论对建筑防雷接地的探讨
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[摘要]本文通过介绍防雷接地及其有效操作流程，论述了防雷接地操作要点及注意事项。
[中图分类号] TU856 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-195-2
建筑物防雷永远是一个热门话题，它与人们的人身、财产安全息息相关。所以，建筑物在竣工验收时，防雷接地是一项必须的、重要的项目环节。但是，最近常听见有人总把防雷和接地混为一谈，其实不然，防雷一定要接地，而接地，不一定是为了防雷。笔者就此针对防雷接地和接地系统作简单的阐述。
1基本概念
1.1防雷接地
简单地说，防雷就是建筑物，通过预先设置的接闪器（突出屋面的金属物，如明装避雷带、避雷针），把雷电引入大地的一个过程，它可以有效地保护建筑物内部不受雷电打击造成损害。大家可能经常会看到，我们的建筑物屋顶四周的女儿墙，沿墙压顶有设置一道钢筋（通常是经热镀锌处理过的），这在建筑电气上称为明装避雷带，我们将刚性屋面或者结构层上的钢筋，和明装避雷带进行焊接连接，可以使屋面形成一定规格（一级防雷为5m×5m，二级防雷为10m×10m，三级防雷为20m×20m）的避雷网格，再将屋面避雷网与选定作为引线的柱筋进行焊接，再传入基础通过接地装置而引入大地。标高高于30m的建筑物，还应设置均压环（非屋面框梁或圈梁钢筋通焊一圈），可以有效地防侧击雷。直接设置避雷针的做法基本已经淘汰，因为避雷针的防雷模型可以看做是伞状防护，它会存在避雷盲区，也不能防侧击雷，但由于其引雷电的功能强大，在一级防雷的地区的建筑物就会采用避雷针、避雷带加设均压环混合安装做法。通过以上安装施工，我们人为把建筑物构成了钢筋避雷笼子，可以全方位的避免建筑物遭雷击时受到损害。
1.2接地系统
接地系统是建筑电气的一个难点，可以分大接地和小接地，小接地主要是经阻抗、容抗或感抗接地，而大接地是直接接地。我们这里主要从大接地的三相四线制和三相五线制进行阐述。三相四线制，TN-C系统，是除必须有的三根相线（电工学称火线）外，将中性线（电工学称零线）和保护中性线（接地线）合二为一，这样的系统，一旦发生漏电事故，漏电不能直接传入大地，可能会造成人身触电事故。三相五线制，TN-S系统，是除必须有的三根相线外，中性线和保护中性线严格分开，保护中性线是要进行接地连接的，所有的用电器金属外壳有效地与保护中性线进行连接，可以有效地防止漏电触电事故。我们常见的三孔插座和插头，其实并非三相380V电源，而是单相220V（两孔的其实也不是两相，是单相，两相是三相火线中选两根接入设备，因为线电压就是380V，就无需接入零线，如电焊机就是两相设备），插座最上端的孔是连接到保护中性线的，而用电器插头最上端的端头，是与用电器金属外壳进行连接的，这样，我们就可以把金属外壳所带的漏电，有效地传入大地，因为人体的电阻比电线电阻大出很多，电流基本不会从人体通过了。改进型的TN-C-S系统，省去了变电房至建筑物这一段的接地电缆，减少了造价。
2防雷接地装置的结构
无论是防直击雷或感应雷，最终都是通过接地装置将雷电流送入大地。所以，没有完善的接地装置是无法完成避雷任务的。
在防雷工程设计、施工、验收中，人们往往习惯单方面追求接地电阻的数值，将接地电阻的大小，作为衡量防雷工程质量的最重要指标，认为接地电阻越小，防雷效果越好，被保护的对象就越安全。对避雷系统接地装置的接地电阻值有一定的要求是无可非议的，因为接地电阻越小，散流越快，落雷物体高电位保持时间就越短，危险越小，以至于跨步电压、接触电压也越小。然而，理论和实践证明，接地网的结构较接地电阻更应受到重视。
随着科学技术的飞速发展，人们对现代建筑物这一名词已不陌生。所谓现代建筑物，即标志着建筑物内有供电、计算机、通讯等系统在运行。为了这些系统的安全运行，往往需要多种类别的接地装置，怎样合理、科学的处理其相互关系也就成为不可回避的问题。
2.1独立接地已基本被取代
独立接地是指需要接地的系统分别独立地建立接地网，且各接地网之间要求有足够的距离。这种接地方式在50和60年代较多采用，原因是各接地系统之间不会造成相互干扰，这一特点在通讯系统中显得尤其重要。但近年来这种独立的接地方式除非在特别危险的环境下必须采用外，在绝大多数情况下，均采用共同接地方式。 以上是独立接地逐渐被取代的根本原因。
2.2一点接地及干扰分析
设置独立接地系统的一个主要的原因，是为了避免信号干扰和消除“噪音”。理论和实践证明，不采用独立接地方式，上述问题也是可以得到圆满解决的。
60、70年代，“干扰”也被称为无线电干扰，因为绝大多数电子噪音和干扰信号均在无线电频段内。随着科技发展，大量的电子计算机、数字技术、逻辑电路在人们的日常生活和工作中被采用，干扰的定义也被引申为“电磁干扰”。
电磁干扰可分为导电性电磁干扰和辐射性电磁干扰，前者的干扰能量是通过线材或电缆从一个电路传送到另一个电路的。减少导电性电磁干扰的途径是通过电路的合理设计、采用滤波器和电路的合理接地来实现；辐射性电磁干扰的干扰能量是通过空气中的电磁场传送的。通常在设计电子设备外壳、箱体以及布置设备的线路、接地线时，通过选用理想的屏蔽材料、构造技术和合理布置设备的线路、接地线，以及采用科学的接地技术来减少辐射性电磁干扰。由此可见，做好接地是有效防止电磁干扰的重要途径。
低频干扰绝大部分是通过线路互相耦合而来的，即所谓共阻耦合。当两个电路电流流经一个公共阻抗时，一个电路上的电流在这个公共阻抗上形成的电压会影响到另一个电路，这就是共阻抗耦合。
2.3环形接地和等电位连接
环形接地网就是把接地体沿建筑物周围围成一个闭合环。这样的接地网可以使界面以内的电场分布比较均匀，减少跨步电压对人的危害，也可减少室内在被雷击时，由于地面电位梯度大产生对设备高电压反击的危险。
等电位连接是把建筑物内所有金属物，如混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管，以及其它金属管道、机器基础金属物和大型的埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、防雷建筑物的接地线，统统用电气连结的方法连接起来（焊接或可靠的导电连接），使整个建筑物空间成为一个良好的等电位体。当雷电袭击的时候，在这建筑物内部和附近大体上是等电位的，而不会发生内部设备被高电位反击和人被电击的事故。此外，在电力线、电话线、电视信号电缆、电子计算机讯号传输线等，一切与外界有联系的金属线都要接上合理的过电压保护装置（避雷器），且装置要与建筑物的防雷接地装置直接进行电气连结，使之成为等电位（实际上是准等电位，因为正常时各导线之间的电位差和雷击时的残压与雷电压比较是微不足道的，所以一般把这样的连接也称为等电位连接）。
由于采用等电位连接，不但使建筑物及其内部的设备防雷能力大大提高，也可以放宽对建筑物接地电阻的要求。这样可减少建设投资，减低施工难度，尤其是在干旱、沙漠和山地土壤电阻率高的地区更为重要。
2.4基础接地体的应用
基础接地体的应用存在各种不同的看法：有些人认为，在基础内的钢筋被混凝土包住，就不可能与大地沟通，这样怎样起接地体的作用呢？事实上干燥的混凝土是很好的绝缘体。而含有水分的混凝土却是另一种情况。在制造钢筋混凝土基础的过程，硅酸盐水泥和水互相作用，干涸后，混凝土中存在许多细小的分支毛细管。基础的混凝土保持与含水分的土壤接触时，毛细管将水分吸到混凝土里，因而降低了混凝土的电阻率。
从上表实测数据可以看出，钢筋混凝土基础作为接地装置是有利的。较大的楼宇采用基础接地体后的接地电阻一般都能满足要求。若较小的钢筋混凝土建筑，使用它的柱梁结构的埋地钢筋混凝土做接地网，即使它的接地电阻达不到足够小，需要加埋人工接地体补充，这起码也能够起到减少人工接地体的数量，节约投资，是一件有益无害的好事。但有些钢筋混凝土确实不能作为接地装置，如防水水泥，铝酸盐水泥，矾土水泥，以及异丁硅酸盐水泥等，以人造材料水泥做成的钢筋混凝基础，不能做接地装置。
3结语
总的说来，防雷接地是为了使建筑物在雷电打击避免被雷电造成损失，而接地系统则是为了防止用电器金属外壳带电伤人，它们最终需要用导体连接到接地装置，排除安全隐患。这是笔者从事两年建筑电气施工的一些见解，希望对读者有一定的帮助。
参考文献
[1]张静静，郑鸽.防雷检测工作探讨[J].现代农业科技，2011，10.
[2]零磊，范林林，高文强.防雷检测工作中的常见问题和注意事项[J].科技传播，2012，01.