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摘要:现代建筑物均安装功能各异的电气设备,电气设备接地安装是极其重要的环节,接地措施如果做得不到位,就会引起各类电气事件,甚至造成额外损失,因此建筑物的接地尤为重要。建筑物接地包括各种电气设备、配电箱(柜)、金属管道、金属罐体及金属水箱等导电部分经接地线与大地作良好的连接导通,而最直接接地的措施就是防雷系统接地,含接闪器、引下线及基础接地网。本文对建筑电气的防雷接地技术进行探讨。
关键词:建筑电气;防雷;接地技术
1建筑电气及防雷接地存在的问题及解决办法
1.1建筑配电设备线路接地存在的问题
建筑配电设备线路接地存在的问题有如下几点:①电线穿管时损伤导线绝缘层发生漏电。②设备外壳与接地扁铁搭接不牢靠,防腐不到位。③接地线安装不规范,接地线进电箱后没有用专用螺栓固定,存在松动现象。④导线接头不按规范操作,接触电阻超过限额。⑤未按设计规定线径安装接地线,随意找软线搭接。解决办法:①管内穿线前疏通管道,保证管内无异物堵塞,穿线过程要做好管口检查并加好保护口,理顺电线绑扎在穿线器上,穿线过程用力均匀,不得用力过大,以免损伤导线和绝缘层。②金属水箱及发电机组等接地线采用扁钢焊接固定,且在焊接处刷防腐漆两道,防止生锈脱落。③接地线进配电箱后要与零排及相线排保持距离,并用大小合适的螺栓固定牢靠,不得存在松动现象。④接地线是否压接线耳一般以导线截面面积10mm2为分界点,小于10mm2的铜线可直接接到设备的接线端子上,但多股线要搪锡后再接入端子。导线截面积大于10mm2须压接铜线耳后再用螺栓紧固入接线柱。严禁将多股线剪出部分铜丝后再接入接地端子。接好后检查端子接线螺丝是否存在没有拧到位及松动等现象。⑤施工中须区分地线和零线、相线的颜色,通常接地线选用黄绿双色线,相线采用黄色、绿色和红色3种颜色,蓝色线一般为零线。此外,要按照设计规定选择接地线,线径过小在漏电时易于烧断,起不到保护作用。配电线路绝缘保护层破损导致电线搭接到其他金属及非金属导体引起触电现象的情况较多,尤其是天花吊顶上方管线,如果电线没有套保护管,电线被鼠类撕咬后等发生绝缘层破坏,也会发生电路异常,漏电保护开关跳闸,引起断路或发生电气事故。所以配电线路一定要规范,电线安装保护套管,必要时设计安装金属保护套管。
1.2建筑防雷保护设施存在的问题及注意点
防雷接地系统安装中存在的问题有如下几个:①屋面高低不平,低层面漏装避雷带。②避雷带镀锌圆钢或扁铁搭接焊接的长度不符合要求,易脱落。③配电箱内没有安装接地排,设备配电线无接地线。④焊接部位防腐没有做到位,经风吹雨淋后锈蚀脱落不导通。⑤支架脱落或断裂,整条避雷带移位,失去应有防雷功能。⑥过伸缩缝没有安装补偿装置,冷热不均,拉坏避雷带。预防措施:①在建筑屋面不在同一平面上时,较低屋面也须安装避雷带且安装引上线与较高层避雷带导通,此外在凸出屋面的烟囱、排风口等设施上要安装避雷针。②避雷带安装做到横平竖直,两连接点搭接处长度必须满足要求,圆钢搭接长度为其直径的12倍,扁钢搭接长度为其宽度的6倍。搭接处焊接饱满光滑且做好二次防腐措施。③安装配电箱前要检查配电箱内接地装置,如漏装接地排须加装,配电设备外壳必须有接地线连接到箱内接地排。④避雷带焊接部位做好刷防腐漆,且不少于两遍,其他做好热镀锌。⑤做好避雷带支架预备工作,底部膨胀螺钉固定牢固,支架做好防腐。⑥当避雷带跨越建筑物伸缩缝时要设置补偿装置(如图1所示)。
图1 屋面避雷带补偿装置
1.3建筑雷击防护措施
通常采用避雷针、避雷带、避雷线、避雷网或金属物件作为接闪器,将雷电流接收下来,并通过作为引下线的金属导体导引至埋于大地起散流作用的接地装置再泄散入地。
(1)电源性防雷。普通建筑电源性防雷常见安装于单元楼层集中安装的电表控制箱,一般安装开关型防雷器,当雷电通过外面线路进入电箱时,防雷器电阻值降低,允许短时大电流通过,有效防止表箱内电表等设备遭到雷击损坏。
(2)等电位联结。建筑住宅安装等电位系统,目的是减少室内各系统之间的电位差,通过圈梁内主筋作为连接线,形成闭合环路,再用热镀锌扁钢焊接引到室内等电位盒,室内金属管道、金属门框、金属窗、电缆桥架及设备主机外壳等均通过接地线引入至等电位盒。
(3)信号系统防雷。住宅楼层信号系统包括楼层广播、有线电视、中国移动、中国联通、中国电信等光纤网络线路及设备,通信网络的防雷主要采用信号防雷器。信号防雷器安装中要注意输入输出接口,不可接反,输入接外线,输入接入各用电设备,信号防雷器通过电子开关与接地系统连接导通。
(4)重复接地。在三相四线电路中,零干线一次或多次引接地线与大地导通,防止之前接地线故障引起触电事故。零线重复接地能够有效降低故障设备对地电压,在零线断开后,有效降低相线触碰设备外壳引起触电危险性。
1.4建筑高层防止侧击雷
《建筑物防雷设计规范》(GB50057—2010)中综合第4.2.4节第4款、第7款,第一类防雷建筑物从30m以内起每6m设一道;而对第二类和第三类防雷建筑物没有做出要求。《民用建筑电气设计规范》(JGJ16—2008)中对二类防雷建筑超过45m和3类防雷建筑超过60m其结构圈梁中的钢筋要求每3层焊接连成闭合回路作为均压环,并同防雷装置引下线连接。在设计上均压环应形成闭合圈,此闭合圈必须与所有的结构柱内引下线连接。要求每隔6m高度设一个均压环。均压环连接线与引下线焊接牢靠,并做好防腐蚀措施。结构水平圈梁内均压环钢筋之间的连接及钢筋分别与防雷引下线、等电位箱、金属门、铝合金窗及金属管道等之间的连接采用直径不小于10mm镀锌圆钢或25mm×4mm的热镀锌扁钢。利用结构钢筋贯通作为均压环,焊接处应双面焊接,焊接搭接长度不小于6倍最大钢筋直径,焊接处焊缝饱满,无夹渣、气孔等缺陷,且刷防腐漆。
2建筑接地电阻的测试
整个防雷接地系统安装完成投入使用前,必须进行接地电阻测试,测试合格方能投入使用,测试位置在建筑物引下线距离地面50cm的测试点进行,断开与避雷带搭接接地卡子,将导线连接到测试仪器(如图2所示),电流和电位辅助探测针应插在距被测防雷引下线同一方向20m和40m的土地,向下插入探针,保留地面探针长度为整个探针长度的1/3,其余插入土壤。测试前应正确校表,校表后再连接测试线,检查接线无误,水平放置测试仪器,均匀摇动手柄,以每分钟120圈转速,约1min表内电机速度稳定时,此时指针所指向的位置就是接地电阻的数值。测量接地电阻时禁止在有雷电或被测物带电时进行测量,仪表携带、使用时须小心轻放,避免剧烈震动。
图2 接地电阻测试装置
3存在火灾危险的建筑物内接地注意点
(1)减少接地电阻,在设备外壳接PE线的情况下,增加接地线,可采用热镀锌扁钢接入接地装置,同时选择有足够的导电率单独芯线作为接地线。
(2)确保接电线路贯通,金属管道及建筑物的金属结构全部接地,管道接头处敷设跨接线。
(3)增加接地点或接零点,对于一切电气设备所有金属结构部分,都进行接地和接零。
结束语
在当代城乡建筑业迅猛发展的今天,建筑大厦鳞次栉比,建筑防雷接地系统安装越来越显得重要,也随着科技的进步,它不仅要满足正常防雷系统、电气设备接地、安全用电等需求,而且要达到其便捷、节能、环保、美观的使用效果。
参考文献
[1]GB14050—2008,系统接地的型式及安全技术要求[S].
[2]周志敏.现代防雷实用技术[M].北京:电子工业出版社,2015.