概论建筑电气的防雷接地功能及防雷系统设计

【摘 要】随着科学技术的不断发展与进步，为确保建筑电气安全以及建筑内人身的安全，满足现代工程建筑的安全功能要求，应在设计阶段充分考虑到如何防止雷击和电子设备的抗干扰与保护。 【关键词】防雷接地；电气；防雷系统设计

本文就现代建筑电气防雷接地系统的功能进行分析与阐述，并提出了有关防雷系统装设计的建议。 一、建筑电气防雷接地概述 （一）电气防雷接地的重要性

根据相关调查所示，现今雷电灾害已成为我国的三大灾害之一，在我国每年因雷击受伤，甚至雷击死亡的案例屡见不鲜。尤其是在每年夏季雷电的高发季节，因雷击而导致的直接经济损失便可高达十几亿元。这与当今社会中建筑电气化愈加复杂密切关联，可见在此情况下，电气防雷接地的功能更是极为重要的。 （二）功能概述

防雷接地可以视为一个双重概念：一是防雷，即防止建筑物及其电气因雷击而遭受破坏；二是静电接地，即防止静电而产生的危害。雷击时的一瞬间所产生电流极大，可高达几十甚至几百千安培，以致瞬时的感应电压飙升至几十到几百千伏。在日常生活中，通常是因为这种“过大电位差”而引起雷击或者触点事故。而大地作为一个电阻很低且电容极大的载体， 具有即便是吸收了大量的电荷后，仍然可以保持电位不变的能力。所以，人们通常将大地作为参考电

位体。打接地极与大地连接形成接地带与接地网，通过接地线的传导取得地点位，将雷电流写入地下，降低对地电压，这便是我们常说的防雷接地。

如此一来便可得知，当建筑遭受雷击时便可有效地将电流导入大地，从而使建筑物内电子设备免受雷电的严重威胁，保护建筑物及其内部电气与人员的安全。所以防雷接地系统的另一个重要功能是使建筑物内的设备具有等电位、均压和多层屏蔽的安全防雷结构，从而在技术层面确在保建筑物内工作与生活的安全。 二、防雷系统的设计

在民用与公共建筑中，需要安装的设备比重呈现逐年增长趋势。在人们的日常生产与生活享受极大便利的同时，因大量用电而致使电气设备存在潜在危险的事实也不容忽视。所以在建筑物的接地系统设计中，怎样采取科学的技术与手段进行防雷接地的系统设计显得尤为重要，这也成为当前值得探讨的热点话题。 （一）防雷接地系统重要组成

根据前文中所述雷击的特点对建筑物中的防雷系统进行设计，通常而言，其主要组成部分包括接闪器（包含接闪杆、接闪线、接闪带与接闪网）、引下线和接地装置。 （二）具体设计要求 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。独立的接闪针同样适用于保护相对较矮的建筑物，例如厂房或库房等。

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钢管的平顺、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。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.引下线的设计

引下线是指在整个防雷系统中，用于连接接闪器和接地装置的金属导体，具有暗装与明装两种形式。引下线通常是利用建筑物钢筋

混凝土中的钢筋连接接闪网与接地装置，这样在雷击时，电流便可通过该钢筋传向大地。在具体实施中通常使用主体结构柱内直径不小于12ram的钢筋或剪力墙中的钢筋作为暗装引下线。选用有色金属导线作为引下线时应选截面积不小于16平方毫米的铜导线。 对于高层建筑而言，不应采用扁钢外设引下线，因为它不仅敷设困难，还会由于引下线设置数目少、流经电流大的特点，容易导致高电位引起的反击事故。应当将引下线与各楼层等电位连接母线，从而降低室内反击电压。此外，必须保证全长焊通引下线，避免错漏焊与错焊；为确保安全，应及时更换截面锈蚀程度超过30%的引下线。

3.接地装置的设计

接地装置是整个接地防雷系统设计的关键，具体指埋设在地下的接地电极，以及由它连接各电气设备的导线的总称。接地装置的质量与接地电阻、接地方式相关。接地电阻是指电流由接地体进入大地并扩散的过程中遇到的电阻。为保证接地效果，可采用便于与各入户金属管道相连的周圈式接地；为节省成本、提高项目效率，可采用桩基内钢筋相互连接的接地体。但是要确保基础使用的硅酸盐水泥与周围土壤的含水量不低于百分之四，并且基础外表面有防腐层，否则必须加设人工接地装置。

在电气防雷系统中，建筑物内的电话线、电缆、数据线等金属线都应该连接上合理的过电压保护装置，且该装置还必须连接到该建筑物的防雷接地装置。从而形成安全的电气连结，形成等电位。例

如在计算机机房和电梯的机房里，应设置局部等电位板，通过引下线与桩基接地相连接，在避免信号被干扰的同时消除雷击电流的隐患与危险。而从电源线、通信电缆、无线电天线入侵的雷电可能会形成雷电波侵入，此种入侵会进入建筑物而发生闪击，从而导致的严重的雷击事故，它不仅会损毁设备，还会危及人身安全。所以在设计时要严格遵循《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的要求，将屋面设备从配电箱引出的线路穿过钢管的一端与配电箱的外壳相连，另一端则与用点设备外壳的保护罩相连，同时还要就近连接到屋顶接闪带、引下线，从而防止雷电波的入侵。

此外，还必须在各进出线缆上安装电涌保护器，即通过抑制旁路浪涌电流与瞬间过电压来保护设备安全的装置。这种装置能够在瞬间把保护线路转入等电位的系统里，使得设备各端口的电压达到等电位，并将因遭受雷击而产生的能量通入大地，降低其各端口的电位差，形成端口电压大体持平，起到有效的防雷保护电路上各个电气设备的作用。 三、结束语

电气防雷接地是一个被长期广泛应用于防雷系统的电气安全措施，随着经济与科技的发展，社会各界对建筑物防雷系统的设计要求也逐渐提高，使得防雷系统设计具有更强的综合性与复杂性。只有在了解防雷接地技术与功能的前提下进行合理的设计，才能确保电气设备与建筑基础设施的免受雷击的威胁，增强建筑物整体的安全性，以致减少不必要的人身伤害与财产损失。总之，建筑物的防

雷系统直接关系到建筑物及其内部设备与人员的安全。我们在设计必须严格按照国家标准，严谨慎重，重视生命与财产安全。 参考文献

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