建筑電氣防雷研發

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隨著現代社會的飛速發展，電力設施與設備已與現代人類的工作與生活密不可分。但由于種種原因，電氣設備在帶給人們工作與生活的便利的同時，由此產生的問題也帶給人類的生產與生活不少煩惱與損失，甚至會造成不可挽回的后果。因此，電氣安全不僅已成為電氣操作與維護人員消除安全生產隱患、防止傷亡事故、保障職工健康的重點，同時也是電氣專業人員首要面臨并著力解決的課題，電氣安全工作將向著更科學、更實用、更深入、更系統的方向發展。

1建筑防雷設計的原則防雷保護設計中總的防雷原則是采用三級保護：

1．1將絕大部分雷電流直接引入地下基礎接地裝置泄散。

1．2阻塞沿電源線或數據、信號線引入的過電壓。

1．3限制被保護設備上浪涌過電壓幅值(過電壓保護)。

這三道防線，缺一不可，相互配合，各行其責。目前通常作法是以下三點：第一、建立聯合共用接地系統，形成等電位防雷體系將建筑物的基礎鋼筋(包括樁基、承臺、底板、地梁等)，梁柱鋼筋，金屬框架，建筑物防雷引下線等連接起來，形成閉合良好的法拉第籠式接地，將建筑物各部分的接地(包括交流工作地，安全保護地，直流工作地，防雷接地)與建筑物法拉第籠良好連接，從而避免各接地線之間存在電位差，以消除感應過電壓產生。第二、電源系統防雷以建筑物為一個供電單元，應在供電線路的各部位(防雷區交接處)逐級安裝電涌保護器，以消除雷擊過電壓。第三、等電位聯結系統國家標準《建筑物防雷設計規范)GB50057—94(局部修訂條文)明確規定，各防雷區交接處，必須進行等電位聯結；尤其建筑物內的計算機房等弱電機房，遭受直擊雷的可能性比較小，所以在此處除采取電涌保護器進行感應雷防護外，還應采用等電位聯結方式來進行防雷保護。

2建筑防雷接地、工作接地、保護接地系統的設計

2．1防雷接地系統的設計

防雷接地在建筑接地系統設計中是極為重要的，一般把建筑物的防雷保護分為三級：一類、二類和三類，民用建筑大多采用二類防雷保護進行設計，對于建筑內存在爆炸危險環境的建筑采用一類防雷保護設計。建筑的防雷接地系統一般是由引下線、接閃器、均壓環以及接地體等裝置組成。其中接閃器可以使用避雷帶、避雷針或者針帶組合接閃器。其中避雷帶要沿房角、房脊、房檐等溶液受到雷擊的地方敷設。建筑表面外露的金屬構件和管道要與避雷帶相連接。建筑上的接閃器要同下線焊接相連通。對于高層建筑物的引下線要盡量利用鋼筋混凝柱的鋼筋作為引下線。選為當做引下線的柱內兩根主鋼筋的直徑一般不小于12ram，其兩者的連接一般使用焊接法或者綁扎法均可，對于建筑物周圍引下線的下部適當位置要設置幾個測量點，可以把人工接地體同等電位的連接板連接。對于外引連接板同引下線的連接要使用焊接。引下線上端要同建筑的避雷裝置焊接，其下端要同接地體焊接。對于引下線的這種設計優點很多，雷電流的泄漏點多、省材料、施工方便以及不損壞建筑物外觀。在接地系統設計中接地體的設計是另一個難點，接地體一般是利用樁基內部鋼筋作為自然接地體，此種設計優點是施工方便、工程投資少、接地效果好，設計過程應注意以下幾點：利用外圈樁基和基礎梁內鋼筋組成的閉環，如果沒有基礎地梁鋼筋時，一般用40mmx4mm的鍍鋅扁鋼當做連接體，使建筑的外沿敷設成閉合、環狀、水平的接地體。盡量把所有樁基都和閉環連接；對于作接地裝置鋼筋的直徑如只有一根時要大于10ram，一般可以利用基礎梁的底部兩個直徑大于12ram的鋼筋當接地體；當使用基礎內鋼筋當接地體時，其周圍地面的深度要大于0．5m。

2．2工作接地系統的設計

2．2．1交流工作接地建筑內的交流工作接地通常指交流配電系統中性點的接地。當一186一建筑供電是由附近地區變電所提供時，那么工作接地就已經在區域的變電所內完成了當把配電線路從區域變電所引進建筑前，中性線即PEN線要重復接地。對于建筑設置有獨立變電所的情況，就可以在變電所內完成交流接地。就是把變壓器的中性線和中性點共同直接接地。在變電所內若有發電機組的情況也要把發電機的中性點接地。交流工作接地使用獨立的接地體時，一般接地電阻都要小于40，如使用共用接地體時其接地電阻要小于lQ。對于高層建筑一般都使用共用接地體。有些設計是把變壓器的中性點接地通過配電中性線，主要是利用低壓的配電屏對保護接地線進行接地保護。發電機和變壓器的工作接地要在設備上用最短線路并使用單獨接地線直接和接地裝置進行連接。

2．2．2直流工作接地一般在通信機房、計算機機房、監控中心、消防控制室、廣播音響機房、電梯機房、BA機房以及其它使用電子設備集中的場所都需要設置直流工作接地，其接地電阻值一般不大于4n，有特殊要求的除外，當采用共同接地體時，接地電阻應小于10。一般供貨商都要求在弱電系統設備要設置單獨接地。與建筑防雷系統分開時，其距離不應小于20m，不然將會產生的干擾。但現在城市中建筑密度都很高，很難滿足兩個接地系統把電氣真正分開，因此，經過多個工程的實踐證明使用共接地體可以較為有效的解決多個系統接地的復雜問題。

2．3保護接地系統的設計

2．3．1保護接地系統方式保護接地系統的方式選擇是通過配電系統的保護線(PE)和中性線(N)之間的配置分TN—C，TN—C5，TN—S，Ir，IT五種情況。其中TN—s系統就是三相五線制系統，這個系統被高層建筑，特別是智能建筑普遍采用。此系統的保護線PE和中性線N只在電源變壓器的中性點外一處共同接地，在其他地方兩線嚴格分開沒有任何電氣連接。對于建筑內有變壓器的建筑也常采用此接地保護系統。因為TN—S系統有很多有點，就是無論中性線N是否帶電、配電系統的三相負荷平衡與否，PE線都不帶電，可以保證可靠安全的基準接地電位。

2．3．2TN—S保護接地系統的設計對于建筑中TN—S接地系統是由PE干線、PE母排、各層PE端子排以及放射式接地引線和被保護的設備可導電構件連接所組成這個保護接地系統一般是同工作接地和防雷接地共用接地體，其接地電阻一般要求小于1n。

3防雷電波侵入措施

3．1對電纜進出線，應在進出端將電纜的金屬外支、鋼管等與電氣設備接地相連。當電纜轉換為架空線時，應在轉換處裝設避雷器：避雷器、電纜金屬外皮和絕緣子鐵腳、金具等應連在一起接地，其沖擊接地電阻不宜大于30n。

3．2對低壓架空進出線，應在進出處設置避雷器與絕緣子鐵腳、金具連在一起接到電氣設備的接地裝置上，當多回路架空進出線時，可僅在母線或總配電箱處裝設一組避雷器或其他形式的過電壓保護器．但絕緣子鐵腳、金具仍應接到接地裝置上。

3．3進出建筑物的架空金屬管道，在進出處應就近接到防雷或電氣設備的接地裝置上，其沖擊接地阻不宜大于3On。

4結束語

作為電氣設計人員都非常清楚，建筑物的防雷保護設計是一項既簡單又繁瑣的內容，但對建筑物的安全使用，電氣設備的正常運行有著至關重要的作用，所以還有待于各位電氣設計人員作進一步的研究與探討；同時必須嚴格按照國家規范，善為謀劃，精心設計。