高层建筑防雷接地设计

小议高层建筑防雷接地设计

【摘要】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，现代建筑的防雷问题已成为迫切需要解决的问题。本文介绍了防雷接地的方式、要求及设计方法等方面的内容，希望可以可以为同行提供一定的参考，以达到减少雷电对高层建筑的伤害的目的。

【关键词】高层建筑，防雷接地，设计

引言

随着社会的发展，建筑物的规模不断扩大，高层建筑内的电子设备越来越多，建筑物防雷接地系统广泛用于工业、民用建筑的安全保护，事关生命、财产、设施设备安全，又是隐蔽工程，所以一向被列为工程施t中的主控项目，不论是设计还是施工都应当严格按照设计规范和施工工艺标准进行。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尤为重要。

一、防雷接地系统的概念及工作原理

从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装簧称为接地装置。它的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地异种电荷中和。

目前，国际国内防雷理论和下程界比较流行采用共用接地和等电位连接。共用接地就是把同一建筑物内的许多不同性质的接地装置如防雷接地、电气安全接地、交流电源丁作接地、通信及计算机

接地统统地连接在一起，使之成为一个等电位体。等电位连接是把建筑物内附近的所有金属物，如混凝土内的钢筋，自来水管、煤气管及其它金属管道、电力系统的零线等等用电气连接的方法连接起来(焊接或者可靠的电气连接)，使整座建筑物成为一个良好的等电位体。当雷电来袭时，由于建筑物内部及其附近基本上做到等电位，因而不会发生建筑物内部的设备被高电位反击和人被雷击的事故。

二、防雷接地的重要性及方式

(1)防雷与接地是关系建筑物及人身生命安全的头等大事，雷击时有强大电流通过，产生机械力和热效应，破坏建(构)筑物和电气设备。但是在监理过程中，经常遇到施工或相关专业人员对防雷接地重视不够，认为其技术性不强，工艺较简单，范围又窄小，往往在施工中出现不规范作业或纰漏，也未能引起人们的警觉。因此，防雷与接地隐蔽工程的设计尤为重要。

（2）在建筑设计中规定了建筑物设防要有多种防雷接地的要求，防雷的基本方法为“泄”和“抗”。一方面，要因势利导，使用接地的避雷设施，把雷电引向自身泄掉，以削弱其威力；另一方面，要求各种电气设备具有一定的绝缘水平或采取其他补救措施，以提高抵抗雷电破坏的能力。两者如能恰当地结合，并根据保护物的具体情况，灵活地采取措施，就可以防止或减少雷害，达到保证安全供电的目的。目前建筑工程常用的防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成，如图1所示。

三、防雷接地的要求

(1)信号地的处理：原则上不允许各变送器和其它的传感器在现场端接地，而都应将其负端在计算机端子处一点接地。但在有些场合，现场端必须接地，这时，必须注意原信号的输入端子(上双端)绝对不许和计算机的接地线有任何电气连接，而计算机在处理这类信号时，必须在前端采用有效的隔离措施。

(2)供电系统地：从抑制干扰的角度来看，将电力系统地和计算机系统的所有地分开是很有好处的。但从工程角度来看，在有些场合下单设计算机系统地并保证其与供电系统地隔开一定距离是很困难的，这时可以考虑能否将计算机系统的地和供电地共用一个，这要考虑几个因素：供电系统地上是否干扰很大，如大电流设备启停是否频繁，对地产生的干扰是否大，供电系统地的接地电阻是否足够小，而且整个地网各个部分的电位差是否很小，即地网的各部分之间是否阻值很小，弱电子系统的抗干扰能力以及所用到的传输信号的抗干扰能力。

(3)所有计算机接线涉及到的接地采用一点接地方式，大部分系统指出各种地在机柜内部自己分别接地，汇于一点，然后用较粗的导体(铜)将各汇地点朕起来，接到一个公共的接地体上。

(4)保护接地：系统的所有设备均有一个保护地，该保护一般在机柜和其它设备设计加工时就已在内部接好。cg必须将一台设备(控制站、操作员站等)上所有的外设或系统的cg连在一起。然后用较粗的绝缘铜导线将各站的cg连在一起，最后从一点上与大地接地系统相连。

三、防雷技术设计

（1）内部防雷设计

内部防雷系统主要是对建筑物内易受过电压破坏的弱电设备加装过电压保护装置，在设备受到过电压侵袭时，利用过压分流箝位等手段保护装置快速泄放能量，从而保护设备免受损坏。过压分流箝位的原理是在可能传导感应雷击电磁脉冲电涌的信号传输线端口和电源线端口并联或串联过电压防护装置。一旦由于雷电感应使电涌达到危及设备的阈值时，防护装置瞬间响应，将电涌电流泄流入地，从而将被保护端口的雷击电涌残压箝制在端口所能承受的数量级上，起到保护设备、减免雷害的作用。内部防雷分为弱电系统供电电源线路防雷和弱电设备通信端口信号防雷。

等电位联结

建筑物的避雷器引入了强大的电磁场变化，会在相邻的导线(电源线和信号线)上感应出雷\电过电压，因此，建筑物的避雷系统在防直击雷的同时，可能对电子设备引入了雷电干扰。一般计算机等电子设备的耐压≤100 v，故必须建立等电位联结，通过减小电位差来确保电子设备的安全。等电位联结的目的是当雷电袭击时，使建筑物内部和附近几乎处于等电位，对电子设备及系统和所处建筑物的各导电部分建立电位基本相等的电气联结，以减少各金属部件和各系统之间的电位差。

电源线路防雷系统

电源线路防雷系统主要是防止雷电波通过电源线路对智能建筑

内的计算机及相关设备造成危害。依照有关防雷工程试行草案，应采取分级保护、逐级泄流的原则。在电源的总进线处安装放电电流较大的一级电源防雷器，即b类过电

压保护器；在苇要楼层或重要设备电源的进线处加装二级(c类)或三级(d类)电源防雷器。

电设备各信号端口的防雷系统

由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量，因此要求网络通信设备能够承受较高能量的瞬时冲击，并在网络通信接口处加装防雷保护装置，以确保网络通信系统的安全运行。

在建筑物的不同防雷保护区交界处设置总等电位接地端子，每层楼设置楼层等电位接地端子，设备机房或设备间设置局部等电位接地端子。共用接地装置与总等电位接地端子连接，通过接地干线引至楼层等电位接地端子，由此引至

设备机房的局部等电位接地端子，局部等电位接地端子再与预留的楼层接地端子连接。防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置，称为共用接地体，其接地电阻值按接入设备中要求的最小值确定。

（2）外部防雷设计

外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防护直击雷，它是防雷技术的主要组成部分。外部防雷主要采用避雷针(避雷网、避雷线和避雷带)和接地装置(接地线、地极)加以保护。防雷接闪器是专门用来接收直接雷击电流的金属物。建筑物的房顶尤其是房顶上较