雷系统的设计优化
依据雷击途径和特点，对防雷系统进行优化设计。主要进行的优化包括接闪、分流和电气设备选择[3]。在进行设计时，可以安排专业的施工人员进行雷电释放通道的科学合理选择，即对接闪部分进行优化，令工人选择具有极强雷击电流承受力的雷电通道。如果施工建筑为金属屋面结构，此时根据建筑实际情况，就不进行普通建筑一般的单独接闪器安装，而是直接把金属屋面设计为接闪器，和装置内的引线进行合理有效的连接，既避免了电压电流的流失，又简单美观；分流部分，主要的设计优化为将建筑内的带电设备进行并联设计，令其成为一个完整的防雷设计，以此来有效促进建筑的防雷效果，提高安全性；某建筑在遇到电气灾害和雷电攻击时，未能有效避免灾害，究其原因，主要是其电气设备的耐压值低，不足以抵抗高压电流的攻击，不能支撑与防雷接地装置的连接，从而造成灾害的出现。由此看来，在电气设备选择部分，优先选择耐压值高、稳定性强、绝缘性能高的电气设备，能够有效保证在整个防雷接地装装置中，电气设备能够有效的和装置进行连接。同时，高性能的电气设备能够在分流过程中避免出现电流流向他处，造成建筑受到伤害不良情况。选择高性能的电气设备对于保证整个装置的良好运行有着极为重要的作用。
（二）优化铝合金幕墙和避雷网的连接
很多高层建筑为了保证均压和屏蔽效果，会设计建筑的引下线、避雷网和接地装置进行有效连接。某高层建筑在楼体设计初期，处于建筑主题和美观，将其外墙设计成铝合金幕墙。虽然此种设计有着相当的美观性，但是在进行防雷接地施工时，极易忘记将其与建筑安装的避雷网进行有效连接，在出现雷击时，造成了外墙遭受较大攻击的情况，对于建筑的稳定性和安全性来说，是非常不利的。不难发现，很多高层建筑在建设时极易忘记将使用导电材料的建筑外墙与防雷接地系统进行有效连接，加深了灾害程度。因此，设计优化的一个重要部分就是将其与避雷网进行有效的连接，使其成为整个防雷接地装置的一部分，避免不必要的损害出现。为有效进行连接，在施工初期就应将其列入重点施工部分，对施工工作进行细致的设计，并对连接点的电阻进行有效测试，保证整个工程的有效完成，完善整个防雷接地系统。
（三）减少接地阻值
在大多数的接地工程中，往往因为土地因素，造成选用的电阻材料的阻值较高，影响其分流效果，对于整个防雷接地效果有着消极的影响，因此，减少地阻值成为了设计优化的一部分。减少接地阻值的方式主要为：一是对土壤进行人工处理，即根据土壤的实际情况进行化学处理，往土壤中加入能够增加导电效果的化学物质，并进行科学合理的配比，从而减少接地阻值；二是直接将连接的土壤进行更换，使用导电性能更强的土壤，以此来减少接地阻值；三是往连接的土壤中引入污水，以此来提高土壤的导电性能；四是对接地体进行调整，即将接地体进行更深的掩埋，以此来有效提高土壤的导电性能；五是加入一定量的降阻剂，从而来减少接地阻值，提高分流效果和整体防雷接地效果[3]。
（四）连接系统的优化
连接系统对于整个防雷接地系统而言，有着至关重要的作用。对于很多发生电气灾害和雷电攻击的建筑来说，其原因不是在于电位高低，主要原因在于电位差。举例来说，假使一栋高层建筑发生的电气装置为普通连接的防雷接地装置，当面临电气灾害或雷电攻击时，高层建筑极易因为电气装置显露的导电部分接触建筑外部流失的电压而造成难以想象的后果。这就是由电位差造成的，要想有效避免灾害的发生，在连接系统上就必须进行优化。对于高层建筑来说，减少电位差的有效方法就是等电位连接。等电位连接要做好局部等电位连接和总电位连接。需要注意的是建筑卫生间的电位连接和联网电子的等电位连接。卫生间水管所用材料不导电，因此在进行电位连接时可与地面的钢筋网、各类插座等进行有效连接[4]。对于计算机、电梯等装置，可以将局部电位连接通过引下线与钢筋网进行有效连接。作为一种有效的保护措施，等电位连接所起到的作用就是当装置出现接地方面的故障或差错时，能够及时有效的避免电压的流失，从而大大减少安全隐患，使建筑设备及人群得到安全保障，
（五）优化人为技术
除了优化设备及设施外，人为技术的优化对于整个防雷接地系统而言，同样有着不可忽视的重要作用。在很多雷电灾害中，有很大一部分原因在于工作人员技术不到位，出现焊接不牢、装置安装不科学、装置错焊等不良情况，造成事故的发生[5]。因此，要想完善整个防雷接地系统，还必须完善工作人员的操作技术，提高其责任心，提升整体素质。具体优化方式为：一是对工作人员的专业技术进行检测，只有过关的人员才能进行实际操作；二是进行道德素质教育，以此增强责任心；三是进行互检，即整个施工小组对各小组的工作进行严格仔细的交互检查，避免不良施工的出现。
总结：随着我国城市化的快速发展，高层建筑的规模和数量不断增加。针对高层建筑的电气工程相对于一般的工程来说，要更加复杂，要求也更高。一般的防雷接地装置有着不同程度的缺点和安全隐患，要想提高整个高层建筑的防雷效果，必须严格遵守施工和防雷设计规定，对每个过程进行优化设计，从而减少雷击伤害，保障高层建筑和社会秩序的安全性和稳定性。
参考文献：
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[4]宋春雷. 高层建筑电气工程的防雷接地技术探讨[J]. 建材与装饰, 2017(47).
[5]汪家乐. 高层建筑电气工程防雷接地技术分析探讨[J]. 经济管理：全文版, 2016.
论文作者:陈纪宁
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
标签：防雷论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 雷电论文; 装置论文; 技术论文; 设备论文; 《中国电业》2019年第09期论文;