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天津市颐和城市建筑设计有限公司银川分公司 宁夏银川 750001
摘要：建筑电气的接地系统一般分为防雷接地、工作接地及保护接地。随着科技的不断进步，现代智能建筑对电气设计提出了更高的要求，其中防雷接地系统的设计尤为重要。当建筑遭到雷击时可以有效地把电流导入大地，保护建筑物及其内部物件和人员的安全。本文主要分析了建筑电气的防雷接地功能与防雷系统设计。
关键词：建筑电气；防雷接地；设计思路；
防雷接地系统的作用是使建筑物内的设备具有等电位、均压和多层屏蔽的安全防雷结构。在建筑物的接地系统设计中，防雷接地系统设计是最为重要的。以防雷为基础，做好其他两方面的接地系统的设计，提高人们工作生活环境安全性。
一、防雷接地系统原理
防雷和接地相互联系且相互独立。防雷接地主要是把雷电所产生的电流通过接闪器、引下线以及接地装置引入到大地，进而实现对建筑的保护作用。防雷系统要配有接地系统。从防雷角度出发，不管哪种防雷形式，都是通过保护器件或接地导体将雷电压和电流导人到大地中，起到保护作用。建筑防雷接地系统分成外部与内部防雷接地系统两部分。外部的防雷接地系统主要考虑建筑本身防雷，通过避雷针、避雷带和避雷网所组成的接闪器、引下线以及接地装置，使建筑免受雷电攻击而造成火灾或结构的损坏。内部的防雷接地系统主要考虑对建筑内部电子设备防雷的要求，在实际防雷系统中，应根据国家标准制定综合的防雷方案。
二、建筑防雷接地系统的设计思路
1.防雷接地在建筑接地系统设计中是极为重要的，一般把建筑物的防雷保护分为三级：一类、二类和三类，民用建筑大多采用二类防雷保护进行设计，对于建筑内存在爆炸危险环境的建筑采用一类防雷保护设计。建筑的防雷接地系统一般是由引下线、接闪器、均压环以及接地体等装置组成。其中接闪器可以使用避雷带、避雷针或者针带组合接闪器。其中避雷带要沿房角、房脊、房檐等溶液受到雷击的地方敷设。建筑表面外露的金属构件和管道要与避雷带相连接。建筑上的接闪器要同下线焊接相连通。对于高层建筑物的引下线要尽量利用钢筋混凝柱的钢筋作为引下线。选为当做引下线的柱内两根主钢筋的直径一般不小于12mm，其两者的连接一般使用焊接法或者绑扎法均可。对于建筑物周围引下线的下部适当位置要设置几个测量点，可以把人工接地体同等电位的连接板连接。对外引连接板同引下线的连接要使用焊接。引下线上端要同建筑的避雷装置焊接，下端要同接地体焊接。对于引下线的这种设计优点很多，雷电流的泄漏点多、省材料、施工方便以及不损坏建筑物外观。
2.在接地系统设计中接地体的设计是另一个难点。接地体一般是利用桩基内部钢筋作为自然接地体，此种设计优点是施工方便、工程投资少、接地效果好，设计过程应注意以下几点：利用外圈桩基和基础梁内钢筋组成的闭环，如果没有基础地梁钢筋时，一般用40mm×4mm的镀锌扁钢当做连接体，使建筑的外沿敷设成闭合、环状、水平的接地体。尽量把所有桩基都和闭环连接；对于作接地装置钢筋的直径如只有一根时要大于10mm，一般可以利用基础梁的底部两个直径大于12mm的钢筋当接地体；当使用基础内钢筋当接地体时，其周围地面的深度要大于0.5m。
3.防感应雷及雷电波侵入和电磁脉冲
（1）为防雷电电磁脉冲影响，凡进入建筑物的各种线路及金属管道采用全线埋地引入，并在入户端将电缆的金属外皮、钢导管及金属管道与接地网连接。垂直敷设的金属管道两端与防雷装置连接。
（2）建筑物内防闪电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于2 处。电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下，应在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设Ⅰ级试验电涌保护器（SPD），电涌保护器的电压保护水平值应少于或等于2.5kV，每一保护模式的冲击电流值（当无法确定时）应取等于或大于12.5kA。
（3）当接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，应在变压器高压侧装设避雷器；在低压侧的配电屏上，当用线路引出本建筑物至其他有独自敷设接地装置的配电装置时，应在母线上装设Ⅰ级试验电涌保护器（SPD），电涌保护器每一保护模式的冲击电流值（当无法确定时）应取等于或大于12.5kA；当无线路引出本建筑时，应在母线上装设Ⅱ级试验电涌保护器（SPD），电涌保护器每一保护模式的标称放电电流值应等于或大于5kA。电涌保护器的电压保护水平值应少于或等于2.5kV。
（4）低压供电采用TN—S接地系统，在强电设备用房（电梯机房、风机房等）处设接地端子，房间内设备金属外壳与接地端子可靠接地。在地下室变配电房等处设总等电位连接箱MEB，总等电位联结线与接地装置连接。总等电位板由紫铜板制成，将单体建筑物内总配电箱PE 干线、建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调等进行联结，总等电位联结均采用等电位卡子，禁止在金属管道上焊接。卫生间设局部等电位箱LEB。每层强弱电井内设接地端子。所有用电设备非带电的金属外壳构架均应与专用保护线作可靠的电气连接。
三、防雷接地应用过程中的问题及措施
1.达不到标准的接地电阻。现代建筑内一般都有多个等级的电系统，这使得对接地电阻要求较高，然而接地类型较多，每种类型的接地电阻值都不一样，若在建筑物内对于不同接地类型设置不同的接地体是不现实。这时可以人工外加接地体，若共用接地体要确保接地电阻小于1 欧姆。对地质环境恶劣的情况，绕建筑四周外加接地体是一个不错的选择。人工接地体是由水平接地体和垂直接地体构成的。水平接地体指的是将扁钢或圆钢环形或成行排列并进行水平方向埋设。而垂直接地体由多于两根的角钢或钢管成排或环状布置。接地装置作为接地系统设计的重点，接地方式和接地电阻将会对接地的质量造成直接性影响。在设计过程中，为确保接地的效果，可采用环式接地的方法，方便金属管道入户的连接。若在基础的外表面有沥青防腐层，则可利用桩基内钢筋来进行接地，否则，就要设置人工接地装置。
2.接地极腐蚀。传统的接地极是钢质材料，在土壤中在时间和雨水的作用下会发生氧化生锈、腐蚀，影响雷电流导入地下的效果。这时应使用低电阻节点模块。它是一个新型的采用非金属作为接地体的，可以增加接地体流动的面积，并降低其附近土壤的电阻率，即便遇到大电流的冲击也不会出现变硬、断裂现象。
3.现代的防雷装置—电涌保护器，是通过抑制旁路浪涌电流和瞬间过电压来保护设备安全的装置。它可以在极短的时间内把保护线路转入等电位的系统中，让设备各个端口电压达到等电位，并把因雷击产生的脉冲能量通进大地，设备各个端口电位差降低，这样电路上的设备便得到了保护。
防雷与接地是一项艰巨而又重要的工作，必须在工程设计的初始阶段就认真加以考虑。除了按照等电位原则，做好满足标准要求的的共用接地网、综合全面的考虑防雷与接地外，还应拟定并执行合理正确的防雷接地方案，使用可靠性高的防雷设备和质量可靠的电气设备，所选用的防雷产品应在当地的气象主管机构登记备案，以此保护我们的线路和设备免受雷击的危害。
参考文献：
[1]崔恒飞.建筑防雷接地施工探讨[J].门窗，2012，07：111-112.
[2]张淑河.防雷接地在楼宇建筑中智能化系统的作用[J].电脑知识与技术. 2012，34（27）：562-564.
[3]高雪莲.某电厂防雷接地系统简析[J]. 科技情报开发与经济.2011，06（15）：678-681.
摘要：建筑电气的接地系统一般分为防雷接地、工作接地及保护接地。随着科技的不断进步，现代智能建筑对电气设计提出了更高的要求，其中防雷接地系统的设计尤为重要。当建筑遭到雷击时可以有效地把电流导入大地，保护建筑物及其内部物件和人员的安全。本文主要分析了建筑电气的防雷接地功能与防雷系统设计。
关键词：建筑电气；防雷接地；设计思路；
防雷接地系统的作用是使建筑物内的设备具有等电位、均压和多层屏蔽的安全防雷结构。在建筑物的接地系统设计中，防雷接地系统设计是最为重要的。以防雷为基础，做好其他两方面的接地系统的设计，提高人们工作生活环境安全性。
一、防雷接地系统原理
防雷和接地相互联系且相互独立。防雷接地主要是把雷电所产生的电流通过接闪器、引下线以及接地装置引入到大地，进而实现对建筑的保护作用。防雷系统要配有接地系统。从防雷角度出发，不管哪种防雷形式，都是通过保护器件或接地导体将雷电压和电流导人到大地中，起到保护作用。建筑防雷接地系统分成外部与内部防雷接地系统两部分。外部的防雷接地系统主要考虑建筑本身防雷，通过避雷针、避雷带和避雷网所组成的接闪器、引下线以及接地装置，使建筑免受雷电攻击而造成火灾或结构的损坏。内部的防雷接地系统主要考虑对建筑内部电子设备防雷的要求，在实际防雷系统中，应根据国家标准制定综合的防雷方案。
二、建筑防雷接地系统的设计思路
1.防雷接地在建筑接地系统设计中是极为重要的，一般把建筑物的防雷保护分为三级：一类、二类和三类，民用建筑大多采用二类防雷保护进行设计，对于建筑内存在爆炸危险环境的建筑采用一类防雷保护设计。建筑的防雷接地系统一般是由引下线、接闪器、均压环以及接地体等装置组成。其中接闪器可以使用避雷带、避雷针或者针带组合接闪器。其中避雷带要沿房角、房脊、房檐等溶液受到雷击的地方敷设。建筑表面外露的金属构件和管道要与避雷带相连接。建筑上的接闪器要同下线焊接相连通。对于高层建筑物的引下线要尽量利用钢筋混凝柱的钢筋作为引下线。选为当做引下线的柱内两根主钢筋的直径一般不小于12mm，其两者的连接一般使用焊接法或者绑扎法均可。对于建筑物周围引下线的下部适当位置要设置几个测量点，可以把人工接地体同等电位的连接板连接。对外引连接板同引下线的连接要使用焊接。引下线上端要同建筑的避雷装置焊接，下端要同接地体焊接。对于引下线的这种设计优点很多，雷电流的泄漏点多、省材料、施工方便以及不损坏建筑物外观。
2.在接地系统设计中接地体的设计是另一个难点。接地体一般是利用桩基内部钢筋作为自然接地体，此种设计优点是施工方便、工程投资少、接地效果好，设计过程应注意以下几点：利用外圈桩基和基础梁内钢筋组成的闭环，如果没有基础地梁钢筋时，一般用40mm×4mm的镀锌扁钢当做连接体，使建筑的外沿敷设成闭合、环状、水平的接地体。尽量把所有桩基都和闭环连接；对于作接地装置钢筋的直径如只有一根时要大于10mm，一般可以利用基础梁的底部两个直径大于12mm的钢筋当接地体；当使用基础内钢筋当接地体时，其周围地面的深度要大于0.5m。
3.防感应雷及雷电波侵入和电磁脉冲
（1）为防雷电电磁脉冲影响，凡进入建筑物的各种线路及金属管道采用全线埋地引入，并在入户端将电缆的金属外皮、钢导管及金属管道与接地网连接。垂直敷设的金属管道两端与防雷装置连接。
（2）建筑物内防闪电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于2 处。电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下，应在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设Ⅰ级试验电涌保护器（SPD），电涌保护器的电压保护水平值应少于或等于2.5kV，每一保护模式的冲击电流值（当无法确定时）应取等于或大于12.5kA。
（3）当接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙处时，应在变压器高压侧装设避雷器；在低压侧的配电屏上，当用线路引出本建筑物至其他有独自敷设接地装置的配电装置时，应在母线上装设Ⅰ级试验电涌保护器（SPD），电涌保护器每一保护模式的冲击电流值（当无法确定时）应取等于或大于12.5kA；当无线路引出本建筑时，应在母线上装设Ⅱ级试验电涌保护器（SPD），电涌保护器每一保护模式的标称放电电流值应等于或大于5kA。电涌保护器的电压保护水平值应少于或等于2.5kV。
（4）低压供电采用TN—S接地系统，在强电设备用房（电梯机房、风机房等）处设接地端子，房间内设备金属外壳与接地端子可靠接地。在地下室变配电房等处设总等电位连接箱MEB，总等电位联结线与接地装置连接。总等电位板由紫铜板制成，将单体建筑物内总配电箱PE 干线、建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调等进行联结，总等电位联结均采用等电位卡子，禁止在金属管道上焊接。卫生间设局部等电位箱LEB。每层强弱电井内设接地端子。所有用电设备非带电的金属外壳构架均应与专用保护线作可靠的电气连接。
三、防雷接地应用过程中的问题及措施
1.达不到标准的接地电阻。现代建筑内一般都有多个等级的电系统，这使得对接地电阻要求较高，然而接地类型较多，每种类型的接地电阻值都不一样，若在建筑物内对于不同接地类型设置不同的接地体是不现实。这时可以人工外加接地体，若共用接地体要确保接地电阻小于1 欧姆。对地质环境恶劣的情况，绕建筑四周外加接地体是一个不错的选择。人工接地体是由水平接地体和垂直接地体构成的。水平接地体指的是将扁钢或圆钢环形或成行排列并进行水平方向埋设。而垂直接地体由多于两根的角钢或钢管成排或环状布置。接地装置作为接地系统设计的重点，接地方式和接地电阻将会对接地的质量造成直接性影响。在设计过程中，为确保接地的效果，可采用环式接地的方法，方便金属管道入户的连接。若在基础的外表面有沥青防腐层，则可利用桩基内钢筋来进行接地，否则，就要设置人工接地装置。
2.接地极腐蚀。传统的接地极是钢质材料，在土壤中在时间和雨水的作用下会发生氧化生锈、腐蚀，影响雷电流导入地下的效果。这时应使用低电阻节点模块。它是一个新型的采用非金属作为接地体的，可以增加接地体流动的面积，并降低其附近土壤的电阻率，即便遇到大电流的冲击也不会出现变硬、断裂现象。
3.现代的防雷装置—电涌保护器，是通过抑制旁路浪涌电流和瞬间过电压来保护设备安全的装置。它可以在极短的时间内把保护线路转入等电位的系统中，让设备各个端口电压达到等电位，并把因雷击产生的脉冲能量通进大地，设备各个端口电位差降低，这样电路上的设备便得到了保护。
防雷与接地是一项艰巨而又重要的工作，必须在工程设计的初始阶段就认真加以考虑。除了按照等电位原则，做好满足标准要求的的共用接地网、综合全面的考虑防雷与接地外，还应拟定并执行合理正确的防雷接地方案，使用可靠性高的防雷设备和质量可靠的电气设备，所选用的防雷产品应在当地的气象主管机构登记备案，以此保护我们的线路和设备免受雷击的危害。
参考文献：
[1]崔恒飞.建筑防雷接地施工探讨[J].门窗，2012，07：111-112.
[2]张淑河.防雷接地在楼宇建筑中智能化系统的作用[J].电脑知识与技术. 2012，34（27）：562-564.
[3]高雪莲.某电厂防雷接地系统简析[J]. 科技情报开发与经济.2011，06（15）：678-681.