摘要：我国社会经济近些年取得了快速的进步，城市建设工程量不断增加，高层建筑成为了目前建设的主流。高层建筑电气施工中的防雷接地系统具有重要作用，介绍了防雷接地系统原理，并结合工作实践，重点论述了防雷接地系统施工中存在的普遍问题及对策，提出了相关注意事项及建议。
关键词：高层建筑；安装接地；安全
我国社会经济近些年取得了快速的进步，城市建设工程量不断增加，高层建筑成为了目前建设的主流。高层建筑一方面满足了人们不断增长的居住需求，另一方面为了建筑安全，对其防雷接地的要求也大大提高。我国是雷电灾害频发的国家，雷电能引起供电故障，家用电器受损，建筑爆炸起火等事故，甚至造成人员的伤亡，因此需要认真的研究建筑电气安装中的防雷接地工程施工技术，加强防雷接地工程施工的质量，从而最大程度上防止事故的发生，保证人们的生命财产安全。针对建筑电气安装接地工作，应当保证技术的严谨性，加强质量控制工作，从而提高电气安装水准，确保后续生产的可靠性。本文将探究电气接地施工的类型并分析相应的技术措施，以供参考。
1建筑电气的接地概述
防雷原理：雷电灾害主要包括直击雷、感应雷及雷电波入侵，当发生雷电时，高层的建筑物或者是凸起的建筑物比较容易遭受雷击，而防雷接地系统就是根据这一特性，在高层建筑物或者是凸起的建筑物上设置金属导体，用来接收雷电中的雷电流，使雷电流能够按照人们预先设定的安全通道释放到大地中去，进而达到避雷的目的。
防雷接地装置可分为两部分：外部防雷装置与内部防雷装置。其中外部防雷装置又可以分为三个部分：接闪器、引下线与接地装置：a． 接闪器：接闪器可以在雷雨天气时接收雷电，即我们常说的避雷针和避雷带等。建筑中经常利用敷设在屋顶的圆钢或扁钢作为接闪器。b． 引下线：引下线连接接闪器和接地装置，把雷电流由接闪器输送到接地装置。通常是利用建筑物已有的设施（主要是剪力墙中的主筋）作为引下线。c． 接地装置：接地装置一般是埋在地下的接地导体，常用的基本是钢筋混凝土基础内的钢筋作为接地装置，其作用是把雷电流疏散到大地中去。下面对建筑电气接地分类进行介绍：
1.1防雷接地
雷电对于电力设施的损害非常严重。首先，在雷电击中建筑物的过程中会有热效应和电动力效应随之发生，影响建筑物的安全。其次，由雷电流引起的静电及电磁感应也就是我们通常情况下所说的雷电感应，这种感应对建筑物仍然会带来再次破坏。再次，由于雷电波的存在，还会致使配电装置及电气可能会有断路的情况发生，从而引起火灾危险。此外现代建筑由于应用了较多的智能科技，使得它的电源在雷雨天气时很容易受到自然雷击的影响。所以，防雷接地的设计对于建筑物而言至关重要。在日常生活中，人们经常利用避雷针和接闪器来满足建筑物避雷的需要。避雷装置可用于过滤雷电电压，避免电气设备因雷电的作用而发生损坏。
1.1.1接地装置
接地装置的主要目的是中和电流，所以在对其设计过程中要求较高，其设计是否科学以及焊接质量是影响作用发挥的主要因素。特别是高层建筑，接地装置的基本材料多是钢管、角钢等，圆钢用于接地装置时常埋入地下。
1.1.2引下线及接闪器
引下线以基础接地体和柱主筋为基本组成，其主要目的是用来吸引雷电，从容发挥防雷系统的重要作用。对于有超出安全区域的不属于金属的突出物体，则需加入接闪器和避雷网格等避雷装置，以起到相应的保护作用。在布置引下线时还应注意其位置分布，严格按照图纸设计来布置，相应的间距必须符合规范要求，引下线分布在建筑周围主要以对称的形式存在。
1.1.3等电位联结
等电位联结通过有机联合防雷系统与建筑中的设备、构件、金属装置外壳，形成整体的接地系统，从而减小电位差的存在，可让强电、弱电、高频和低频电都有一样的参考对地电位，为接地系统之间的干扰起到缓解作用，避免相同电气装置部位的设备接地和电气设备不统一而带来损失。
1.2工作接地
工作接地主要包括交流工作接地和直流工作接地两部分。交流工作接地是指交流电气设备和电路中性点互联电阻的接地方式，又或者直接连接大地的接地措施。这一接地形式在家庭设备安装中有着较为普遍的运用，尤其广泛用于大型家电设备的电气接地工作中。
直流工作接地这种接地方式在使用中主要面对建筑物内部的计算机，其设计目的是为了满足电子通讯和信号转换装置的平稳运行。由于以上装置完成信息转化、发送等过程中，都离不开电子管以及其他有着微电流需求的设备，这时候直流工作接地在其中起到的作用是，满足他们外置电源的需求。
1.3安全保护接地
此接地方式作为一种保护手段，是为了保护电气设备中的非带电导体与接地体，常在弱电箱或是功率较大的装置上使用。在此类电气应用过程中必须加大对其安全保护接地工作的处理，只有这样才能有效的避免人在碰触电器外壳时受到电击而受伤。
2建筑物电气安装接地技术阐述
2.1两种常见的接地方法
2.1.1和大地的连接
人体时刻都在地球上，所以电气系统的所有参考电位都是大地电位。电气设备与大地相连是获得大地电位的必然手段，其中接地极的设置至关重要，这是因为它是以接线端子的状态与大地连接在一起的，并通过接地线为导体获得大地电位。
2.1.2和替代大地的导体连接
随着电气技术的不断更新，现阶段对于接地不再局限于与大地相连，而是出现了以大地的替代物作为导体完成连接工作。
2.2建筑物电气接地保护技术
2.2.1防雷接地技术
现阶段的建筑物内通常会设置各种各样的电子装置，在这些电子装置设置过程中，其各类布线遍布建筑物的顶板、侧墙、底面等部位。
（1）外部防御措施。避雷针和接闪器作为外部防御基本措施在实际应用中有着不同的特点。在避雷针的制造过程中应以镀锡的钢为原料经过焊接完成，使用时需特别注意。而对于接闪器的设置，多在屋角和房檐等地方。除此以外，均压环的设置也可有效的避免雷电侧击对建筑物的伤害。
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（2）内部防御措施。内部防御过程中，大多采用接地干线和等电位联结来对雷电进行吸纳，如果保持一个水平部位，可以避免电压差的出现，从而免受雷电的威胁。另外，想要电气线路运行更加安稳，需要在接闪设施中进行金属设线，与此同时关注接闪以及分流现象，提高设计的合理性，为后期施工奠定良好的安全保障。
在建筑防雷接地中，运用针带结合接闪器的形式。接闪器通常采用镀锌圆钢，高出屋面女儿墙15cm左右明敷，接闪器紧密连接屋面金属构件，并与引下线可靠连接，引下线的配置相关于分流效应，更多的引下线设计可以形成良好的分流效果，会降低雷电电流。如果引下线的长度过长，可以采用均压环配置的方式，促使其电感降低，减小反击电压。防雷系统紧密连接钢筋，也与外墙金属构件相连，通过引下线有效结合接地体，形成笼式防雷系统，从而多维度对雷电进行防御，以防止雷电对建筑体的内部装置造成威胁。
2.2.2工作接地
配电运行中会存在等电位接线端子，其大多处于配电柜中，在实际工作中需要关注的是，系接线端子不能够处于外界环境中，且不能够混合相连于其他的像屏蔽接地、直流接地、静电接地等系统，而且与PE线的连接也不可以。高压系统工程中，应当积极利用中性点接地，以此提高接地继电保护的有效性，减少单相电弧以及平衡三相电压，其在低压系统中也具有积极作用，可以便于利用单相电源，因此中性点接地需要得到更多的重视。
2.2.3安全保护接地
高层建筑对于安全保护接地有着很大的需求，包括弱电和强电装置、部分非带电导电部件或装置，这些都需要进行安全保护接地。假如电气装置缺少安全保护接地处理，会出现绝缘破坏现象以及设备外部明显带电现象等，一旦人不小心碰触到构件或装置外壳，极容易被击伤甚至危害生命安全。电力配置中的中性点直接接地，人身和大地滤过短路电流然后进入中性点，非直接性接地处理中，人体接触接地电流后进入大地，同时在对地电容下构成通路效应，无论上述那种情况都加大了触电危险，最终会造成严重的安全事故。
3 建筑电气防雷接地系统施工中的普遍问题及对策
3.1建筑接地电阻规范要求不大于4Ω，而弱电系统对接地电阻的要求比较高，一般要求0．5Ω～1Ω，但是工程当地实际情况较为复杂，在遇到建筑物内部和外部环境较差且不能满足防雷接地设计和规范要求时，这时应采取必要的手段保证高层建筑防雷安全，一般使用人工接地设置，使之达到使用标准。人工接地装置一般采用钢材等金属材料，但钢材等金属材料极易被氧化腐蚀，满足不了使用年限的要求，因此，钢材必须经过热镀锌等防腐处理。当然我们也可以选用导电性能好的、耐腐蚀的铜、铝等耐腐蚀导电性好的、化学性质稳定的非金属材料，在众多的接地材料中，石墨因为具有导电性、导热性以及化学稳定性良好等特性而被广泛应用。接地极的埋藏深度必须不小于0．6m，垂直接地体的长度不小于2．5m，两个接地体之间的间距必须不小于5m。回填材料一般选用低阻率的软土或降阻材料，分层夯实，避免建筑垃圾回填。
3.2在沉降缝、伸缩缝附近，避雷带、接地连接母线没有预留余量，当发生变形时，避雷带、接地母线容易断开。在避雷带、接地连接母线穿过以上区域时应预留一定的余量，做成弧形或拱形，并且正确安装避雷带、卡子和应用材料。
3.3由于设计深度不足，未考虑装饰吊顶的标高，对高度小于2．4m的Ⅰ类灯具未配PE线，或仅在设计说明中简单提及，施工时候需对高度小于2．4m的Ⅰ类灯具可接近裸露导体做好接地工作。
3.4建筑内等电位设计深度不足，设计图纸不够详尽，施工单位又未做好卫生间电线、插座与局部等电位联结、预埋工作，直接交给没有任何电气专业知识的住户，从而存在较大的安全隐患。
3.5施工单位未按图纸施工，擅自变动防雷接地引下点的位置，导致引下点之间间距过大，降低防雷效果。
4 建筑电气防雷接地系统施工中相关注意事项及建议
4.1设计前，建设方需要从使用方的角度出发，提出明确的使用需求，减少后期图纸变更；施工前，参建各方需对设计图纸进行仔细的审图，对建筑防雷设计的准确性进行详细的审核。
4.2施工时，土建、水电、暖通、智能化等各专业需相互配合，做好成品保护，不要破坏接地装置，浇筑混凝土前，要安排专人检查焊接点是否有脱焊情况，若有脱焊，要及时进行补焊。
4.3一般情况下，高层建筑分体式空调的外机的防雷工作极易被人们忽视。建筑的低压配电系统通常采用TN-S系统，由于PE线是连通的，如果分体式空调的外机未安装防雷装置，雷电电流可能会通过空调外机的PE线进入室内的配电系统，导致PE线上带有高电压，如果在规定的时限内未能切除故障，存在故障电压蔓延的情况，这会造成巨大的安全隐患，威胁人们的生命财产安全。
4.4建筑节能环保已经成为了目前的一个主流趋势，在屋顶安装太阳能设备的情况较多，但是大部分太阳能热水器达不到防雷要求，安装时要做好以下防雷措施：在太阳能热水器和电源位置都按防雷要求可靠接地，同时做好电源线的屏蔽。
4.5建设方为考虑屋顶美观或后期的维护，可根据《建筑防雷设计规范》的要求采用厚度大于2．5mm的不锈钢管代替镀锌圆钢，对接部位一定要采用跨接处理，确保不锈钢管避雷带能够承接雷电流。
4.6可利用一根40×4的通长镀锌扁钢将强电井内的电缆桥架与接地装置进行连接，以保证接地的可靠性。
4.7高层建筑的景观灯、航空灯、铝合金门窗、金属装饰材料、金属管材、金属梯子、不锈钢水箱、钢结构阳光房等应用镀锌圆钢或扁钢与屋面防雷装置可靠连接。
5 结束语
高层建筑在目前的城市建设中占据了重要的位置，防雷接地工程的施工质量决定着建筑住户的生命安全，建筑施工单位要科学、合理地做好高层建筑电气防雷接地施工工作，严格按照施工规范和设计要求保证防雷接地系统的安全性，降低雷击事故的发生，保证人们生命和财产的安全。高层建筑电气施工中的防雷接地系统具有重要作用，介绍了防雷接地系统原理，并结合工作实践，重点论述了防雷接地系统施工中存在的普遍问题及对策，提出了相关注意事项及建议。
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论文作者:丁文华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签：防雷论文; 雷电论文; 装置论文; 建筑物论文; 系统论文; 工作论文; 电位论文; 《基层建设》2019年第10期论文;