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摘要：雷电是一种自然现象，其破坏力和危险性极大，建筑物突起的高度越高，就越容易遭受雷击，对人身、建筑物、电气设备造成很大的伤害和损失。目前住宅类建筑以高层为主，防雷接地尤为重要，本文对防雷接地的基本概念、系统组成、施工要求等做简单的描述。包括个人工作中的经验体会，也一并简要介绍。
防雷接地设计是一个非常复杂的问题，靠一种或两种先进的防雷设备和雷电防护措施根本无法解决，而防雷接地最基本的接闪、引下、接地体、等电位，是民用住宅建筑防雷接地系统最基本最重要的四个要素。
关键词：接闪；引下线；接地体；等电位
1接闪
接闪就是在一定程度上使雷电放电时不能任意选择放电通道，而只能根据雷电防护系统的设计提前规定通道，将雷电能量送到地球。
接闪器就是避雷针，避雷带（线），避雷网和用作接闪的金属屋顶和金属部件的一般术语。功能是导致雷电流通过导流和接地装置到地面释放，保护建筑免受雷电损坏。现在常用的避雷器有避雷针，避雷带（线），避雷网几种。
1.1避雷针
避雷针是吸引雷云带来的异性电荷吸引到自身的金属导体，通过良好的接地装置，雷电流进入地球，保护建筑免受雷击的一种装置。
工作原理：当雷暴云在地球的高度由于静电感应，必须带有与雷云充电相反的电荷，避雷针在地面建立最高点和雷云距离。因为它与建筑物的钢网具有良好的导电连接，然后通过下线和地基接地连接，因此它与地球具有相同的电位，所以场附近的雷电相对较大，容易吸引闪电先锋，集中在其顶部，靠近下部建筑物大大减少了被闪电击中的机会，而避雷针大大增加了被闪电击中的机会。由于和地球具有良好的电气和电气连接，雷暴云可以积累电荷能量转移到地球的放电，使得由雷电过电压引起的时间大大缩短，从而大大降低了雷电的危险。这些是避雷针的工程。但需要说明的是，避雷针必须足够可靠，接地电阻尽可能小，接地装置接地，否则不但不会达到吸引雷电的作用，但会增加雷电造成的损坏程度。避雷针工作原理不是避雷而是通过自身引雷，从而保护周围建筑物不再受到雷击。
避雷针的制作规格：
由许多实际调查统计资料表明，避雷针的外表形状与其避雷效果无明显的关系。所以，不必过多考虑是否采用单针式避雷针，或者其他造型的避雷针。避雷针多半采用圆钢或钢管制成，其直径要求如下：
针长≤1m：圆钢直径为12mm 钢管直径为20mm；
1m＜针长≤2m：圆钢直径为16mm 钢管直径为25mm；
烟囱顶上的针：圆钢直径为20mm 钢管直径为40mm。
1.2避雷带
20世纪初，在电力系统中，为了使输电线路不受雷击，采用传输线上方的平行钢丝雷电防护方法。这设置在输电线上方的钢线上，被称为闪电线。后来在住房建设也推动了这种形式，开始躺在山脊，角落，屋檐等处进行防雷，现在这种方法已经被接闪带取代了。
在建筑物的屋顶上，使用避雷带比避雷针具有更多的优点，它可以与建筑顶部的装饰相结合，可以更好地与房屋的形状具有美丽的矿井效果和良好的。特别是建筑物的大面积，其保护范围大而有效，这是避雷针无法比拟的。
避雷带一般由扁钢制成，其截面积不小于48mm2，厚度不应小于4mm，今天的普遍做法是，该建筑是否属于几种类型的防雷接地施工，均由4X40镀锌扁钢接闪。根据规定两种防雷建筑的避雷针应在屋顶组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。三种类型的避雷建筑应在屋顶整个屋顶组成不大于20m×20m或24m×l6m的网格。如果还有一根避雷针，则避雷针彼此相连。
1.3避雷网
避雷网是利用钢筋混凝土结构内的钢筋网作为防雷的方法，也叫做隐蔽防雷网。隐蔽式防雷网采用楼顶顶部作为接闪装置。根据建筑的一般结构，从表面增强只有6-7cm，表面越薄，雷击点越小。但是，一些建筑物具有防水层和厚的绝缘层，从加强层厚度大于20cm，最好安装辅助防雷网。辅助防雷网一般提供直径大于6mm的镀锌圆钢，网格尺寸可根据建筑的重要性，分别为5mX5m或10mX10m圆钢制成。建筑屋顶通常有许多金属之类设备，如金属旗杆，通风管，钢梯，金属烟囱，风窗，金属槽等，必须用接闪网焊接在一起制成一个整体防雷装置。
2引下线
将接闪器与接地装置的连接在一起的导体称为引下线。现代高层建筑更多使用杆作为避雷针的装配线。因为当大量雷电流从引下线通过时，会靠近地面设备，金属管，电源线等发生反击或侧闪，由此证明这种方法可以减少和避免这种反击。专用引下线还有更多的优点，因为它和地板和地板的梁连接在一起，这样会在接地网中的等电势状态下形成整体的“法拉第”笼，雷电电流将很快分散，避免产生侧闪现象。
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引下线设计规范有以下要求：
一类防雷建筑 ≥2根 引下线间距离<12m
二类防雷建筑 ≥2根 引下线间距离<18m
三类防雷建筑 ≥2根 引下线间距离<25m
另外，一般导体使用圆钢，其直径应不小于16mm；扁钢，横截面积最小48mm2；厚度不小于4mm。安装在烟囱的下行线上，其尺寸为：圆钢直径大于24mm；扁钢截面积不小于100mm2，厚度4mm。
为了便于检查连接到导体导体的避雷针和接地的散射电阻，在建筑物周围的下线做断开夹子，将夹子从地上断开连接到1.8M。当使用混凝土柱做下线时，因为它是从上到下连接的，所以不能设置断开接地电阻测试卡。需要在立柱中作为钢筋的向下钢丝，在柱外的柱子上距户外地面0.5m，另一个圆钢（Φ≥10）焊接到圆柱的外壁，作为防雷测试点。每根导线的抗冲击强度不应大于5Ω。
3接地
接地是指已经流入雷电系统的雷电流平稳地进入地球，并且不能让雷电能量集中在雷电防护系统的某处受保护对象具有破坏作用，良好的接地以便有效地释放雷电的能量，降低引下线电压，以避免反击。一些旧规格过去需要单独接地的电子设备，其目的是防止电网杂散电流干扰器件正常工作。但现在，防雷工程设计已经不再提倡单独接地，而是采用与防雷接地系统共用接地极，但接地电阻从原来小于4Ω降低到1Ω。接地做不好，所有的防雷措施都不能发挥出防雷应有的效果。
通常可以分为人工制作的接地极还有自然接地极，后者是在楼房施工工程中在做地基时直接埋在地下的钢筋基础，因为钢筋是导电的，也并非是人为的为制作它而添加的，所以称之为自然的类型，人工接地我们从表面上也就看出来，是为了满足接地的要求，人们单独加的。
4等电位连接
等电位是同一电气系统中相同电压的电网部分。如果它们由导体连接，则由于电压均匀性，它们将不具有彼此流过的电流。利用这一特性，我们可以在复杂电网中操作开关操作，减少电源故障的机会，并提高电源速率的可靠性。在弱控制系统中也可以使用此功能来改变电路连接，实现不同的工作或测试要求。
4.1总等电位连接和局部等电位连接
总等电位MEB联结作用于整个建筑，MEB对于任何一个建筑物必须设置。它在一定程度上可降低建筑物内间接接触电压以及不同金属部件间的电位差，防止发生电击伤害。同时也可以降低因漏电导致与其接触的金属管道等的导电现象，有利于消除雷击电磁脉冲干扰，减少保护装置据拒动带来的危害。据统计国内外低压系统电气事故，多数由于短路而发生。比如相线与设备金属外壳相接处，与管道等金属物品相接处，它可以将故障电压沿这些金属装置传播，从而导致人身电击或电气火灾事故的发生。高层住宅内总等电位联结可消除或降低这种故障电压，其效果胜过单纯的接地。IEC标准规定：当采用自动切断电源法作为防止间接电击的措施时必须采用总等电位联结。
局部等电位LEB联结作用于建筑物内的局部区域，是在建筑物局部范围内按需要再按设计规范要求再做一次等电位联结。目的是为了消除自总等电位联结后故障电压对人身和电气设备的危害，降低预期接触电压一般在对于过电流保护不满足切断电流的时间要求时设置。主要用于卫生间、浴室等部位。多个局部等电位LEB联结间是并联关系，一般并联引至总等电位MEB联结。但两者之间也可以没有连接线独立设置。为了方便局部等电位处的联结，局部等电位箱内必须设置联结端子板。
4.2建筑内导电部件的等电位连接
等电位连接不仅用于闪电瞬变过电压，而且用于其他过电压，例如操作过电压瞬态过电压，特别是在存在个人和设备安全过电压力矩的情况下。因此，有必要对建筑物的外壳，水管，散热器，金属梯，金属框架和其他暴露部分与公共接地系统进行等电位连接。而且应该注意的是，由于维修等原因可能无法切断这些连接。然而，对于气体管道，只有建筑物连接到接地系统，但在每个接头处有辅助跳线。因为气体管道本身不允许多个接地连接，使其成为接地系统的一部分。
4.3各楼层的等电位连接
每个楼层的等电位连接连接到建筑物中的主钢筋上，并且在每个房间或区域中设置接地端子。由于每层的所有接地端子彼此连接并且连接到建筑物的主钢筋，每层都变成等电位面。然后所有建筑物接地，接地端子连接形成潜在空间。最后，楼顶的设备与避雷针与避雷带相连接，形成屋顶部分的等电位。
参考文献：
[1]建筑物防雷设计规范（GB50057-2010）
[2]建筑电气工程施工质量验收规范（GB50303-2015）
[3]建筑物防雷装置检测技术规范
[4]建筑物电气装置
[5]民用建筑电气设计规范
[6]供配电系统设计规范（GB50052-2009）
[7]接地装置施工验收规范（GB50169-2016）
[8]建筑物防雷工程施工与质量验收规范（GB50601-2010）
论文作者:李栋,吴伟,谭广宇
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/12/2
标签：避雷针论文; 防雷论文; 电位论文; 雷电论文; 建筑物论文; 过电压论文; 圆钢论文; 《防护工程》2019年15期论文;