广东博意建筑设计院有限公司南方分公司 518057
摘要：在整体的建筑工程体系中，电气工程是其中比较重要的一个环节，同时也是危险性比较强的一个环节。在开展电气工程的过程中，倘若工作人员产生忽视的状态，就会对工作的效果形成直接的影响，甚至会危及到其他人的人身安全。因此，将自动化的设计体系与工程体系进行结合，就受到了相关工作者的关注。
关键词：高层建筑;电气安装;接地保护;分析;
1 高层电气接地安装的技术要点
1.1 接地装置的选择
根据《GB50169-2016电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》的规定。要求建筑电气设计系统中设备的接地线可利用以下接地极接地:建筑物或者构筑物的金属结构，梁、柱。
同时接地装置材料选择应符合下列规定:
(1) 除临时接地装置外，接地装置为了防止锈蚀通常采用热镀锌的刚材，在水平敷设的接地装置通常可以使用圆钢和扁钢表面做热镀锌处理，垂直敷设的接地装置应采用热镀铸防腐处理的角钢、钢管或圆钢。
(2) 当采用扁铜带、铜绞线、铜棒、铜包钢 (圆线、绞线) 、镀锌钢等材料作为接地装置时，其选择应符合设计要求。
(3) 不应采用铝导体作为接地极或接地线。因此在高层建筑设计施工时我们通常选用利用建筑物、柱内钢筋作为接地线。通过建筑物的主筋引下线，将危险的高电压导入大地从而不会产生电势差，保证建筑物内的人员设备的安全。
1.2 接地装置的敷设
接地网的敷设应符合下列规定:接地网的需要形成一个闭环结构，这样才可以成为一个法拉第牢笼，外缘的焊接转角必须做成圆弧形的工艺处理，同时圆弧的半径必须满足小于临近均压带间距的一半。多个分接地装置部分组成的接地装置现阶段被大量使用在高层或超高层建筑中，电气工作者在设计或施工前先要考虑如何设置便于分开的断接形式的接地卡;可以设置便于测量监测的接地阻值的接地点;自然接地极与人工接地极连接处、进出线构架接地线等应设置断接卡，断接卡需要相对应的保护措施。在设计扩建项目时，会牵涉到新、旧接地网的连接，通常采用接地井多点连接。
2 接地保护措施
2.1 用框架主体结构钢筋安装接地
接地引下线安装:
在高层建筑中，为了减少增设引下线，常常用柱子中起主要的两根钢筋当作接地引下线，这样减少多用引下线的重复浪费。引用接地线时需要用较多的螺栓，甚至螺栓架设在柱子上，有时不需要。建筑物在结构设计时，若柱子上设有螺栓，我们需要考虑的首要因素是先确定螺栓的具体位置，然后通过分析螺栓的安装是要在室内还是在室外安装，再来选择其引下线的形式，例如:
(1) 当柱子上的螺栓在高层建筑室内，就根据螺栓在柱子上的设定位置，可以比较充分利用柱子靠外一侧的两根中间的主要钢筋作为引下线。
(2) 如果柱子上设置的螺栓在高层建筑室外，施工人员就需要相反方向考虑，利用柱子内侧的部位，其中间两根主筋当作引下线。当然从高层建筑的整体效果来看，从主筋安装的螺栓更方便实用，所以在实际设计施工中大量采用从主筋安装螺栓的方案。
实际工程中，如果遇到柱子并没有设置螺栓的情况，在考虑避雷引下线的时候，除了计算相关避雷半径等参数外还需要考虑避雷的效果，例如雷电入侵和雷电感应，通常在高层建筑的设计施工上，会在屋顶上或者屋面女儿墙上引下线，引下线要与避雷的网络系统相适应，采用专用的连接卡子，既方便连接也保证了安全效果。通常在这种情况下设计人员会利用柱内靠内侧的两根主筋或左 (右) 侧中间两根主筋来维持搭接的通畅度。采用其中两条主筋作为引下线，然后将每层的接地网串联，最终地梁的主筋同大地接通。
2.2 高层建筑电气设备的电位联接
当建筑物内由于电器使用不当，或者电气点位差产生，就会对人们生命财产造成威胁。通过建筑物内电气外壳，金属管线等电位链接，可以有效地解决这一问题，同时也降低了雷电对建筑内部的干扰影响。在建筑物内部设置等电位端子箱和局部等电位可以使高层建筑内部的非带电导体保持良好的连接，这对于建筑物的接地系统构建是具有重要意义。
由于共用接地接地线少，接地系统较简单，维护、检查容易，因此被越来越多的应用在高层建筑中，各个接地电极并联连接的等效接地电阻比独立接地的总电阻小。我国现阶段工民建设计多采用TN-S-C (或TN-C) 系统供电，其末端的PE线或N线是共用的，当系统绝缘或者用电容电感元件时由设备外壳，元件底板就会将漏电或者电位差串入信息系统，对信息系统产生影响。而且为了避免交流系统的保护性接地对于直流系统的功能性接地产生干扰，就必须把功能性接地与保护性地完全的隔离开来，防雷接地更要远离以上几类接地系统，防止雷电的干扰。
2.3 防雷接地安装问题及解决对策
在电气安装施工中防雷接地部分通常会有以下几个问题:
(1) 设计中避雷接地极的电阻测试点设置不妥。
(2) 防雷接地极，避雷网施工焊接不符合相关规范的要求。
解决措施:目前的避雷接地极通常把基础筋和桩基筋焊接在一起，并通过柱钢筋连接到避雷网，电阻测试点采用40×4的镀锌扁钢引出。
采用地基基础钢筋做接地地极时，通常采用2根主筋 (内外各一根) ，在把这2根搭接的主筋焊接牢固之后，再把外围的两根主筋与圈内的纵横基础两边的主筋搭接处焊牢，形成一个闭环网络。对于桩基，可采用2根桩筋与基础的主筋点接好，然后将外侧的2根柱筋焊接到基础主筋上，作为下引线。焊接时，各焊接点应采用双面焊接，焊接的长度为焊接钢筋直径的6倍，不能点焊。柱筋和基础筋对接焊接时，焊接长度不小于60mm，采取双面焊接。
3 工程案例
新近设计某大厦，具有地上30层，地下3层，总面积约10万m2，使用性质为商业办公，建筑主体结构为钢筋混凝土结构。
本工程的接地系统设计采用TN-S接地系统，所以要求所有正常情况下不带电的设备外壳均需要接地。故在设计时考利用建筑物土建基础地面钢筋网的主筋作为主要地极，另外采用3根40mm×40mm×4mm的角钢，切割长度不应小于2.5m。角钢的一端加工成尖头形状，打入地下作为辅助地极，两者同时作为接地装置并且将地梁的两根主筋可靠焊接，如图1所示，柱子内两根主筋作为避雷引下线，如图2所示。同桩台板外圈环形连接为一体，找出全部主筋，做好标记安装好断接卡子，随钢筋逐层连接到屋面，与屋面避雷网接闪器连接，使整栋建筑成为共用接地体系统。在最底层总配电间设置总等电位接线端子箱，端子箱内采用60*6的黄铜排，将所有进户管桥架均接入总等电位端子箱，同时沿各楼层强弱电井引40*4的扁钢带，分别引导每个楼层的强弱电间。各楼层再设LEB箱，由两条40*4的镀锌扁钢联通。本楼层管道及电箱外壳均接到楼层LEB箱。如此设计施工后，实测电阻为0.005Ω，远远小于设计及规范要求的不大于1Ω。完全满足规范及实际工程需求。
4 结束语
现阶段高层建筑蓬勃发展，电气安装及接地保护变得愈发重要。考虑到高层建筑的接地施工存在较大难度，事前做好缜密设计规划，严格按照相关规范及准则展开施工是十分必要的。此类建筑的接地通常依靠建筑物的金属结构、梁、柱等实现，但要注意相应的降阻措施。对高层建筑的电气安装及接地施工应当从现有的案例中不断总结经验加以学习，最终切实提升建筑的安全性、可靠性。
参考文献
[1]沈仁贵.高层建筑电气安装与接地保护对策研究[J].中国房地产业，2016.
论文作者:钟锦明
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第14期
论文发表时间:2019/9/10
标签：螺栓论文; 高层建筑论文; 柱子论文; 建筑物论文; 装置论文; 钢筋论文; 接地线论文; 《工程管理前沿》2019年第14期论文;