试论现代建筑中的防雷与接地设计

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1、现代建筑中的防雷与接地设计南通六建元辰设备安装工程有限公司张海琴随着现代社会的发展，建筑物的规模不断扩大，其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。一、概述在防雷保护设计中，总的防雷原则是采用三级保护：1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散；2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压；3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值（

2、过电压保护）。这三道防线，缺一不可，相互配合，各行其责。目前通常作法是以下三点：1、、建立联合共用接地系统，形成等电位防雷体系将建筑物的基础钢筋（包括桩基、承台、底板、地梁等），梁柱钢筋，金属框架，建筑物防雷引下线等连接起来，形成闭合良好的法拉第笼式接地，将建筑物各部分的接地（包括交流工作地，安全保护地，直流工作地，防雷接地）与建筑物法拉第笼良好连接,从而避免各接地线之间存在电位差，以消除感应过电压产生。2、电源系统防雷以建筑物为一个供电单元，应在供电线路的各部位（防雷区交接处）逐级安装电涌保护器

3、，以消除雷击过电压。3、等电位联结系统国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（局部修订条文）明确规定，各防雷区交接处，必须进行等电位联结；尤其建筑物内设有计算机房等弱电机房，遭受直击雷的可能性比较大，所以除采取电涌保护器进行感应雷防护外，述应采用等电位联结方式来进行防雷保护。现代建筑一般利用建筑物钢筋混凝土基础作为接地装置，当专设接地装置时，接地装置应围绕建筑物敷设一个闭合环路，其冲击接地电阻不应大于10Q,其目的是为了使被保护建筑物首层地平电位平滑，减少跨步电压和接触电压，10Q的规

4、定是沿用现行规范的规定。在电气接地装置与防雷接地装置共用和相连的情况下，当建筑物防雷装置被雷击中时，共用接地装置上的电位升高，接地的变压器外壳的电位也随之升高。由于变压器高压侧各相绕组是相连的，相对于外壳的雷击高电位，是处于同一低电压。此时，外売的高电位可能击穿高压绕组的绝缘或将绝缘破坏造成工频续流是变压器油温升高、压力增大而爆炸起火。因此，应在高压绕组上装设阀型避雷器。民用建筑习惯上是装三个（每相上），当该避雷器反击穿时，高压各相绕组则处于与外壳接近的电位，从而高压绕组得到保护。另一方面，由于变

5、压器低压侧绕组的屮性点与外壳在电气上是连接在一起的,当外壳电位升高时，该电位加到低压绕组上，低压绕组有电流流过，并通过变压器绕组的电磁感应使高压侧可能产生危险的高电位。若在低压侧任一相上或三相的各相上装设阀型避雷器，当外壳出现危险的高电位时，低压避雷器动作放电，大部分雷电流经过避雷器流入大地，保护了高压绕组。二、避雷针的设计与选择避雷针的最小尺寸，是沿用我国数十年的习惯做法确定的。如果按雷击避雷吋的热稳定校验，并不需要所规定这么大的截面。各种材料的机械强度和腐蚀因素是考虑避雷针尺寸的主要着眼点。经

6、计算证实，在同样风压和长度下，钢管所产生的挠度比圆钢小。在同一截面下，圆钢的周长比扁钢小，因此，它与空气的接触而也小，当然要受空气腐蚀相对也就小了，在实际设计工作屮宜优先选用圆钢。但是，有些民用建筑，由于美观的要求，避雷带不允许支起很高，采用扁钢直接贴敷在建筑物或结构物表面上也是允许的。所以，我们也规定了扁钢的最小截面，供广大设计人员根据设计工作中的具体情况灵活确定。二、接闪器的设计与选择屋顶上的旗杆，金属栏杆、金属装饰物体等，其尺寸不小于对标准接闪器所规定尺寸时，宜作为接闪器使用的的理由是：这些

7、物体在建筑物上处于至高点，它很难处于接闪器的保护范围之内，如果它与建筑物被利用的结构钢筋能连成可靠的电气通路，乂符合接闪器的要求，作为本建筑的避雷针利用，既经济又美观。现代建筑防雷设计大都推荐接闪器应镀锌的理由是镀锌接闪器比涂漆的接闪器具有防腐效果好、维修量少及安全可靠等优点。多年的运行实践证明，一些解放初期安装的镀锌接闪器，迄今已安全使用40余年仍完好无损，基本无维修工作量。而涂漆的接闪器则必须每一、二年重新涂漆维修，维修量较大且有时要请专业队伍进行，花费很多,相比之下很不经济。三、避雷引下线的

8、设计与选择利用建筑物中钢筋混凝土中的钢筋作为防雷装置的引下线，在国内已较为普遍，在国外也有很多论著肯定。世界上规定最严格的是口本，它要求钢筋混凝土屮作为引下线的钢筋截面不小于的300mm2o为了安全起见，可采用了比较可靠的措施，要求钢筋直径16mm及以上时，应将两根钢筋并用；当钢筋直径为10mm及以上时，要求将四根钢筋并用，以增加避雷的安全可靠性。利用建筑物结构钢筋混凝土屮的钢筋作为引下线，不仅是节约钢材问题，更重要的是比较安全。因为框架结构的本身，就是将梁和柱内的钢筋连成--体形