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摘要：如果建筑电气防雷接地系统的设计不合理，将会导致安全事故的发生，甚至会给人们的生命以及财产造成威胁。同时，在新时代下，建筑电气的防雷接地设计已经成为人们谈论的焦点。因此，本文作者站在建筑电气的角度，对其防雷接地系统的设计进行了相关的探讨。
关键词：建筑电气；防雷接地系统；设计要点
引言
在高层建筑的设计中，不仅要考虑建筑物的建设质量，还要考虑到自然环境对建筑物结构的破坏，如在雷电攻击中，需要建立防雷系统，保证建筑物和居民的财产与生命安全。建筑电气的防雷接地功能是目前使用较多的防雷系统，下面就其系统设计进行分析。
一、民用建筑电气防雷接地的类别
建筑防雷装置：包括外部雷电防护装置和内部雷电防护装置。其中内部雷电防护装置又可分为等电位连接系统、合理布线系统、屏蔽系统、电涌保护器等几个部分，它的主要作用是避免雷电流在产生的电磁效应影响与破坏需防空间内的布置。而外部雷电防护装置主要作用是防直击雷，它可以分为引下线、接闪器和接地装置等。等电位连接：是指用电涌保护器或等电位连接导体将分离的导电物体与装置相连，其目的是防止雷电流在两者之间作用产生电位差。雷击电磁脉冲：它是一种由干扰源的直接雷击和附近的间接雷击而引起的电磁效应。该现象大部分是由于雷电流或磁辐射干扰以及被雷电击中装置的电位上升而通过连接导体的干扰。接地：目前最常用的防雷接地方式根据保护对象的不同分为两种，第一种接地是为了保护设备的主要功能而进行的接地，顾名思义，我们将这接地方式为功能性接地，另一种就是为了保护人或者设备不受到雷电的损坏而进行的接地保护，这种接地方式我们称之为保护性接地。
二、防雷接地系统设计要点
1、接闪器的设计
接闪器是为防止直击雷电流，将接闪杆、接闪网、金属屋面等组合而成的金属导体。其中，接闪杆又名避雷针，通常以一根金属棒的形式安装在细高的建筑物顶端，并以金属线与埋在地下的金属板相连。利用金属棒尖端放电的原理，使云层和地上的电中和，避免雷击事故的发生，从而保护建筑物及其电气设备。独立的接闪杆同样适用于保护相对较矮的建筑物。
接闪线、接闪带与接闪网也属于接闪器的范围，都起到保护建筑物表层不被雷击破坏的作用。接闪线通常用来保护长距离高压供电线路，可以防止其被雷击；接闪带指沿着屋脊或平屋顶边沿、通风管道、山墙等受雷击可能性最高的区域敷设的导线；而接闪网更多地运用于大面积屋顶的建筑物，它能有效地吸收建筑物上的强电与弱电，并将电流导向地面，通常设置在建筑物的屋脊、屋角或屋檐上。在敷设接闪带与接闪网时必须保证其圆钢的平顺、端正与稳固，搭接长度也要满足国家的规范与要求。
在材料的选择上，接闪网和接闪带均宜选取扁钢或镀锌圆钢。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中以圆钢为首选，并要求其直径不小于8ram，扁钢的宽度则不小于12mm，厚度不小于4mm。架空接闪线和接闪网适合选用横截面积大于35mm的镀锌钢绞线。没有利用砼构件内设钢筋的接闪器，均应在其表面进行热镀锌并涂漆。值得注意的是，一般而言，安装在公用天线杆顶上的接闪器是不能保护建筑物的。除非将其天线归入整体建筑物的防雷系统，将这两者的引下线焊接起来。
2、引下线设计
引下线的作用是将避雷网与接地装置连接在一起，使雷电流构成通路，通常利用主体结构的柱主筋或剪力墙中钢筋作暗装引下线。引下线的数量及布置直接影响分流效果。引下线数量多且间距较小时，雷电流在局部区域分布也就较均匀，引下线上电压降减小，反击危险也相应减少。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于规范的要求，应尽可能增加引下线的数量，适当减少引下线间距。由于高层建筑物引线很长，雷电流的电感应压降很大，需要在每隔一定的高度处用均压环将各条引下线在同一高度连接起来，并接到同一高度的屋内金属物体上，以减小其间的电位差，避免发生反击。
3、保护线的设置
TN系统变压器低压侧中心点经低电阻（4Ω或10Ω）直接接地，所有用电设备的金属外壳采用接零保护。在TN-C系统中，PE线及N线合成PEN线，它既是中心线，又是保护线，用电设备的金属外壳接PEN线；在TN-C-S中，线路进入用户后，将PEN线分成PE线；在TN-S中，自变压器中心直接分出PE及N线，所有用电设备的金属外壳接PE线。
PE线与N线一旦分开，两者不能再相连。因为N线上有单相用电设备的电流或不平衡电流，因此它有电位，两者相连成环路，就有环流，易于引起PE线发热，用电设备外壳长期带有电位，因此既不能相连，也不能混接，两者应严格分开。
4、等电位联结
等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来。为保证建筑物内部不产生反击和危险的接触电压、跨步电压，应当使建筑物地面、墙板和金属管、线路等都处于同一电位，为此钢筋混凝土建筑物应在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的等电位连接板，以便与接地主干线相连。
高层建筑物内各种金属导体和管道如金属门窗、设备的金属外壳等作等电位连接；电源线、信号线通过电涌保护器实现等电位连接；建筑物各处的均压环、起到一定电磁屏蔽作用的钢筋网、各处的电气以及防雷等电位连接导体形成总等电位连接，最后与联合接地系统相连，形成一个理想的“法拉第笼”。
5、合理的屏蔽
为了保证非防雷系统的电气线路在防雷装置接闪时不受影响，应采用金属管布线，这样防止雷电反击的能力强，对防各种电磁脉冲也具有较好的屏蔽能力。电气线路的主干线一般集中于高层建筑物的中心部位，避免靠近做为引下线柱筋的位置，缩小干扰的范围。穿线钢管和线槽等都应与各楼层的等电位连接板和接地母线相联结，达到良好的屏蔽效果。
用电设备、配电设备、配电线路应采用防雷电波侵入低压系统的措施，从配电盘引出的线路应穿钢管，钢管的一端应与配电盘外壳相连，另一端应与用电设备外壳、保护罩相连，并应就近与屋顶防雷装置相连。当钢管因连接设备而中间断开时应设跨接线，在配电盘内，应在开关电源侧与外壳之间装过电压保护器。
6、接地网设计
接地网是配合接闪器和引下线一起使用的，接地网主要是将引下线引下来的雷电流通过接地网散流入大地，因此在设计接地网的时候还需严格控制接地网的形状和大小尺寸，因为接地网上流经电流之后网格的间距设计不恰当会产生伤害人生安全的跨步电压，或者是过电压。所以从防雷安全角度来看将建筑物中不同用途的接地全部归结为共用一个接地比较安全。在普通建筑中一般选择钢筋混凝土内的钢筋用于做防雷接地装置，若不满足这些条件的话，可选择圆钢、角钢、扁钢和钢管等焊接人工接地极。埋在土地下的人工垂直接地体一般选择使用热镀锌钢管、角钢以及圆钢；埋在地下的人工水平接地体一般选择使用热镀锌圆钢或者扁钢。水平接地体的截面应当与接地线的大小一样。
结语
防雷与接地是一项艰巨而又重要的工作，必须在工程设计的初始阶段就认真加以考虑。除了按照等电位原则，做好满足标准要求的的共用接地网、综合全面的考虑防雷与接地外，还应拟定并执行合理正确的防雷接地方案，使用可靠性高的防雷设备和质量可靠的电气设备，以此保护我们的线路和设备免受雷击的危害。
参考文献
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[2]金松，杨焕锋.建筑电气的防雷接地功能与防雷系统设计[J].科技视界，2012，15：209+79.
[3]毕志强.关于建筑电气防雷接地系统施工简述[J].黑龙江科技信息.2014，21（06）：1152-1154.
论文作者:王强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/16
标签：防雷论文; 建筑物论文; 电位论文; 雷电论文; 系统论文; 装置论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;