摘要：随着工业化的深入，密集住宅小区、核心商业区应运而生以承受更多的人去居住。此外大型工业厂房不断增加，其发生故障造成的人员、经济损失也更加严重，对设备的稳定运行及防治雷电损害提出了更高的要求。新形势下的民用及工业建筑的设计整体较为繁琐，而作为施工中重要组成部分的防雷接地方式又是其不得不考虑在设计过程中的一大要素。就雷电这种自然现象而言，其强度在不同地区有着不同的高低，通常在正情况下，北方的雷电强度相对较低，反之南方的雷电强度就要高一些，在民用及工业建筑中屋角等结构处极易受到雷电袭击，所以，必须要重视对建筑电气防雷电接地的设计，并对其设计水平加以提高，这样才能更好的提高建筑行业的施工质量。
关键词：建筑电气；防雷接地；设计要点
引言
目前，随着工业化的深入，大城市的人口在不断地增加，密集住宅小区、核心商业区应运而生以承受更多的人去居住，提高了居住质量。另一方面，大型工业厂房不断增加，其建筑工序相对民用建筑而言，程序更加复杂，且其内电子设备精密而复杂，对设备的稳定运行及防治雷电损害提出了更高的要求。因此，在目前民用建筑及工业建筑的设计中，首先要考虑的就是建筑电气防雷接地的设计。雷电本身是一种自然现象，我们不能去改变它，也不可能去制止它，只能人为的去做防范，提高防范意识，尤其是对大型建筑房屋，更容易受到雷电的破坏，因此，只有加强建筑电气防雷接地的设计，才能保障建筑的房屋安全和人身安全。
一、建筑电气防雷接地概述
建筑电气防雷接地的组成部分主要包含接闪器、引下线、接地装置等等。
1.1防雷装置
建筑的防雷装置主要由外部防雷和内部防雷两个部分组成，其中外部防雷主要包括引下线、接闪器以及接地装置三个部分。外部防雷的主要作用是为了避免直击雷的损害，尽可能的减少雷电的危害。内部防雷的主要组成部分是等电位连接系统、合理布线系统、屏蔽系统以及电涌保护器四个部分，这四个部分在防雷系统中都具有各自的功能与作用。
1.2引下线
一般情况下，引下线的使用都需要与接闪器配合使用，在两者的共同作用下实现防雷功能。在实际的防雷设计中，引下线的作用主要是将电击形成的电流通过接闪器引入到地下，在这个过程中，避雷引线主要发挥了其导线体的功能。关于避雷引线需要注意的一点是其材料的选择问题，现行规范GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》及国际防雷标准IEC 62305-3: 2010中对此有明确的规定。
1.3等电位连接
等位连接体主要是充当一个导体的作用，利用等位连接体将导电物与装置连接起来，通过降低导电物与装置之间的电位差来减小接地装置受雷击之后的损坏程度。
二、建筑电气防雷接地设计要点
2.1建筑物的防雷分类
建筑物应根据其使用功能、重要性、发生雷击事故的可能性及后果，按防雷要求进行分类。依据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）的规定，可分为三类，不同类别的防雷建筑对防雷措施的要求有所不同，在雷电活动频繁或强雷区，可根据实际情况适当提高相关建筑的防雷保护措施。
2.2防直击雷的设计要点
为了保证建筑能够有效避免直击雷的危害，在电气防雷接地设计中，需要满足：
（1）合理选择接闪器。接闪器宜采用避雷带（网）、避雷针或由其混合组成，所有的避雷针均需采用避雷带或等效的环形导体互相连接。
（2）避雷带需设置于女儿墙、屋脊、屋角、屋檐等建筑物易受雷击的部位，并按建筑物的防雷类别，在屋面设置相应规格的避雷网格。
（3）经计算后，对于超出屋面接闪器保护范围(一般为0.5m)的非金属物体须加设接闪器，并与屋面接闪装置相连接。
（4）露于屋面的金属物体可以不装设接闪器，但其材质须满足防雷装置的材料要求且必须与屋面防雷装置相连接。
（5）防直击雷的引下线优先利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋或钢结构柱体，并利用建筑基础钢筋作接地体时，可以不设断接卡。利用建筑物钢筋作引下线时，须在室内外适当位置设置若干连接板（距地上高度不小于0.3m），用于测量接地电阻、接人工接地体、等电位连接。利用建筑物钢筋作引下线时，在室外地坪下0.5~1m处，需焊接一根直径12mm或40mm×4mm的热镀锌钢导体或预埋一块100mmx10mm热镀锌钢板，为今后接地电阻要求时补打接地极预留下可操作实施的条件。
（6）需要设置专用引下线时，须设不少于2根，要采用热镀锌圆钢或热镀锌扁钢（优先采用热镀锌圆钢）。专用引下线沿建筑外墙外表面明敷设，并要以最短的路线接地，建筑外观要求较高不允许明敷时也可暗敷，但其截面积要加大一级（圆钢直径不小于10mm、扁钢截面积不小于80mm2）。每根专用引下线距地面上0.3~1.8m处需设置断接卡，在容易受到机械损伤的地方，地面上1.7m至地面下0.3m的这段引下线，要采用热镀锌钢管或热镀锌角钢加以保护。
（7）优先利用建筑物钢筋混凝土基础内的钢筋作为接地装置，若不满足条件时，可采用角钢、钢管、圆钢及扁钢等金属体作为人工接地装置。当采用人工接地体时，垂直埋设的人工接地极可采用热镀锌角钢、钢管、圆钢等，水平埋设的接地极连接线可采用热镀锌扁钢、圆钢等，焊接处要涂防腐漆。人工接地极的最小尺寸需满足规范规定。
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（8）对于高土壤电阻率的场地，需采用以下方法降低接地网的接地电阻：①采用多支线外引接地网；②将接地体埋设于较深的低电阻率土壤中；③采用符合环保要求的降阻剂；④换土壤。
2.3防侧雷击的设计要点
对于建筑，顶部防雷装置的设置并不能全面的保护建筑物安全，侧面雷击事故会对建筑产生严重危害，所以建筑防雷接地设计中防侧击雷的设计是必需的内容。防侧击雷的设计要点可以从以下几个方面进行考虑：
（1）建筑物各层结构圈梁内的钢筋需要全部连接为闭合回路，并与作为引下线的混凝土柱内竖向钢筋连接，保证发生雷击时，建筑物内的横竖向钢筋可以形成一个完整的电气通路。
（2）建筑物内所有的钢构件均与钢筋混凝土中的钢筋相互连接。
（3）建筑物外墙的门窗、栏杆等金属物需直接或通过预埋件与防雷装置相连接，建筑物外墙上内、外竖向敷设的金属管道和金属构件的底端及顶端需与防雷装置相连接。采取以上措施之后，整个建筑物就会形成一个封闭式的金属法拉第笼，此金属笼与接地装置连接之后，就可以将侧击雷引导至地下，从而起到良好的防护作用。
2.4防范雷电波侵入的设计要点
（1）为防范雷电波的侵入，所有进出建筑物的线路宜采用全线埋地敷设方式，并在线路的进户位置将电缆金属外皮、金属导管等与接地网相连接。若不能采用全线埋地敷设方式时，在进户处可采用一段长度不小于15m的铠装电缆或穿钢管直埋引入，其电缆金属外皮或钢管亦需与接地网相连接。在架空线转换为电缆的连接处，设置避雷器并与电缆金属外皮或所穿钢管及终端杆上的金属件相连接在一起接地，其冲击接地电阻值不能大于10Ω。
（2）所有进出建筑物的架空或直埋的金属管道，需在进出建筑物处与接地网相连接。
（3）设置于建筑内、外的变电所，需在变压器高、低压侧的各相上装设避雷器。
（4）为了避免雷电波对建筑物内电子设备的危害，需要采用分级保护的方式，在电源引入的总配电箱处装设一级浪涌保护器，在电子设备使用楼层配电箱处装设二级浪涌保护器，在有重要电子设备房间的配电箱处装设三级浪涌保护器。
（5）建筑物内强、弱电竖井中的接地干线，需与每层结构楼板内的钢筋作等电位连接。
三、建筑电气防雷接地设计的策略
3.1防雷设计中接闪器的设置
接闪器的设计是拦截雷电的第一要件，其设计质量的好坏直接关系到整个防雷接地设计的优劣。因此在实际设计过程中，要根据建筑物的不同特征，合理利用其有效部位达到对接闪器的合理设置。设计人员要充分考虑建筑物的结构特点，将接闪器和建筑物实现有效连接，当雷电发生时，可以迅速的将雷击电流通过地下引线传入到接地设备中，从而达到防雷接地设计的目的。
3.2选用材料比较好的防雷导线装置
目前在建筑中，对于防雷接地的设置首先要考虑外部防雷设置，其次是建筑物内部的防雷设置。外部防雷装置一般是安装接闪网，通过设置有效的接闪带范围，将雷电流产生的电压通过接引装置流入接地装置中，将雷电流泄入到大地中，从而保证了建筑物免遭雷电的侵害。随着科学技术的不断进步，防雷导线装置材料也出现了许多的变化，各种新型材料层出不穷，不管选用哪种装置的材料时，都要按照国家有关规定，严格按照使用标准进行材料的选用，从而确保防雷装置的质量。
3.3合理的屏蔽措施
合理的屏蔽措施可以有效的对雷电流侵入设备时造成一定的干扰，从而减少雷电流对设备造成的危害。由于建筑物电线或电缆纵横交错，多而复杂，因此在进行屏蔽设计时，要充分考虑建筑物磁场强弱问题，将屏蔽措施安装在建筑物磁场最弱的中心位置。在实际施工时，要严格按照施工图纸进行操作，严格技术标准，对于各层段竖井的接头处应紧密相接，从而达到减小电阻的目的，保证屏蔽的效果。同时还要将建筑物内电子设备以及电气线路实施科学合理的屏蔽处理。
四、结束语
随着建筑物的日益发展，人们对电气防雷接地设计的合理性与安全性也愈来愈高，同时对防雷接地设计的质量也有了更高更深的要求。因此，在建筑工程开工之前，不仅要科学、合理、及时的拿出工程设计方案，并且也要积极做出电气防雷的接地设计。这样才能在后续的建筑工程过程中，建筑物与电气防雷接地系统能够很好实施连接，进而来提高建筑物的设施安全以及住户内的电气设备完好无损，充分满足人们日益提高的生活环境和安全意识。
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论文作者:尹云飞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/7
标签：防雷论文; 建筑物论文; 雷电论文; 装置论文; 建筑论文; 建筑电气论文; 钢筋论文; 《电力设备》2019年第14期论文;