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摘要:目前,随着经济飞速发展的同时,我国的工业化建设的发展也有了相应的提高。城镇化进程不断加快,建筑电气提出了更高的设计要求,防雷接地设计的地位日益突出。如果建筑受到雷击,就会直接威胁到建筑自身及居民生命与财产安全。所以为了确保建筑、设备及居民安全,工业建筑接地设计中,要综合考虑内外部防雷需求,加强接地设计,增强周边环境与建筑安全性,在此基础上,降低雷击事故发生概率。
关键词:工业建筑;接地设计;要点分析
引言
我国建筑物在电气安装接地施工中,施工方通常会将建筑物内部基础地板钢筋作为电气安装接地中的自然接地体,同时会利用建筑物结构柱或是建筑物剪力墙内的结构主筋作为建筑物的防雷引下线,施工人员在建筑物防雷引下线的施工过程中,需要确保每一根防雷引下线不少于两根主筋与自然接地体进行连接,施工人员还需要对建筑物主体结构工程进行逐层焊接,这样就可以将引下线进行整体串联,与房屋屋顶的避雷带进行连接,保证建筑物内部的防雷引下线可以正常使用。
1雷电发生的原因与危害
大气环境中,雷电属于一种放电现象,云气象中,积雨云与雷雨云是雷电形成的主要因素。现阶段,对于雷雨云成电学说,国际上主要有3种,即感应起电、温差起电及大水滴与冰晶破碎起电。其从不同角度对上正下负电荷结构的雷云雨进行了分析,为人类探索自然奥秘提供了保障。电子强电场作用下,空气中产生电子雪崩,在此过程激发态原子形成,迸射出能量高的光子,光子能量超过气体分子电离能情况下,光子影响下,气体分子形成光电离,产生大量正离子与电子,由此构成新电子雪崩源,对电子雪崩与光电离过程进行重复,由此形成的海量电子流称为流光,其速度明显高于电子雪崩。流光过程,也是闪电放电的过程。闪电主要包含:云闪、地闪与特殊性球闪等3种,其中地闪的破坏力是最大的,一次地闪是在地面闪击点瞬间释放雷云雨蕴含的能量,短短几十μs的时间内,却能产生高达几十到几百kA的雷电流,形成上万伏的电势差。雷电流热效应能熔化接闪点较小的金属,或树木等非金属内部水分快速蒸发,形成爆炸灼烧。同时,雷电流还会引起冲击波与次声波等危害,地面建筑物放电后,雷电流产生局部高电势,其极大峰值与陡度也是强大电磁场形成的重要因素,由此感应电流形成,高电势与大感应电流也会严重危害到建筑及其内部设备,设备可能被击坏,埋下了火灾隐患。雷电流破坏力直达,因而工业建筑接地设计中,防雷系统设计备受重视。
2建筑电气安装接地施工中的基本规定
在进行建筑电气安装接地施工过程中,施工方需要遵守以下6点规定:第1点,在建筑电气安装接地施工过程中,接地装置掩埋深度要距顶部位置大约在45~60厘米,安装中钢管和角钢接地极应当垂直配置,确保接地部件的稳固性。第2点,在建筑电气安装接地施工过程中,对于接地装置的安装位置需要距离建筑物90~160厘米,在建筑物的特殊地段安装接地装置时,施工人员还需要将接地处的土层进行夯实后才可以进行安装。第3点,在建筑电气安装接地施工过程中,接地区域的垂直长度需要维持在220~250厘米,在进行接地设计的过程中互相之间的夹角间距通常要保持在4~5米;接地的装置需要掩埋在建筑物的出入口处,同时接地装置需要与出入口处的人行道距离维持在2.5~3米之间,在人行道的接地处需要采用均压带法在接地装置20~30厘米处铺上一层厚度在55~95毫米的沥青层。第4点,在建筑电气安装接地施工中,施工人员需要通过焊接法来连接接地干线,对于焊接处需要确保焊缝饱满圆滑,焊缝具备一定的机械强度。施工人员需要避免在焊接过程中出现虚焊、裂缝、夹渣等相应的问题,在焊接完成后施工人员需要将焊接处的焊渣进行去除,然后刷上一层沥青对焊缝进行防腐处理。
第5点,在进行建筑电气安装接地施工中,接地干线要距离地面表层200~250毫米,接地干线距离墙面位置需要维持在8~10毫米,接地干线使用过程中的支持部件要采用40×40毫米或45×40毫米的扁钢,将扁钢的尾部要制成燕尾状,扁钢区的入孔深度和宽度要维持在40~50毫米,总长度需要控制在60~70毫米,扁钢安装过程中的支持部件的水平位置需要控制在1~1.5米,拐角转弯部的位置需要控制在0.5~0.7米。第6点,在建筑电气接地引下线安装过程中,当接地干线需要明设穿墙时,施工人员应当在接地干线上方套上套管保护层,对接地干线进行保护。当接地干线跨越伸缩缝时,施工人员还应当做好煨弯补偿工作来保证接地干线的使用性能。
3工业建筑接地设计要点分析
3.1接地电阻
对于接地装置而言,其接地电阻为接地极与自然接地极间的对地与接地线电阻间的总和。接地装置对地电压与接地极流入地电流间的比值为接地电阻数值,根据接地极地流中工频交电流,计算其电阻,得到的结果为工频接地电阻;根据接地极流入地冲击电流,计算得到的接地电阻,属于冲击接地电阻。埋入地下与大地直接接触的不同金属导体构件、景观、建筑钢筋混凝土基础、金属管道与设备等属于接地极,大量实践证明,无论接地电阻大小,其对UI接地系统效果有着直接性的影响。土壤有较高的电阻率,工业项目建设中,首先要降低该区域土壤电阻率。为降低接地电阻,一般通过改变土壤湿度,降低接地电阻,土壤湿度为酸碱与细菌游离物腐蚀创造了条件。为提高土壤导电性,将导电介质加入土壤中,其具有一定的化学腐蚀性;电位差也会引起点腐蚀,工厂产品渗入土壤,引起酸碱腐蚀问题。此种情况下,低接地电阻与腐蚀性之间出现矛盾。实际设计中,要了解其平衡点,合理选择接地电阻降低方法与材料,确保其抗腐蚀性,为接地系统稳定运行提供保障。接地电阻降低方法主要包括降阻剂与接地模块、换土、接地网面积的扩大、深井、爆破及接地极增大等,这些方法是比较常用的。采用降阻剂、接地模块与换土方法时,施工成本高、难度大,降阻效果差强人意,随着时间的推移,水土逐渐流失,无法获得预期降阻效果。接地网面积的增大也是比较常用的一种方法,但其降阻效果有限,面积扩大一倍,接地电阻才会降低近30%。部分厂区面积有限,应用该方法无法保障接地电阻降低效果。深井与爆破法,在地质条件恶劣、技术难度大、危险与施工成本高的地区,比较常用。接地极占地面积不大、施工方便、有持久而稳定的降阻效果,因而应用于各种环境中。但接地极与土壤接触范围不大,泄流效果有限,各接地极间要有一定距离,以此预防电流反击,因而厂区范围内,不能无限度地增加接地极。
3.2接地系统中PE线的应用
在低压配电接地系统中,PE线也发挥着十分重要的作用。电气设备外壳、接地装置之间使用PE线进行连接,作为一个导体,PE线可以对接地线、中性线进行保护。在接地系统之中,PE线应充分发挥支持电流运输、保护电气设备的功能,从而有效保护其强度,且要确保PE线、电气设备之间可以相互协调,有效控制感应数值、稳定数值,确保感应数值、稳定数值始终稳定,以预防漏电火灾事故的发生。与此同时,应确保PE线承受能力良好,若是接地保护层发生故障,则需要承担接地保护效果的便变成了PE线,PE线应当将安全电压控制在电气设备电压之下。低压配电系统施工中,应对配电带线、PE线进行同步铺设,以达到接地保护的目的,并尽可能地减少接地系统由于受到外界因素干扰而出现的故障。
结语
综上所述,目前IT系统、TT系统以及TN系统是建筑电气系统中低压配电接地系统的主要类型。不同类型的低压配电系统适用范围不同,且各有优势与缺点,因此对接地系统的要求也有所不同。对于建筑电气低压配电接地系统来说,应充分考虑建筑电气系统的实际情况、用电特点等因素,对接地系统的类型进行合理选择,以保障电气系统的安全、稳定运行。
参考文献:
[1]黄森.高层建筑电气安装接地施工技术分析[J].建筑工程技术与设计,2014(32):756.
[2]李就明.高层建筑电气安装接地施工技术分析[J].科技致富向导,2012(24):346-346.