六冶（郑州）科技重工有限公司
摘要：相比建筑工程电气施工，厂房因面积大，电气布线及电气设备更加复杂，更易遭受雷击危害，存在一定的火灾隐患。在开展厂房电气工程实践时，要围绕防雷电气接地系统，做好防雷接地装置及元器件的施工质量管控。本文结合相关实例，分析厂房电气工程防雷电气接地施工的技术要点及步骤，希望可以起到相关参考借鉴作用。
关键词：厂房；电气工程；防雷电气接地；方法要点
工业厂房施工中的电气施工占据重要比重，其有着比建筑工程电气接地更加复杂多样的接地技术形式。为了避免厂房遭受雷击，厂房电气工程要做好防雷电气接地系统的施工、测试及验收，确保防雷电气接地系统及配件得到科学合理有效地设计并连接[1]。
一、厂房电气工程防雷电气接地系统概述
在建筑工程及厂房设施施工中，电气防雷接地系统是保护厂房设施长期使用的分部工程，属大型工业厂房施工中的关键技术之一。厂房在结构空间及占地面积上较大，需要极高的防静电及抗干扰性能，而厂房防雷系统功能表现与厂房内部设备使用年限紧密相关，一旦出现功能不符要求或电气接地处理不妥，会同步造成厂房漏电、短路或网络控制设备受损等问题。从技术组成上看，厂房电气工程防雷电气接地系统包括了防雷接地、防静电接地、电源供配电系统接地、电子设备设施接地及电气保护接地等内容。
二、结合案例分析厂房防雷电气接地系统施工技术要点
（一）案例概述
某工业厂区A钢材连轧生产线工程在工业新区规划设计中需改造施工全自动生产厂房B，B厂房总建筑面积为31467.08㎡，厂房分四栋五层设计，除厂房主体外，另有连廊、门卫、操作间、主轧跨、主电室、机修间、压辊间等附属建筑物，主体及附属建筑物集中设计，电气系统考虑到厂房实际情况，以TN-S系统为主。主厂房主要采用屋面梁架与钢柱钢铰接，基础与柱脚刚接的多跨刚接框架形式。施工内容除了主体和附属设施施工外，主要涉及到电气照明和厂房防雷接地安装。工程部成立了专项施工管理组织机构，明确各部位人员及责任，分配电气施工班组主要负责防雷接地系统的安装、调试及试运行，通过有效的控制措施，保证了厂房防雷接地系统施工的进度及质量。
（二）厂房防雷电气接地系统施工技术要点
1.厂房电源供配电系统接地施工
B厂房采用TN-S系统，电气系统变压器采用中性点接地措施，分设中性线及PE保护线，并采用二类防雷保护措施，如此达到安全性及经济性目的。采用三级保护设计配电保护接地系统。在厂房变配电室中的低压侧母线装设电涌保护器，将避雷器安设高压侧，采用一级保护方案。针对厂房配电柜采用三级保护，装设电涌保护器，确保金属外壳部位与防雷接地系统可靠连接。低压系统采用TN-S接地形式，通过电缆埋地敷设，电缆钢管及金属外壳（皮）与接地装置在入户端部位进行连接，加装避雷器于变压器中性线部位并直接接地。需注意，电源供配电系统中性线和保护线应做到严格分开[2]。
2.厂房电气保护接地施工
B厂房电气施工采用TN-S系统，用直接电气连接方式处理厂房电气系统与电气设备不带电金属外漏部分之间的接地点。在电气保护接地的技术原理上，当存在厂房设备触电危险时，如带电相线出现绝缘损坏并与设备外壳碰触时，故障相线经过厂房设备外壳形成对地线的单相短路，因短路电流较大，可触发低压断路器或熔断器等电气保护装置电路切断动作。由于B厂房面积大，安装大量钢板制作加工生产线设备，此类设备多具备金属外壳，接地要求较高。为此，电气施工组通过以下措施对设备进行保护接地：①确定电气保护接地设备类型，如电气控制屏、电力配电柜、高压开关柜、移动用电机具、电力变压器的金属外壳及框架；电力线路桥架、金属接线盒、金属护套管、铠装电缆金属外皮等。②采用扁钢或钢导线作为保护接地连接线，确保电气通路可靠连接。B厂房接地干线选用冷镀锌扁钢，规格数量为40×4，连通相邻柱基础主钢筋形成接地网，设置小于1Ω的接地电阻。扁钢和扁钢搭接头长度大小为扁钢宽度2倍，焊接采用三棱边方式，确保牢固均匀焊接，涂刷沥青进行防腐。③使用钢柱直接引下厂房屋面防雷网，焊接钢柱及钢柱基础引出的接地钢筋，形成接地网，设置小于1Ω的接地电阻。使用2根φ16mm的承台基础柱钢筋与钢柱进行成网焊接。④安装接地扁钢。根据规定确定扁钢埋设方式及埋设深度。连接扁钢接地干线时，搭接长度超出扁钢宽度2倍，遵循两长边一短边的焊接原则。厂房柱基础接地，用钢柱作为防雷引下线，使用φ16的圆钢连接承台钢筋、地圈钢筋及建筑主筋。
表 扁钢埋设方式及深度
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图 电气钢管及设备接地施工示意图
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3.厂房等电位连接施工
厂房等电位连接施工也是防雷接地施工的重要内容，该部分施工可分为总等电位及局部等电位连接[3]。针对厂房电源进户部位，PE干线、接地干线、水管、暖管、气管、空调管等进行连接，使其保持同一电位，从而对故障电路进行及时切断以起到防护作用，这一方式为总等电位连接。针对厂房局部，如金属管构件等，对其进行二次相同连接，达到预定防护目的，这一方式为局部等电位连接。B厂房考虑到电气设备多，有反击电压或跨步电压产生的可能，使用了总等电位连接方式，以降低雷击基于电网系统的损害程度。
4.厂房联合共用接地系统施工
B厂房主体及附属建筑设施部分与法拉第笼保持良好连接，施工组有效加以利用，采用联合共用接地系统施工方案，预防各接地线之间的电位差，感应过电压概率大幅下降直至消除。B厂房的钢筋操作间等部位在做好电气连接后进行混凝土浇筑。混凝土构件钢筋被施工组确定为接地极和引下线，并遵循如下几个施工要点：①采用连接件打焊方式连接厂房地板钢筋，钢筋规格选用同板内钢筋。②采用连接件打焊方式连接主筋，不对连接件钢筋作同一规格要求。③采用圆钢或扁钢连接厂房柱内主筋及避雷带。④柱部位预留接地端子，将其与地坪金属线进行连接，借助柱内主筋及接地极，静电可以经由接地极泄出。⑤B厂房内还分布有部分电子检测设备，施工组将电子检测设备连接到接地端子，再连接总接地干线，连接材料为铜线，接地电阻小于10Ω。
5.厂房防雷接地施工
B厂房电子设备较易遭受雷击电磁脉冲危害，为此确定采用联合接地系统作为防雷接地方案，厂房及附属设施接地线外接基础及室外接地装置。接地电阻设置为＜1Ω。在接闪器安装施工上，以金属屋面作为接闪器导体，采用冷镀锌扁钢作为避雷带，根据规范进行焊接，为更好地发挥接闪器作用，设置另一个屋面接闪器，采用金属圆钢，规格为10m×10m，接闪器和防雷引下线进行可靠连接。在防雷引下线施工中，一般将其与厂房结构主钢筋焊接，设置不少于2根的防雷引下线，其跨度大小应≤18m，清晰标识。在接地装置施工上，主要用于将雷电流进行引流并传导，直至在大地上中和。这一环节施工要重点关注接地电阻阻值，根据施工图纸要求焊接B厂房接地体钢筋，使其形成环形闭合体，与厂房柱内引下线钢筋加以焊接。在土壤内埋设的人工水平及垂直接地体采用φ10mm的热镀锌圆钢，人工垂直接地体长度及间距分别为2.5m，5m。定期检查接地体腐蚀情况，焊接接缝时确保焊缝饱满且具备规范的搭接长度[4]。
结语
在社会经济发展带动下，我国工业生产总值逐年攀升，工业园区数量及规模大幅扩展，规模面积较大的工业厂房施工趋于频繁。厂房电子施工中的防雷接地系统施工是一项系统性专业性工程，在具体施工时要结合厂房特点及设施种类，对防雷接地各分项工程进行安装质量管控，以确保厂房能够在长久使用中发挥自身防雷接地的功能。
参考文献：
[1]马建军.厂房电气工程中防雷电气接地系统的施工简述[J].机电信息，2017，（12）：104-105.
[2]邹彦德.关于厂房、办公楼电气安装工程的质量控制与管理[J].建筑工程技术与设计，2017，（10）：2969，2965.
[3]刘中，唐思源.某科研厂房电气消防系统安全性鉴定[J].江苏建筑职业技术学院学报，2019，（2）：27-29.
[4]李映辉.建筑电气工程中防雷接地系统的施工技术[J].消费导刊，2017，（37）：238.