高层建筑防雷接地的措施探讨.doc

1、高层建筑防雷接地的措施探讨【摘要】本文首先概述了建筑防雷接地的基本内容，着重分析了雷电的破坏作用，并以实际为出发点对高层建筑防雷接地的措施进行了探讨。 【关键词】高层建筑，防雷接地，措施 中图分类号： TU97 文献标识码： A 一、前言 近年来,随着国家经济的发展，城市建设的提速，超高层建筑日渐增多，其遭雷击风险概率也随之增加，我国高层建筑防雷接地技术虽然取得了飞速发展，但依然存在一些问题和不足需要改进，在行业快速发展的新时期，加强对高层建筑防雷接地措施的分析，对确保高层建筑防雷有着重要意义。 二、建筑防雷接地的概述 雷电可以对建筑物造成损坏，使得人员伤亡，损失了电力、电信设备。闪电引起的破

2、坏性影响有两种:一是直接攻击建筑物产生的热影响了电力的功能；第二，雷电流的静电感应和电磁感应影响了雷电波入侵的功能。高层建筑更容易遭受雷击，高层建筑不断出现了智能化的发展，大量的电子设备和网络系统一旦遭到雷击，损失将非常严重，所以防雷系统的可靠与否是非常重要的。高层建筑防雷原理是基于法拉第的防雷系统，就是将建筑物层面避雷网(带)、引下线和接地装置三部分联结成一个整体的钢铁大网笼。可以防雷电感应和闪电保护，防止测试波的侵入，考虑闪光功能，分流效果，平衡电势，做到合理的布线和接地，这样就会形成一个整体的两个内部防雷和外部防雷建筑，和其它功能相配合实现安全防雷的目标。 三、雷电的破坏作用 1、直击雷

3、 直击是一种直接雷击在建筑物上的危害。因为当闪电放电的时候产生电压高电流，强大的雷电流通渠道和水分蒸发形成热扩张，这时就产生了强大的热效应和机械效应，使建筑物受损，可能会引起火灾。 2、感应雷 至少有三种类型的感应闪电，第一种情况是当雷云来到的时候，任何在地面上的物体，特别是导线，由于静电感应聚集起来，闪电束缚电荷相反的极性，雷云对地或另一个闪电雷雨放电，雷云就会产生正负电荷，以生产高静电电压，电压振幅可以高达成千上万伏，这种过电压往往导致建筑物内的导线，金属导体和大型设备由电火花放电引起造成火灾、爆炸，危及人身安全或给供电系统造成伤害。第二个是雷击时，由于雷电电流的速度变化大，在通道附近的雷

4、电流形成一个强大的感应磁场，并导致干扰电子设备内的建筑遭到破坏，或使周围的金属组件产生感应电流，从而产生大量的热量，引起火灾。闪电放电造成这些危害并不直接存在于建筑物上，这就是所谓的二次雷击和闪电。此外，当架空线路遭受雷击或雷电感应时，其高电位将沿着电线分布到房间，雷电波会对电气设备造成伤害或放电内部金属设备带来损害，危及其他设备，事实上大多是由于雷电感应造成的损害。 建筑物防雷工程是一个系统工程，必须考虑内部防雷和外部防雷措施(闪光功能，分流效果，平衡电势，屏蔽效果、合理布线等几个重要因素)统一作为一个整体考虑。防雷设施中使用的主要的支柱和基础钢筋引下线和接地装置，既要经济实用又要安全可靠，

5、有利于雷电流场流散以及不必维护和寿命长等优点。与建筑桩基础和地下金属结构做为建筑接地系统，接地体称为自然接地体，和内部的地梁钢筋的主要钢筋电焊焊接，并把段落梁的钢筋焊接成一个封闭的循环，使每个基地一起作为接地体，综合组成一个完整的接地系统。高层建筑通常采用自然接地体的接地系统，这是一个非常有效的系统，可以获得一个相当低的接地电阻。四、高层建筑防雷接地的措施 1、建筑物的外部防雷 （一） 、接闪器 接闪器预防接受雷电流的金属导体，闪电形式的保护网络有避雷针，金属屋面等。防雷网应该沿着山脊，角落，屋檐，檐角，栏杆等易受雷击的部位进行现场安装，根据防雷水平在建筑物的屋顶设置。根据雷击建筑物部位的规律

6、，进行避雷针(网带)的安装，才能可靠吸引强雷和弱雷。屋顶防雷网通常使用镀锌圆钢或扁钢的镀锌部件，做到连续正确，固定可靠，搭焊长度应满足规范要求。防雷网应该做沉降缝后，进行伸缩接头弯曲补偿处理，接闪带栏杆进行铺设，栏杆宽度较大时，应使防雷迁移到栏杆的外缘为宜，因为外部受限制的栏杆容易受到雷击。 （二） 、引下线 引下线扮演的角色是把接闪器和接地装置在一起，雷电电流路径是通常主要使用主体结构的钢筋或在混凝土剪力墙作为暗装引下线。引下线的数量和布局直接影响分流的情况。引下线的数量和间距很小，雷电流在当地区域分布更加均匀，减少天线馈线电压降，反击危险也相应减少。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置，也不

7、应该超过规范的要求，间距应尽量增加引下线的数量，减小引线间距。 （三） 、接地装置 接地装置包括接地体和接地线。接地装置的好坏与接地电阻和接地方法有关。为便于与各种入户金属管道相连，降低跨步电压，建筑物防雷接地一般采用周圈式接地。防雷接地应尽量利用自然接地体作为接地装置，只要基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于 4%，基础外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，可利用基础内钢筋作接地装置否则应加设人工接地装置。高层建筑通常利用桩基础、箱形基础作接地装置，这些基础连成的接地网有较大的电容，其冲击阻抗很小。施工中通常将桩基的抛头钢筋与承台板主筋焊接，并与承台上作为引下线的柱钢筋焊通，再与整个底板

8、内钢筋或地梁中的钢筋互相连通，桩基础和地面的主要加固梁进行钢焊接成一个封闭的、水平地面网，形成均压。由于雷电保护装置直接安装在建筑物上。建筑物防雷接地的电气设备不能被孤立，通常建筑防雷接地和电气设备、微电子设备接地连接成一个统一的系统。 2、建筑物内部防雷 （一） 、等电位联结 等电位是通过连接导线或通过电压保护器将在需要防雷领域的防雷设备中的金属框架的结构和金属设备，外部导体，电气和电信设备等链接起来，以确保建筑不会产生反击和危险的接触电压和跨步电压，应该让建筑物地面，墙面板和金属管道、电路都在相同的位置，因此应在钢筋混凝土建筑的每一层的位置上预埋在有避雷针的建筑物进行等电位连接板设置，以便

9、连接到接地干线。高层建筑在各种金属导体和金属壳管做等电位连接，如门窗设备等电位连接，电源线和信号线路保护器等电位连接，建筑各处的均压钢圈，在电磁屏蔽作用的钢筋网、各处的电气以及防雷等电位连接导体形成总等电位连接扮演重要的角色，最后与联合接地系统相连，形成一个理想的“法拉第笼” 。 （二） 、合理的屏蔽 建筑物中有必要的屏蔽主要目的在于成为微电子设备的结构保护盾。大量的微电子设备房间应采取屏蔽措施，为仪器提供无干扰的环境。屏蔽效能不仅是房间配备屏蔽网和仪器金属外壳屏蔽体本身有关，也与微电子设备的电源线和信号接口过电压、等电位连接和接地措施有联系。为了确保电线的雷电保护系统不受影响，当闪电保护设备

10、需采用金属布线，以便防止雷电反击能力的增强，还具有防止各种电磁脉冲功率的屏蔽功能。电器线路的主要干线一般集中在高层建筑的中心(雷电电磁场强度最弱)，避免靠近引下线钢筋的位置，减小干扰的范围。 五、结束语 综上所述，在高层建筑防雷接地系统的设计和施工中，运用法拉第笼原理，将内部防雷接地装置与外部防雷接地装置结合起来，良好地设计方案和优质的施工，才能真正提高建筑物防雷的可靠性，同时通过对高层建筑防雷接地的分析，进一步明确了高层建筑防雷接地的改善方向，为防雷接地系统的优化完善奠定了坚实的基础，有助于提高高层建筑防雷接地水平。 参考文献 1乃远程.浅谈计算机网络系统的防雷设计J.气象研究与应用，20072梁华建筑弱电工程设计手册Z 北京：中国建筑工业出版社，20003刘国林综合布线系统工程设计（修订版） M 北京：电子工业出版社，2001