防雷接地和电气接地

1、概述
防雷的设备有避雷针、避雷带、避雷网、避雷器、保护间隙等,其最终的目的都是要将雷电流泄放到大地中去,因此必须有适当的接地装置;防止和消除静电的方法很多,但最简便的方法还是接地;这里就工业企业与民用建筑中常遇到的电气设备、线路及建筑物本身的防雷接地和需要采取防静电设备的接地要求加以说明;
工业企业和民用建筑中电气设备的种类繁多;按电压分,有高压设备、低压设备和安全超低压设备；按电击保护分,有0级、0Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级；按设备固定的情况分,则有固定设备、携带式设备和移动式设备;
2、定义
接地体：与大地紧密接触并形成电气接触的一个或一组导电体称为接地体,可分为人工接地体和自然接地体两种;
接地线：将主接地端子板或将外露导电部分直接接到接地极的保护线,连接多个接地端子板的接地线称为接地干线MT
接地装置：接地装置是一定空间中若干相互连接的电气设备的组合；接地装置是接地体与接地线的总称;
均压环：将保护干线、接地干线、主接地端子板、建筑物内的门窗等金属构件连接起来的
导体称为均压环;
3、工艺流程方框图见图1
合格
图1 工艺流程方框图
4、工艺过程
接地体安装
4.1.1人工接地体安装
4.1.1.1接地体加工
应根据设计要求的材质、规格、数量进行加工,采用铜管、钢管和角钢时其长度不应小于2.5m,采用铜板作为接地极时,其面积、厚度应符合设计要求;
采用碳钢材质的接地极必须经热镀锌处理;
4.1.1.2测量、挖沟
应按设计要求进行测量,刻出开挖灰线,开挖深度应符合接地体顶部离地面不小于0.6m 的规定；底部宽度为0.5m铜板地极应根据其面积尺寸,沟剖面应上宽下窄,并应清除沟内石块等物;
4.1.1.3安装接地体
沟挖好后,应立即安装接地体和敷设室外接地干线,防止土方倒塌;接地体应置于沟的中心线上,可采用8P－12P手锤击打接地体顶部,使用手锤要平稳,接地体应与地面保持垂直,不得偏斜,当接地体顶端距离地面600mm时停止打入,以便与接地干线的焊接;
4.1.2自然基础接地体安装
能作为自然接地极或接地线的有建筑物内的钢筋和钢结构、行车钢轨、工业管道、电缆金属外皮,各自的接地施工要求如下所述;
4.1.2.1建筑物内的钢筋及钢结构
对于钢筋混凝土结构的建筑物而言,钢管桩、水泥桩和灌浇桩内的钢筋、基础内的钢筋可作接地极；屋架、柱子内的钢筋可作接地线或避雷引下线;
用基础桩钢管桩、水泥桩和灌浇桩作为接地级时,打好桩后,应测量每根桩的接地电阻值,然后用40mm×4mm镀锌扁钢或基础内不小于φ10mm的圆钢,把作为接地极的每根桩焊接连接成一体,测量总的接地电阻;如总接地电阻符合要求就不必增加人工接地极;
如果建筑物不高,不打基础桩时,也可用建筑物基础中的钢筋作为接地极;此时基础中必须选择不少于2根主钢筋直径不小于10mm,作为地下接地线,沿建筑物四周,把主钢筋与引上作为接地线的主钢筋焊成一体;
利用柱子内主钢筋作为避雷引下线时,该柱子内应不少于2根主钢筋,该主钢筋的连接应采用焊接;当作为避雷引下线的主钢筋引出屋面后,与避雷带相连;
接地电阻检测点设在引下线桩头上,通常用一块100mm100mm5mm预埋钢板与引下线焊接固定;
预埋钢板的位置和高度根据设计要求而定；在设计未作规定时,一般设在建筑物的四
角,高度为中心离地坪高300mm;如图1所示
对于钢结构的建筑物,可利用建筑物的钢结构作为接地装置,其主要要求是保证成为连续的导体;因此,除了其在结合处采用焊接者以外,凡是用螺栓连接或铆钉连接以及其它仅以接触相连接的地方,都要采用跨接线连接如图2a所示;跨接线一般采用扁钢,作为接地干线的,其截面积不得小于100mm2；作为接地支线的,其截面积不得小于48mm2;当金属结构的扁钢、工字钢、槽钢等与圆钢相连,或圆钢与圆钢相接时,可采用图3所示的连接线;该连接线用钢绞线制成,直径不得小于12mm,两端焊以适当的接头;
在建筑物伸缩缝的地方,避免由于建筑物沉陷不均等情况造成电气上下连续的可能,也必须采用连接线跨过伸缩缝,在金属结构的两端连接;这种连接线采用直径不小于12mm 的钢绞线,两端均焊有图2b所示的与平面相接的接头;
4.1.2.2行车的钢轨
行车的钢轨可作为保护线,通过钢轨与行车柱中的主钢筋相连,然后通过插铁与其基础内的钢筋相连;基础内的钢筋也可作为接地极,如图4所示;一般主钢筋的直径不小于10mm,插铁的截面积也不小于直径为10mm圆钢的截面积;一只行车基础的钢筋截面积往往不能符合接地电阻的要求,必须与其它行车柱及建筑物柱子的基础钢筋连接起来,才能达到接地的要求;
另一种方法是：钢轨之间除了用钢板螺栓作固定连接外,连接处还应用φ12mm圆钢或25mm4mm扁钢,弯成Ω形后作跨接连接,焊条应用低氢焊条；两根钢轨的端部用25mm4mm镀
锌扁钢连成一体,随后在对角线处用25mm4mm镀锌扁钢引下与接地极相连;
4.1.2.3工业管道
利用金属管道作为接地接地用时必须选用不输送可燃或可爆的液体或气体的管道,例如压缩空气管道,如图5所示;抱箍与管道连接处,管道部分必须除锈并擦拭干净,涂以导电脂;抱箍部分必须镀锌,保证有良好的电气接触;当管道有阀门或其它连接处,如有不良导体,应用扁钢跨接;扁钢的截面积不小于管道管壁的截面积;
4.1.2.4电缆外皮及电缆沟的角钢
利用电缆的金属外皮作为接地装置时,接地线线箍的内部须放入熔化的锡炉内,涂上0.5mm厚的锡层,电缆钢铠与接地线箍相接触的部分必须刮拭洁净,以保证两者接触的可靠性;接地线引出的方法有两种,如图6所示;其中a型是从电缆敷设的垂直方向引出,b型是从电缆敷设的平行方向引出;
当电缆沿地沟敷设时,电缆地沟边缘的保护角钢是很好的连续导体,非常适宜于作为接地线;当利用保护角钢作为接地线时,在地沟两端须用40mm4mm扁钢将地沟两侧的保护角钢连接一次;由电缆地沟的保护角钢沿柱引上接至行车轨道,或接至配电设备金属外壳及构件等的安装连接方法;
图1 利用附设变电所的建筑物图2利用建筑物的金
的基础作为接地极属结构作为接地装置
图3利用钢绞线作为图4利用行车钢轨连接连接线接地装置
图5在工业管道上的接地装置
图6利用电力电缆钢铠作为接地装置
图7利用电缆地沟边缘角铁作为接地装置
室外接地干线安装
4.2.1人工接地体间接地干线的安装
扁钢或铜排敷设前应调直,然后将之放置于沟内,依次将扁钢或铜排与接地体用电焊气焊焊接;扁钢或铜排应侧放;扁钢或铜排与接地体连接的位置距接地体最高点约100mm;焊接时应将扁钢或铜排拉直,焊好后清除药皮,刷沥青做防腐处理,并将接地线引出至需要位置,留有足够的连接长度,以待使用;
4.2.2自然基础接地体间接地干线的安装
根据设计图纸要求确定接地干线材质及引上点位置,并做好记号,用电焊或气焊进行接
地体间的连接及引上点的连接;同时在室外地面以下的墙面或柱面以图纸尺寸为准,焊好连接板,清除药皮,以便于引出和检查;
4.2.3隐蔽验收
接地装置安装结束后,应进行接地电阻测试,填写测试记录,并及时进行隐蔽验收;确认符合规范及设计要求方可进行回填土或浇捣混凝土;
室内接地干线安装
室内的接地干线多为明敷,但部分设备连接的支线需经过地面,也可以埋设在混凝土内;
4.3.1支持件固定:在砖墙或整浇混凝土上固定支架,先根据设计图纸要求弹线定位、钻孔,支架做成燕尾形埋入孔内,找平正,用水泥砂浆进行固定或直接用膨胀螺栓固定支架;
4.3.2明敷接地线安装
4.3.2.1当支持件埋设完毕,水泥砂浆凝固后,可敷设墙上的接地线;
4.3.2.2接地干线穿墙时,应加套管保护；跨越伸缩缝时,应留有伸缩余量作成“Ω”形,并分别距伸缩缝两端各100mm处加以固定;
4.3.2.3接地干线跨越门口时,应暗敷设于地面内做地面以前埋好;
4.2.3.4接地干线用螺栓连接或焊接方法固定在距地250mm～300mm的支持卡子上,干线与墙面应有10mm～15mm的距离；支持件应采用25mm×4mm或40mm×4mm的扁钢或铜排,尾端应制成燕尾状,埋入深度为90mm,总长度为110mm;支持件间的水平直线距离一般为0.5m～1.5m,垂直部分为1.5m～3m,转弯或分支处为0.5m;
4.3.2.5转角处接地干线弯曲半径不得小于扁钢或铜排厚度的二倍;
4.3.2.6明敷接地线在其表面适当位置做好接地标记贴色标或做色环;
防雷引下线敷设
4.4.1防雷引下线暗敷设
4.4.1.1首先将所需扁钢或圆钢用手锤或钢筋扳子进行调直;
4.4.1.2将调直的引下线运到安装地点,按设计要求随建筑物引上,挂好;
4.4.1.3及时将引下线的下端与接地体焊接好或与断接卡子连接好;随着建筑物的逐步增高,将引下线敷设至建筑物屋顶为止;如需接头,则应进行焊接,焊接后应敲掉药皮并刷防锈漆现浇混凝土除外,并进行隐检验收,做好记录;
4.4.2防雷引下线明敷
4.4.2.1引下线如为扁钢,可放在平板上用手锤调直；如为圆钢可进行冷拉调直;
4.4.2.2将引下线用大绳提升到最高点,然后由上而下逐点固定,直至安装到断接卡子处;如需接头则应进行焊接;焊接后,清除药皮,局部调直,刷防锈漆及银粉漆;
4.4.2.3将接地线地面以上1.6m段套上保护管,并卡固及刷红白油漆;
4.4.2.4用镀锌螺栓将断接卡子与接地引下线连接牢固;
接闪器安装
4.5.1避雷针制作与安装
4.5.1.1避雷针制作
按设计要求的材料所需的长度分上、中、下三节进行下料;如针尖采用钢管制作,可先将上节钢管一端锯成锯齿形,用手锤收尖后,进行焊缝磨尖,刷锡,然后将另一端与中、下二节钢管找直,焊好;
4.5.1.2避雷针安装
先将支座钢板的底板固定在预埋的地脚螺栓上,焊上一块肋板,再将避雷针立起,找直、找正后,进行点焊,然后加以校正,焊上其它三块肋板;最后将引下线焊在底板上,清除药皮刷防锈漆及银粉漆;
4.5.2避雷网安装
4.5.2.1建筑物屋顶上有突出物,如金属旗杆、透气管、金属天沟,铁栏杆、爬梯、电视天线、冷却塔等,这些部位的金属导体都必须与避雷网焊接成一体;
4.5.2.2在建造物的变形缝处,应做防雷跨越处理;
4.5.2.3避雷网分明暗网两种,网格越密,其可靠性就越好;网格的密度应视建筑物的重要程度而定;重要的建筑可使用5m×5m网格；一般建筑物采用20m×20m网格即可;如果设计有特殊要求应按设计要求去做;
4.5.3避雷带均压环安装
4.5.3.1避雷带可以暗敷设在建筑物表面的抹灰层内,或直接利用结构钢筋,与暗敷的避雷网相焊接;
4.5.3.2利用结构梁内的主筋或腰筋与预先准备好的约20cm的连接钢筋头焊接成一体,并与柱筋中引下线焊成一个整体;
4.5.3.3在建筑物外沿金属门窗、金属栏杆处甩出30cm长Φ12镀锌圆钢备用;
4.5.3.4外檐金属门、窗、栏杆、扶手等金属部位的预埋件接点不小于2个,与避雷带预留的圆钢焊成整体;
工程交接验收
4.6.1在验收时应进行以下检查:
4.6.1.1整个接地网外露部分的连接可靠,接地线规格正确,油漆完好,标志齐全明显;
4.6.1.2避雷针带的安装位置及高度符合设计要求;
4.6.1.3供连接临时接地线用的连接板的数量和位置符合设计要求;
4.6.2在验收时应提交下列资料和文件：
4.6.2.1变更设计部分的实际施工图；
4.6.2.2变更设计的证明文件；
4.6.2.3安装技术记录包括隐蔽工程检查记录等；
4.6.2.4试验记录接地电阻测试记录；
5、质量要求
人工接地体应符合以下规定：
5.1.1接地体顶面的埋设深度不应小于0.6m,角钢及钢铜管接地体应垂直配置；
5.1.2垂直接地体长度不应小于2.5m,其相互之间间距一般不应小于5m；
5.1.3接地体埋设位置距建筑物不宜小于1.5m,遇有垃圾、灰渣等地,埋设接地体时,应换土,并分层夯实;
室外接地干线应符合以下规定：
5.2.1接地线的连接应采用焊接;焊接处焊缝应饱满并有足够的机械强度,不得有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷,焊接处的药皮敲尽后,刷沥青做防腐处理;
5.2.2搭接焊的焊接长度规定如下：
5.2.2.1镀锌扁钢或铜排不小于其宽度的2倍,且至少3个棱边焊接两长一短,敷设前需调直,煨弯不得过死,直线段上不得有明显弯曲,并应直放限于人工接地体间接地干线的敷设;
5.2.2.2镀锌圆钢或螺纹钢筋与镀锌扁钢或铜排连接时,其长度为圆钢直径的6倍;
5.2.3镀锌扁钢或铜排与镀锌钢管或铜管、角钢焊接时,为了连接可靠,除应在其接触部位两侧进行焊接外,还应直接将钢铜管本身弯成弧形或直角形,与钢管铜管或角钢焊接;
5.2.4接地干线应设有为测量接地电阻而预备的断接卡子,并做好接地标记;
采用降阻剂降低土壤电阻率时,所用材料应符合下列要求：
5.3.1对金属腐蚀性较弱;
5.3.2水溶性成分含量低;
防雷引下线敷设应符合下列规定：
5.4.1明敷引下线必须在距地1.5m～1.8m处做断接卡子一条引下线者除外;断接卡子所用镀锌螺栓的直径不得小于10mm,并需加镀锌垫圈和镀锌弹簧垫圈;
5.4.2利用柱内主筋作引下线时,每条引下线不得小于2根主筋;
5.4.3现浇混凝土内敷设引下线不做防腐处理;
5.4.4引下线沿建筑物外墙敷设,从接闪器到接地体,引下线的敷设路径应尽可能短而直;
5.4.5引下线的固定支点间距离不应大于2m,敷设引下线时应保持一定松紧度;
5.4.6引下线应躲开建筑物的出入口和行人较容易接触到的地点,以免发生危险;
材料的质量符合设计要求,接地装置的电阻值必须符合设计要求;
接至电气设备、器具的可拆卸的其它非带电金属部件接地接零的分支线必须直接与接地干线相连,严禁串联连接;检测方法：实测或检查接地电阻测试记录,观察检查或检查安装记录;
避雷针网及其支持件安装位置正确、固定牢固、防腐良好、针体垂直,避雷网规格尺寸和弯曲半径正确；避雷针及支持件的制作质量符合设计要求;设有标志灯的避雷针灯具完整,显示清晰;避雷网支持件间距均匀,避雷针垂直度的偏差不大于顶端针杆的直径;检验方法：观察检查和实测或检查安装记录;
接地接零线敷设
5.8.1平直、牢固、固定点间距均匀,跨越建筑物变形缝有补偿装置,穿墙有保护管,油漆防腐完好;
5.8.2焊接连接的焊缝平整、饱满、无明显气孔、咬肉等缺陷；螺栓连接紧密牢固,有防松措施;
5.8.3防雷接地引下线的保护管固定牢固；断接卡子设置便于检测,接触面镀锌或镀锌完整,螺栓等紧固件齐全;
接地体安装位置正确,连接牢固,接地体埋设深度距地面不小于0.6m;隐蔽工程记录齐全、准确;
允许偏差项目
5.10.1搭接长度扁钢≥2b；圆钢≥6D；圆钢和扁钢≥6D；注：b为扁钢宽度；D为圆钢直径;
5.10.2扁钢搭接焊接3个棱边2长1短检验方法：尺寸检查和观察检查;
6、产品保护
安装好的接闪器、引下线、接地装置等,不管明暗,严禁作为吊装、攀登锚固受力如缆风绳拉点等；更不能随意将其切断,或以外力使其变形等;
接地体
6.2.1其它工种在挖土方时,注意不要损坏接地体;
6.2.2不得随意移动已经绑好的结构;
6.2.3安装接地体时,不得破坏外墙装饰;
支架
6.3.1剔洞时,不应损坏建筑物的结构;
6.3.2支架固定后,不得碰撞;
防雷引下线明暗敷设：
6.4.1安装保护管时,注意保护好土建结构及装修面;
6.4.2拆架子时,不要碰撞引下线;
避雷网敷设：
6.5.1不得损坏外檐装饰
6.5.2避雷网敷设后,应避免砸碰;
避雷带与均压环,预甩扁钢或圆钢不得超过30cm;
拆除脚手架时,注意不要碰坏避雷针,不得在避雷针上架设低压或通讯线;
接地干线安装
6.8.1电气施工时,不得磕碰及弄脏墙面;
6.8.2喷浆前,必须预先将接地干线用纸包好;
6.8.3拆除脚手架或搬运物件时 ,不得碰坏接地干线;
6.8.4焊接时注意做好保护墙面措施;。