简析高层建筑电气设计中的防雷技术黄妙松1刘博2

简析高层建筑电气设计中的防雷技术黄妙松1刘博2

1福建建工集团有限责任公司设计分公司福建省福州市350000;

2中建一局集团安装工程有限公司北京102600

摘要:随着建筑工程的不断增多,我国的高层建筑业在不断的发展,在实际的施工过程中,高层建筑电气设计中的防雷技术,对于建筑物的安全性能有着非常关键的作用。从高层建筑防雷接地处理的重要性着手,在对高层建筑防雷与接地设计要点进行充分分析的基础上,具体探讨了防雷及接地施工过程中需要注意的几个重要问题。

关键词:高层建筑;电气设计;防雷技术

引言

在人们的生活当中,常常会出现很多的自然灾害,雷电所引发的灾害是其中最为严重的一种。因此,在工程建设阶段,为了减小雷电造成的损害,常常采用一定的防雷接地技术进行处理,在以往的技术实践中,通常都是选用角钢作为接地极,这种材料易被腐蚀,在使用较短的时间后,对原本的性能造成了影响,使整个接地技术的稳定性降低,而且受环境的影响非常严重,常常会出现阻值较高的现象,达不到我国相关的安全标准中的规定。因此,近年来使用的防雷接地技术中,通常选用包钢,在一定程度上解决了上述存在的问题。

1高层建筑防雷接地处理的必要性

雷电是我国的主要自然灾害之一,雷电波通常以直击雷和感应雷两种途径袭击高层建筑,并在极短的时间内释放出大量的电压和电流,由此产生巨大的电效应、热效应及机械力,对高层建筑造成极大的破坏。所以高层建筑非常有必要做好防雷与接地工程的设计,保证在雷雨天气下高层建筑内部的通信设备、电气设备、电力设备以及计算机设备等的安全性,提高整个高层建筑的安全性。

2防雷接地的原理

防雷接地技术由三个部分组成,分别为接闪器、引下线与接地线,当雷电击打建筑物时,接闪器会将雷电吸引过来,并通过引下线与接地体传递到大地当中,从而对电气设备进行了保护。防雷接地系统使用的过程中,主要是根据以下原理完成的:首先,防雷接地设备给电气设备并联上一个小电阻,当出现雷击现象时,该电阻将电流进行了分流,使电气设备上的电压不是很高,不会对设备造成损坏。通过这一原理可以发现,在电气防雷技术应用的过程中,接地电阻、接地体以及接地方式是影响防雷效果的重要因素。

2.1减少接地阻值的方法

防雷接地技术应用的过程中,由于电阻材料会受到土壤因素的影响,使电阻的阻值偏高,导致其分流的能力减小,从而出现雷击现象时,对电气设备造成一定的影响。减小接地电阻的阻值的方法中,主要有以下几种:①对土壤进行更换,选择对电阻影响较小的砂纸黏性等土壤;②利用人工的方式,对现有的土壤进行一定处理,如在土壤当中混入相应的化学物质,增强土壤的导电性能;③对于深处电阻率较低的土壤来说,可以提高接地体的掩埋深度;④将建筑物附近的污水引入土壤中,利用污水降低接地电阻的阻值;⑤使用适当的降阻剂,降低接地电阻的阻值。

2.2防雷接地的方法与接地体的选择

当前阶段中,有很多方法进行防雷接地处理,如独立接地、共用接地等,这些接地方法具有不同的优势与特点,其中共用接地最为常见,该方法应用的过程中,就是将防雷接地与其他种类的接地方法结合到一起,安装到同一个接地设备上。根据接地点位的不同,又可以将其分为单点接地与多点接地两种类型.

3建筑电气安装中防雷接地的施工技术

3.1电源系统接地施工

某建筑物由四栋五层厂房、门卫、连廊等附属建筑物组成,总建筑面积33634.02mm2,建筑群体相对集中,主要采用了TN-S系统。系统的变压器中性点接地,电气系统的PE保护线和中性线分开设置,这种方式对于供电、保护均较为经济合理,其选择的原则和常规建筑基本一致。建筑物对于门卫等与主体建筑距离较远的零星单体建筑,采用了带PE线的五芯电力电缆进行供电,距离超过50m及以上的建筑物按照规范要求进行重复接地处理。

3.2电气保护接地和等电位连接施工

建筑物采用TN-S系统,电气设备的小带电金属外露部分与电力系统的接地点之问采用直接电气连接。当带电的相线因绝缘损坏而碰到设备外壳时,该故障相线通过设备外壳构成对地线的单相短路,产生很大的短路电流,导致线路上的保护装置(例如熔断器、低压断路器等)动作,切断电路,从而消除可能发生的人身触电危险。在该高层建筑物中,用电设备多为金属外壳。若保护接地达小到要求,在发生线路接地故障时,很容易导致工作人员触电事故。因此,在施工过程中,应切实把保护接地工作落实到位。应进行保护接地的设备和物体主要包括:1)电力变压器、高压开关柜、电力配电柜、电气控制屏等设备的金属框架或外壳;2)固定式、携带式及移动式用电工具的金属外壳;3)电力线路的金属护套管或桥架、金属接线盒外壳,销装电缆的金属外皮等。保护接地可采用扁钢或铜导线作为连接线,要求形成连接可靠的电气通路。等电位连接是建筑电气工程中一项小可缺少的工作,它分为两种:总等电位连接及局部等电位连接。总等电位连接指的是在建筑的电源进户处将电气系统的接地干线、PE干线、总煤气管、总水管、采暖管、空调管等相连接,从而使以上各部分处于同一电位,这是建筑或电气装置中必须采用的一种切断故障电路避免人身触电的措施。局部等电位连接指的是在某一局部范围内将上述金属管道构件再次做相同连接,局部等电位连接作为总等电位连接的补充,可以进一步提高用电的安全水平。在工业厂房内,通过等电位连接,可以保证各个电气部位的电位都相等,防比建筑内部产生跨步电压或反击电压,从而减少雷击电磁脉冲对电网产生的干扰。

3.3防静电接地施工

在高层建筑电气施工过程中,静电所造成的危害是很多的。某建筑物中的设备及仪器对静电电压较为敏感,静电可能会导致设备出现错误;并且当静电严重时甚至会发生火花放电,造成火灾事故。为避免静电所产生的危害,建筑物中对所有可能产生静电的设备都进行了可靠接地。在主要生产场所采用了防静电地坪,以防比积聚的静电荷达到危险的电位。防静电地坪在材料中分布有铜线构成的网格,用于静电传导。在防静电地坪敷设完毕后,将地坪内的金属线与其所在空问附近建筑柱上的预留接地端子相连,柱上的接地端子通过柱内主筋与接地极连接,引导静电流向接地极泄放。

3.4信息系统接地施工

建筑电气系统包括弱电综合布线系统、火灾自动报警系统和监控系统。高层建筑设有信息监控室,信息监控点遍布车问及办公室,施工中要做好信息系统的接地处理。某建筑物信息系统接地采用等电位连接。在信息设备比较集中的部位,例如电脑机房、弱电竖井等处设接地基准点,这些接地基准点与建筑物的公共接地系统相连接,信息系统的所有金属部件,例如各种箱体、壳体、机架等部件通过等电位连接线与基准点相连接,设备之问的所有无屏蔽线路和电缆采用星形拓扑结构与各等电位连接线平行辐射,避免产生感应环路。

3.5电子设备接地施工

建筑物中有部分电子检测设备也需要进行接地,这主要为了保障检测工作的准确性。虽然检测常用的高频电压对人体无害,但为减少杂散电流对检测仪表读数的影响,建筑物采用6mm“的铜线将检测设备与附近的接地端子连接,然后再与总接地干线相连接。

结语

高层建筑的防雷及接地工作是非常重要,也非常复杂的,这就要求相关人员在施工过程中对各个环节做好设计,并做好监督监管工作,及时发现设计中存在的问题,能够及时采取措施加以解决,提高整个高层建筑的防雷性能,最大限度地保障居民的人身安全和财产安全。

参考文献:

[1]郭福雁.智能建筑的雷击影响分析与防雷系统工程关键问题的研究[D].天津:天津大学,2016.

[2]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》国家标准已发布实施[J].电气工程应用,2014(03).

[3]李景禄,吴维宁,杨廷方,李志强.配电网防雷保护的分析与研究[J].高电压技术,2014(04).

[4]徐晓莹,张秀然,张艳凤.电子信息系统接地抗干扰技术之探讨[J].现代电子技术,2012(05).

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