高层建筑物的防雷接地设计

高层建筑物的防雷接地设计本文从高层建筑物的防雷要求、钢筋公基拙接地体的应用及如何处理好跨步电压三大方面，论述了搞好高层建筑物防雷接地设计的重要性随着改革开放，我国各地的基本建设飞跃发展的今天，各地区表1硅电阻率实测数据大批兴建各种用途和各种形式的高层建筑，这些高层建筑的防雷接地也就成了一个新的课题，因为雷电是一种宏伟的自然现象，雷电的活动强弱通常是由年平均雷爆日来表示，它的活动强度是因地区而异，所为雷爆定义为:积雨云、云间或动地之间产生的放电现象。其表现为闪电兼雷声，有时闻雷声不见闪电，就地区活动规律而言雷电活动是自北向南逐渐加强，就一座高层建筑物来讲，屋角与檐角的雷击率为最高，而屋脊与屋檐的雷击率则与屋的坡度有关，坡度越大，屋脊的雷击率也就越大，而屋檐的雷击率则就越小。1商层建筑物的防雷要求据有关雷电测试资料得知，雷云的最低高底、一般距地面20m左右，就20m的高层建筑物而言，要使高层建筑免遭雷击，高处要设防，测面的雷击也是不可忽视。高层建筑物的特点可充分利用高层建筑物的钢筋网作避雷网带，引下线及接地装置，当建筑物的顶部落雷时，大量的电荷沿着防雷引下线通过接地装置流人地中，但此时在防雷引下线产生很大的电压降，在这种情况下非屏蔽导体接近防雷引下线，就会产生高电位，高电位对异体放电，导致绝缘击穿。若采用带有屏蔽层的导线(如钢管穿线)将屏蔽层同防雷引下线实施等电位连接，当雷电流通过屏蔽层时导线绝缘电位差等于零，从而绝缘免击穿。故要求高层建筑物的电气线路应采用钢管配线或采用恺装电缆及带有屏蔽层的电缆，如条件有限可将普通导线敷设在封闭的金属桥架内，如有特殊要求的除外，其它各种接地均可与防雷接地装置共用。在防雷设计中要考虑雷电流的散流途径长，电位梯度大，为均衡电位，降低电位梯度，应将高层建筑物每三层设均压环，也就是将引下线与水平层的圈梁钢筋接成闭合通路。就是将建筑物的钢筋全部连接成一个导电系统，即成为一个大的“法拉弟笼子”在接到接地装置上便成为一个安全可靠的暗装笼式的防雷网，这个防雷网对雷电来说能起均压和屏蔽作用，有较明显的分流效果。2钢筋硷基础接地体的应用钢筋硷基础接地体的应用，在当今有着不同的看法，有人认为:现代的高层建设的柱、梁大都采用钢筋硷，钢筋全部绑扎和搭接的，现浇后形成一座整体框架结构，从表面上来看可利用建筑的钢筋网作接地装置，但通过查阅资料表明，在雷击情况下建筑物的钢筋网不是一个等电位的“法拉弟笼子”，在高层建筑物内的电气设备会受反击电压作用，有可能发生损坏或误动作，因此用钢筋硷基础作接地装置不能保证安全，起不到接地作用，但事实上.干操的硷是一个很好的绝缘体，而含有水分的硷却又是另一种情况，在予制钢筋矽的过程中，硅酸盐水泥和水的互相作用，干涸后，硷中存在许多细小的毛细孔，钢筋硷与含有水分的土壤接触，水吸到钢筋硅里，使钢筋硷含有较高的水分，从而降低了钢筋硷的电阻率(详见硷电阻率测试数据表1)硷所处条件电阻率(欧/m)放在水中的硷埋在潮湿土壤中的硷埋在干燥土壤中的硅40一50100一200300一1300从上述数据可以看出，钢筋硅基础作接地装置是可行的，但钢筋硷在浇灌前应将钢筋之间必须构成电气连接，这时所指的电气连接并不是要求各点都焊接，而是将建筑物的钢筋进行绑扎或可靠的搭接，这种连接从电气角度上说是不合适的，但从实践中发现这些绑扎线在电气连接上是很有效的，根据资料介绍利用高层建筑物的基础接地其接地电阻为0.2一2.8n，从上述的数据看利用基础钢筋矽作接地体，能满足防雷接地要求。同时将建筑物的所有柱、梁的钢筋连接在一起，这样作就更为安全可靠。但有些钢筋硅是不能做接地装置的。如:防水水泥、铝酸盐水泥、矾土水泥、异子硅酸盐水泥做成的钢筋硷基础是不能作接地装置的。3如何处理好跨步电压所谓跨步电压，即雷电流经接地体流人大地时，在它周围形成电压降，这时人站在接地体附近两脚站的位置不等，电位也就不同，也就产生了电位差，电流通过人体(通常两脚距离为0.8m)称跨步电压。为了降低跨步电压，故要求接地体远离人流出人口人行道如利用暗设防雷及应用基础作接地体也就无法保证3m的安全距离，故要求深埋接地装置以达到降低跨步电压。故要求埋深接地带在lm以下，可将跨步电压限制在安全范围内。综上所述，高层建筑的防雷接地采用暗装笼式防雷网与其它防雷装置比，具有如下优点:3.1由于高层建筑防雷接地引下线是利用高层建筑结构内的钢筋，即省了钢材，也节省了维护费，有较好的经济效益。3.2由于高层建筑物的防雷地引下线是利用高层建筑物硷内钢筋、不存在防腐问题，然而，利用建筑硅内钢筋也免外力的机械损伤，其使用寿命可与该建筑物相同，接地电阻稳定因一般的矽埋深都在lm以下，其电阻率不受季节影响。3.3利用高层建筑钢筋硷作接地体，有较明显的分流效果，因为雷电流通过钢筋泄在地下，硷钢筋下泄的雷电流比较均匀，硷内的钢筋面积可得到充分利用，对高层建筑物的接地特点及针对反击过电压保护条件.故对高层建筑接地系统要求如下:凡进人高层建筑的电缆宜采用恺装，两端外皮均应接地。