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高层建筑电气工程防雷接地技术研究

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摘要:高层建筑目前已经成为城市化发展象征,因为它其中的电气设施、综合布线体系、电梯系统、消防报警系统以及各类智能化应用系统一应俱全,但这其实也导致了高层建筑结构的复杂化,理论上死角偏多,所以在建筑中可能存在大量安全隐患。就以高层建筑电气工程为例,它就直接面临自然雷击安全隐患。所以本文就借助某高层建筑工程项目设计施工为例,简单探讨了它的防雷接地技术系统建设基本要素与原则,并具体围绕其防雷接地系统应用要点展开分析。

关键词:防雷接地技术;高层建筑;电气工程;系统建设应用

要点雷击危害是高层建筑建设不可回避的重要安全隐患问题,它会或直接、或间接的侵犯建筑内电气设备,即直击雷侵入或感应雷侵入。相比之下,感应雷对建筑内电气设备的侵犯影响危害程度与范围都更大,它主要通过3种方式入侵:第一,供电电源线路入侵;第二,建筑物内计算机通信信息线路入侵;第三,地电位反击电压接地体入侵。所以建筑物内电气设备体系必须做好感应雷的安全防范工作。

一、A高层建筑电气工程防雷接地技术实际应用案例分析

(一)A高层建筑电气工程概况某A高层建筑项目拥有地上28层,地下1层,其建筑形式为主楼配合裙楼。其中主楼的总建筑高度为102.5m,屋面设计有钢结构塔楼,屋面顶端则设置了针式接闪器,建筑主体墙由石材外挂幕墙及玻璃幕墙所共同构成。在建筑内部采用到了具有低压系统的接地型TN-S系统,另外变压器中性线与变压器室直接接地相连。接地部分包括了带有金属外皮的进出线电缆,金属管道及钢管部分则与就近避雷装置相连,其中通过Φ12镀锌圆钢接地,与建筑外廊电气设备联系。另外,建筑内电气设备都安装有过电压保护器,可有效防止外界雷电波的大量入侵[1]。

(二)A高层建筑电气工程防雷系统建设的基本要素与原则A高层建筑电气工程防雷系统中包含六大关键要素:第一,在建筑物内外部的防雷装置都具备强大的接闪功能;第二,具有引下线分流能力;第三,可保证建筑物内各个部位电位均衡;第四,具有针对电气设备设计的屏蔽保护功能;第五,接地效果良好;第六,建筑内部线路布局合理。A建筑电气工程设计施工方面专门采用到雷击三级保护体系,具体包括以下3道防线:第一道防线可将绝大部分外来雷电流直接引入到地下基础接地装置并泄散处理;第二道防线可阻塞从电线源或数据信号线引入建筑内的过电压部分;第三道防线可限制被保护电气设备的浪涌过电压幅值,实现建筑内电气设备的过电压保护。3道防线是A建筑电气工程防雷系统运行应用的关键,它们相互配合,缺一不可。

二、A高层建筑电气工程防雷接地系统体系构建技术要点分析

A高层建筑为电气工程构建了一套相对健全的防雷接地体系系统,它就包括了联合共用接地系统(等电位防雷体系)、屋面防雷接地系统、电源供配电防雷接地系统以及针对建筑智能化电气设备的防雷接地处理系统。

(一)联合共用接地系统的建设与分析A高层建筑中的安全保护地、交流工作地以及直流工作地等部分场合采用到了联合共用接地系统,它与建筑物的法拉第笼直接连接,有效规避了接地线之间所存在的电位差问题,直接消除由外部雷击所产生的大量感应过电压。在A高层建筑施工中,主要利用到了接地体桩筋直接配合承台连接,并利用建筑物柱内钢筋作为引下线部分与防雷接接地装置连接并形成一个整体,这就是A建筑所构建的笼形避雷网。笼形避雷网的优点就在于它有效实现了接地防雷均压处理,能够提升建筑整体的屏蔽防雷效果。从整体来看,A高层建筑的联合共用接地系统完整,具有功能良性的等电位防雷体系,系统的热稳定性与疏散电流能力较好,相当于为建筑本身敷设了一层均压网,地面电位分布相当均匀,均压效果表现良好[2]。

(二)屋面防雷接地系统的建设与分析A高层建筑拥有完备的屋面防雷接地系统,它是该建筑外部防雷技术体系中的关键部分。在建设构造该系统过程中就运用到了接闪器,它其中包括了接闪带、接闪杆以及接闪网,这些都可用来应对当地的高雷暴恶劣天气状况。具体来说A高层建筑屋面部分专门设计了突出的钢结构塔式造型,其顶端设计了接闪器配合能够衰减雷电流幅值的电涌保护设备。在屋面女儿墙部分辅助安装了Φ12规格的镀锌圆钢接闪带。另外主楼采用到了二类防雷保护设施配合接闪网格(网格规格为<10m×10m),而裙楼附属建筑则采用到了三类防雷保护设施,其接闪网格设置<20m×20m。再者考虑到A高层建筑拥有引下线防水处理层,接地电阻偏大,必然会严重影响防雷接地系统接地效果,所以在工程建筑周边采用了周圈式接地设计,有效避开防水处理层,同时还将周围式接地体深埋入到建筑基础周边位置,提高建筑本体的防雷接地系统衡电位效果[3]。

(三)防雷接地处理系统的建设与分析A高层建筑的防雷接地处理系统是能够兼容智能建筑中的智能化电气设施体系的,即为A建筑量身打造了一套智能化防雷接地处理系统。该系统直接与建筑内部的通讯网络系统、信息数据处理系统、火灾报警系统、设备监控系统、综合布线系统以及建筑综合智能系统相联系,它们共同形成了A高层建筑中多位一体的智能化中枢,可对建筑内部各方面系统安全防护提供有利保障。由于建筑内电子设备与计算机网络系统过多,容易遭受外部雷击干扰,所以A高层建筑专门引入了防范应对极强雷电流入侵的引线入地防雷系统,它可将附近空间所产生的强大电磁场转化为建筑内所有电源线、信号馈线导线上的防雷信号,及时准确感应存在于线路中的雷电过电压,它凸显了A高层建筑的智能电器设备防雷接地保护理念与技术应用优化。

三、总结

A高层建筑电气工程拥有一套完备的、多功能化的防雷接地系统,它实现了对建筑内部电气工程各个方面领域的全程高技术性、高智能化、人性化保护,体现了防雷接地系统在大型建筑物中应用的科学合理性,切实保证高层建筑中各个系统的安全稳定运行。

参考文献

[1]陈升按.高层建筑电气工程防雷接地技术分析——以某工程为例[J].中外企业家,2016(17):189-191.

[2]次仁多吉.建筑电气安装中防雷接地施工技术与注意事项分析[J].化工管理,2018(36):194-195.

[3]李扬.超高层建筑智能化系统设计特点分析[J].建筑工程技术与设计,2018(23):1034.

作者:石逢春 单位:杭州防雷安全检测有限公司

高层建筑电气工程防雷接地技术研究责任编辑:张雨    阅读:人次
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