浅析高层建筑电气接地设计

文/张松 河南中核五院研究设计有限公司 河南郑州 450000

电气安装工程是建筑工程的重要组成部分，它的安装质量好坏不仅关系着建筑的部分功能是否能够正常投入使用，而且还影响着整栋建筑的质量。尤其是防雷接地工程的施工质量，它有效的减少了建筑遭受雷电等自然灾害的破坏，保护了建筑中人们的生命和财产安全。因此，研究分析建筑电气安装中防雷接地工程安装技术具有重要的现实意义。

1、建筑电气防雷接地概述

1.1 防雷装置

现代建筑，尤其是高层建筑的防雷击系统主要分为外部防雷击系统和内部防雷击系统。外部防雷击系统主要指突出于建筑物外侧，能够在雷击的第一时间将雷击引导至地下的系统，主要由接闪电装置、引导线和接地装置组成，是目前公认的最有效的防雷击手段[1]。内部防雷击系统主要指在建筑设计施工时为防雷击而进行的特有设计，主要做法有电线的合理布局，电伏等价位传输等。

1.2 防雷击引线

防雷击引线的主要作用是在建筑物收到雷击时，负责将闪电雷击的力量第一时间引导至地下，使建筑物本身免受雷击损伤。防雷击引线一般无法单独使用，都是与避雷针共同使用的，避雷针主要负责吸引建筑物附近的闪电和雷击，再由防雷击引线进行引导。在防雷击引线的选择上，因为其深埋地下极易受到潮湿土壤的腐蚀，故主要选择耐腐蚀性能强的和具有较强传导性的材料。

1.3 电伏等价位传输

电伏等价位传输装置主要起到一个传导的作用，与防雷击引线的作用有些类似，主要保证和实现闪电和雷击形成的电流在避雷针、防雷击引线和接地装置之间传输时尽量减少电位差的存在，从而保护接地装置免遭损坏，是整个防雷击系统中非常重要的一环，关乎系统的使用寿命长短。

2、高层建筑电气接地设计的内容

对于高层建筑来说，接地防雷击措施是非常重要的，通过接地防雷击来避免建筑遭到雷击，而防雷接地的设计主要是通过接闪器、屏蔽装置以及接地装置等来进行的，当发生雷电的过程中，通过接闪器将雷电所产生的电流汇聚到一起，然后通过引下线来将这部分电能传导至地下。对于高层建筑来说，其中的电气设备及电梯机房等部分都是需要通过接地装置来将电流引导进入地下。但是，当经过测定不满足电阻阀值的要求时，就需要通过人工的方式来进行分流。在高层建筑中，为人们提供电能的金属电缆桥架及其分支等一般都是长期暴露在外部的环境中，因此这些金属支架很容易在雷电天气遭到雷击，因此对其进行接地设计是非常必要的，应该保证这些电缆架桥的整体结构中最少有两到三处是与接地干线相连接的。

3、接地保护设计工作

3.1 接地保护设计安全性

在开展高层建筑电气设计工作的过程中，需要针对多方面的因素进行全面有效的分析和控制，采用切实有效的设计手段，其中最为重要的就是保障人身安全。将人身安全因素全面纳入到高层建筑低压配电系统接地保护设计工作体系之中，不仅需要针对施工人员的安全进行全面考虑，还需要充分考量到用电人员的人身财产安全。因此，在具体的低压配电系统接地设计环节中，通常会首先针对自动切断故障点的装置进行有效设计，也就是通常所说的接地保护装置，为有效保证实际用电安全，提升整体高层建筑内部电气运行水平，提供良好的前提条件，更好地保障电力整体运行的安全性和可靠性。其次，需要在具体设计工作中，全面综合地考虑到接地形式、低压配电系统所处地点、电气设备的使用以及电路方面的保护装置等内容，防止一些外部危险电压对高层建筑的电路运行状态产生一些不良影响，充分提升低压配电系统的整体运行效率。

3.2 低压配电系统接地保护模式的应用

高层建筑开展低压配电系统设计工作，需要积极采用切实有效的接地保护模式，当前常用的较为有效的保护模式分为了IT、TN以及TT模式。首先，采用IT模式，在实际发挥接地保护作用的时候，能够针对用电设备外部的导电部分进行一定的中断，并且发出相应的预警信号，这样维修人员能够在较短时间内及时排除相应的故障，并针对故障范围和类型进行准确判断。其次，TN接地模式在实际应用的过程中，展现出了十分积极有效的优势，主要表现在被保护的电路系统中经常是采用金属装置的方式，这样当出现故障和问题的时候，金属装置本身将会产生较大的电流，对此，充分发挥TN接地模式的作用，能够全面有效地保护出现较大电流的金属装置，从而对各项电气设备进行充分的保护，减少一些经济损失过大情况的出现。再者，对于TT系统来说，其在实际应用的过程中，主要采用了地外保护装置形式，针对电路运行情况进行全面细致的保护，同时能够有效切断电路故障中的回路电流，同样能有效避免一些大规模故障和问题的出现。

3.3 防止雷击过电压

在很多高层建筑电气竖井中一般都会安装大量的电缆或者是导线，而不同的电气竖井之间也是相互接通和相连的，因此需要注意几点要求：首先是应该根据相应的物理原理，在高层建筑的重心区域的电磁场是最弱的，因此电气竖井也是安装在建筑物的平面重心位置，通常是在电梯或者是楼梯的两侧，这样提高了楼层整体的隐蔽性。第二为了防止雷击过电压，在高层建筑物中的一些暖气管道和配电线路等具有金属构件的部门都需要安装相应的雷击过电压装置，从而能够保证不同的楼层可以通过接地干线而相互连接成为一个整体，保证电气的安全可靠。第三，对于高层建筑物的导线来说，需要穿入到接地导线的铁管中，因此电气施工人员可以采用全塑电缆来进行接地设计，这样能够在一定程度上取代金属电缆的导电性，具有一定的屏蔽作用。但是全塑电缆的横截面积相对较小，因此如果仅仅使用一根全塑电缆的话，会导致电阻过大，不利于通电，所以通常情况下都是采用多根全塑电缆进行合用。

结语：

总而言之，对于高层建筑物来说，进行电气接地设计有着非常重要的意义，通过电气接地设计能够极大的提高高层建筑防雷击的性能，同时还具有过电压保护功能。通过本文的分析和讨论可以看出，电气接地设计需要采用避雷带、避雷针等措施，能够极大的提高电气接地系统的完整性，对于保障高层建筑居民的正常生活有着非常重要的意义，保障了人民群众的生命财产安全。