建筑电气工程中的防雷接地系统施工技术研究

李兆雨

河北佰欣工程管理有限公司  河北 邢台 054400

摘要：雷电是自然界中的强大电能，若建筑物缺乏防雷接地系统，雷电将直接威胁人员安全与设备。电气行业受到驱动，同样步入了高质量发展的新阶段，电气市场不断扩大，如何提高电气工程建设质量，优化防雷接地技术体系，成为诸多变电站管理者关注的焦点，有必要进行深入探讨。基于此，本文对防雷接地系统施工技术分析进行研究，供参考。

关键词：建筑电气工程；防雷接地施工技术；要点

引言

随着城市化进程的不断深入，我国开始将重点聚焦在民心工程与发展工程建设上。尤其是自2018年以来，城市棚户区改造任务量呈直线上升。为保证上述民生建筑的安全性和舒适度，在防雷接地施工时必须做好全周期的施工管理和质量管控，把握好施工环节的各项要素和关键技术，有计划性、有针对性地展开防雷击设备安装和接地体铺设。这样才能够最大限度降低雷电危害，保障民生建筑的安全效益和经济效益。

1研究方法

雷电本质上属于一种自然放电现象，当云层中的电荷分布不均匀，便会形成足够强的电场，并击穿空气，形成导电通道，产生强烈的电流和高温，形成闪电。当闪电击中建筑物，雷电流会产生巨大的热效应和机械效应，致使建筑物损坏。同时雷电放电时，会在周围空间产生电磁场，使附近的导体产生感应电动势，一旦相关导体形成闭合回路，便会形成感应电流，损坏电子设备、电气系统。若想确保采用的防雷技术措施更具有针对性，有效减少雷电隐患，需要技术人员根据钢结构建筑的特点，以电磁感应原理为核心，预先计算雷电感应电动势大小，为后续的电气设备选型、线路绝缘设计以及电压保护装置安装提供数据支持。之后要设计防雷系统，引导雷电流安全地流入大地，避免雷电流在建筑物内部产生感应电流和过电压。比如：利用接闪器，吸引雷电，通过引下线，将其传导至接地装置，由接地装置则将雷电流分散到大地中。

2防雷接地系统施工技术分析

2.1安装接地装置接地装置主要指建筑防雷保护的接地极，是与地基土壤紧密接触且与建筑内部电气设备相连的导体。建筑电气工程接地施工中，常采用多条45mm镀锌钢作接地级材料，固定在地基深处。若采用镀锌扁钢作独立基础接地级材料，柱筋作垂直接地极，需在扁钢连接处用圆钢（如Φ12圆钢）创面焊接，增强连接可靠性。除镀锌角钢外，建筑基础地梁、桩基础等也可作为接地级，形成接地闭合环路。以桩基础接地极施工为例，水平接地级与梁下主筋连接，垂直桩接地极由2根钢筋构成，基础桩钢筋和地筋直径不小于12mm，采用双面焊接，增加梁、柱固定效果。采用桩基础柱为引下线时，为保障人员安全，应增加沥青层或砂石层作隔离层，要求周围3m内地面层电阻率不小于50kΩ，防止接触电压和跨步电压事故。

2.2引下线设计

第一，材料选择。引下线设计中材料的选择至关重要，优先选用热镀锌圆钢或扁钢，因其具有优良的热稳定性，可避免雷电流通过时因过热受损。扁钢规格要求：截面面积≥48mm2，厚度≥4mm；圆钢规格要求：直径≥8mm。第二，布置原则。高层或重要建筑应增加引下线数量并均匀分布，超高层建筑需在外墙不同位置按间距设置，以确保雷电流能够安全分散导入地下。引下线间距依据防雷类别确定，三类防雷建筑：≤25m；二类防雷建筑：≤18m；一类防雷建筑：≤12m。通过合理设置引下线间距和数量，能够有效提高建筑物整体的防雷能力。第三，安装方式。引下线的安装可分为暗敷、明敷两类。暗敷：利用建筑物的钢筋混凝土主筋作为引下线，通过紧密缠绕实现连接，兼具防雷效果与结构美观，常用于新建住宅。明敷：需避免弯曲半径过小，确保雷电流顺畅通过。在明敷引下线施工过程中，施工人员需严格按照规范操作，确保引下线的安装质量，保障雷电流能够沿着预定路径迅速、安全地导入大地。

2.3安装防雷接闪装置

在建筑电气防雷安装施工中，应根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2019）的规定，选择适合民用建筑住宅和商业综合体的防雷安装等级。结合当地气候特点和建筑施工要求，一般民用建筑属于第二类或第三类防雷安装范围。接闪器的主要构件是避雷带，包括避雷针、铜绞线、镀锌圆钢、镀锌钢管、镀锌扁钢等材料。施工人员要在建筑屋面和外墙上安装接闪器，并与建筑金属栏杆、吊车梁、金属管道、幕墙支架等外露凸起的金属部分进行连接。对于建筑顶部的接闪导线连接，接闪器应该暗敷在混凝土女儿墙或混凝土屋面的顶部，同时接闪线连接的钢筋应符合国家规定的材质和种类要求。明装避雷带先用电锤打出支架，然后按设计材质敷设避雷带，通过引下线与接地装置可靠连接。接闪器也可以暗敷在屋顶混凝土下方，一般在土建屋面压顶浇筑施工完成后进行，敷设于屋顶外边缘不大于20mm位置，敷设厚度不大于20mm。此外，接闪器与房顶突出物、钢爬杆、金属道等采用焊接方式进行连通，确保建筑防雷接闪装置正常工作。

2.4接地装置设计

接地装置的接地电阻，本质上是电流经由接地装置流入大地时所遭遇的阻力大小，它是衡量建筑物防雷接地成效的核心指标。由于建筑物防雷级别各不相同，对接地电阻的要求也存在显著差异。一般情况下，三类防雷建筑的接地电阻＜30Ω，而一类和二类防雷建筑的接地电阻＜10Ω。第一，前期评估。在开展接地装置初步安装工作前，工作人员会全面评估土壤的导电性能，广泛收集地下地质的相关资料。与此同时，还需依据实际情况，综合考量接地极的形式与布置方式。第二，接地极选型。常用的接地极模式包含水平法、垂直法，或者两者结合使用。水平式采用圆钢或扁钢，将其深埋于地下；垂直式选用2.5m的钢管或角钢垂直布设；复合式结合水平与垂直布置方式。第三，优化措施。工作人员会预先对建筑物周边环境以及建筑形状布局展开评估，以此分析如何科学合理地布置接地极。放射形/环形布置可扩大接地范围，降低电阻；高电阻率土方区域可采用降阻剂或换土处理。

2.5保护电子设备

虽然采用上述防雷技术后，能够保证雷电流有效泄入大地。但在泄放过程中，容易受雷电影响，形成电磁感应波。考虑到现阶段，随着信息化技术、数字化设备的高度普及，智能家居的应用愈发广泛，此类电子装置对电磁波感应极为敏感，容易产生过电压现象，进而造成系统紊乱，甚至损毁。为避免此类现象发生，需要工作人员采取屏蔽措施，提高电子装置以及电气系统的保护力度，比如采用金属外壳，完成屏蔽接地，致力于降低电磁感应的磁通量。搭配穿管保护的形式，有效减少电磁感应的变化率。同时，还要在低压配电系统中布置电涌保护器。该装置的工作原理表现为：正常电压下，非线性电阻元件，包括金属氧化物压敏电阻以及气体放电管，会产生高电阻，无电流通过。而当线路出现电涌时，电涌保护器的非线性电阻元件会第一时间做出响应，降低电阻值，产生低阻抗通路，促进电涌电流泄入大地，以此起到限制设备两端电压的目的，保证电气装置免受过电压损害。

结束语

建筑中的防雷接地工程是建筑电气的重要保障。在建筑电气施工中要按照防雷接地工艺要求，做好防雷接地施工的调整和优化，根据现场情况形成安全、高效、经济、稳定的接地系统和防雷体系，如焊接接地体、焊接引下线、连接接闪网等。必要情况下还可加装智能防雷装置，通过在线预测和在线监测提升高层建筑的防雷接地防护质量，打造安全建筑和宜居环境。

参考文献

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