建筑物防雷设计要点及防雷检测常见问题概述

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

王乐 苏旭阳 于建功

北京航天试验技术研究所 北京 100074

摘要

在建筑企业快速发展过程中,建筑防雷设计非常重要,其对建筑物闪击所产生的物理效应以及雷击电磁脉冲入侵都会引发雷电灾害。对建筑物的防雷要点进行了探讨,并分析了防雷测试中的常见问题及解决方案,从而为建筑物防雷工程设计以及防雷检测方案提供了参考。


关键词

防雷;建筑电气;防雷检测;防雷工程设计

正文


引言

建筑物的防雷装置属于建筑电气的一部分,由于相关技术人员对防雷设计规范或防雷设施安装工艺的理解程度不同,导致建筑物的屋面防雷设计和施工中出现一些不合理或不符合相关规范要求的情况,从而增加了建筑物的防雷风险。

1防雷施工技术的原理

防雷方法,指的是人们为避免雷电伤害所采取的措施。雷电伤害包括以下3种类型:①直击雷。此类雷电的伤害较为直接,所产生的危害也较为强烈;②雷感。此类雷电的伤害虽然略低于直击雷,不过威胁的强度仍然很高;③电磁波侵入。此类雷的影响相对较弱,但主要是会对供电导线的正常工作产生有害影响。建筑物在遭遇雷击后,闪电所带来的巨大电流会直接作用到建筑物上,其热效应和机械应力,瞬间会对建筑物内的设备等产生巨大影响和破坏,严重的时候甚至会危害人类的生命财产安全。防雷施工设计的目标是实现电气设备的连接。电压防护连接为其基础的部分,并进行连带的工作连接与防护措施。

2建筑物防雷设计要点

2.1接地体安装

项目选取共用接地体,采用桩基内两根竖向主筋和地下室大底板两根主筋焊接连通,组成建筑物基础接地,接地电阻要求不大于1.0Ω。在开展具体施工时,施工人员要严格根据图纸,规范操作,防止实际接地线与图纸出现误差。在焊接连接时,先全部焊通桩内钢筋和插筋,之后将底板选定面筋焊接到一起,接地钢筋采用φ12圆钢。如柱内钢筋的连接方式与设计不符,先焊接处理梁内柱钢筋,完成电路导通。焊接完成后,应检测焊接质量,焊缝必须保证饱满,对虚焊、夹焊进行补焊处理,使机械强度符合要求。检测合格后,对焊缝进行磨皮清洁处理,并通过喷漆等方式做好防腐工作。待全部完成后,做好相应的标记,为引下线工序提供便利条件。

2.2引下线安装

引下线是对接地装置和避雷装置的有效连接,能起到很好的导电作用。引下线施工质量非常关键,当发生雷击时,极大的电流会在瞬间通过引下线,引下线必须能够承受较大的电流,避免损害电气设备。引下线设置要符合GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》相关要求。在引下线施工时,必须严格按照设计图纸进行施工,确保每个细节都能达到要求,以提高建筑物的防雷效果。确认施工设计图纸的防雷引下点,无误后不得擅自更改防雷引下线的位置,必须保证引下线位置与设计方案一致。建筑物周围引下线间距必须小于18m,并且每个引下线不少于两根钢筋。接地线和住户相连接时,必须要做好弱电箱和强电箱的跨接工作,避免设备外露。另外,为保证引下线施工质量,可以采用扁钢将电缆桥、金属线槽连接在一起。按设计位置找到主筋,垂直串联到顶部,按整体要求焊接一些引下线。焊接过程中,扁钢与扁钢搭接时,需三面施焊,搭接长度至少为扁钢宽度的2倍。扁钢与圆钢搭接时,需两面施焊,搭接长度应为圆钢直径的6倍。在此过程中,要全方面检查漏焊现象,确保引下线施工质量。

2.3接闪带支架安装

在施工前,应检查安装部位的位置和结构。在实际施工过程中,严格按照设计方案确定打眼位置,如发现实际打眼位置与设计方案不符,需向设计单位进行确认,经与设计单位共同协商,确认无误后才能施工。先在侧位确定打眼位置,然后进行直线打眼,当打眼位置在成品外墙10cm处,可使用涌电锤完成直线打眼,把接闪带支架插入两边的打眼处,将水泥浆灌入填补,并及时清理安装过程中产生的粉末及杂质,接闪带支架铁件均应做防腐处理,安装必须牢固,埋深符合规范要求。采用配合比1∶2的水泥砂浆埋注,在埋注前应先把打眼处用水浇湿然后埋注一条直线上的两端支架,再用铅丝拉直线埋注其他支架。支架顶部距建筑物表面100mm,支架垂直间距不大于1.5m,水平间距不大于1m,转角处两边支架与转角中心距离小于250mm。接闪带支架垂直度和水平度进行拉线检查,垂直度每3m允许偏差2‰,水平度每2m允许偏差3‰。

3防雷检测常见问题及注意事项

3.1测试仪器问题

防雷检测中,使用的仪器主要为接地电阻测试仪,一般分为箱式仪器和手持仪器。箱式测试仪器除了测试接地电阻值外,某些还具有土壤电阻率测试功能,其优点是测试结果较为精准,但携带不易,须配合测试线圈一同使用;手持仪器一般为钳形接地电阻测试仪,其优点是使用方便,但测试精准度不如箱式仪器且使用条件受限。使用中应注意的是,在条件允许的情况下,尽量使用箱式接地电阻测试仪,通过常用的三极法进行测量[7],一般不用其代替等电位测试仪;钳形接地电阻仪一般用于条件受限时判断测试点是否接地,其测试点须为闭合回路中的一部分(若测试点为非闭合,则需要连接辅助导线)[8],且测试点应被钳口完全包围,否则测试结果不准确,甚至无法得出测试数值。

3.2接地阻值

不合格实际检测中,接地电阻分为独立接地电阻与共用接地电阻,以共用接地居多。按照GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》和GB50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的相关要求,当采用共用接地装置时,接地装置的接地电阻必须按接入设备中要求的最小值确定,该值一般情况下不得超过4Ω。当测试结果不合格时,首先应判断此次检测参考的接地电阻取值标准是否正确,具体问题具体分析;其次检查测试方法是否妥当,例如土壤成分、含水率是否适合三级法测试,地钉之间的间距是否达标(一般应不小于5m),测试点表面是否有绝缘被覆层或防锈涂层,测试线是否破损或断裂;再次可查阅建筑施工设计图纸,确定其接地设计方式,以重新制定测试方案。

3.3电涌保护器选型或运行问题

电涌保护器的选择是由设计/使用方参照相关规范、制造商提供的技术参数、设备工作电压等多种因素综合决定的,检测中应重点关注电涌保护器的选型、安装方式和运行状态。判断电涌保护器选型是否正确,可先看其保护对象是否为建筑物电源引入的配电系统处,在建筑物电源线路引入的总配电箱处应装设用于直击雷防护的Ⅰ级试验浪涌保护器(以冲击电流Iimp的存在为判断依据),除此之外建筑物内部可装设用于感应雷防护的Ⅱ级或Ⅲ级试验电涌保护器(一般以最大放电电流Imax的存在为判断依据);至于电涌保护器各电流、电压参数取值大小,可参照GB50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》中表5.4.3-3来确定。

结束语

建筑物防雷接地设计应综合考虑建筑物防雷设计要点接地体安装、引下线安装等。防雷检测是检验建筑物防雷接地设计是否合理有效的重要手段,现场测试中应遵循检测规范,注意仪器选择和使用方法,并参考适用的接地阻值标准,逐一排查问题并提出解决方案。

参考文献

1]曾嵘,周旋,王泽众,等.国际防雷研究进展及前沿述评[J].高电压技术,2015,41(4):1-13.

2]周德勇.建筑电气安装中防雷接地施工技术的应用与质量管理[J].赤峰学院学报(自然科学版),2016,32(1):163-164.

3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范:GB50057—2010[S].北京:中国计划出版社,2011.

4]张鑫.建筑物上侧击雷电的三维数值模拟[D].江苏:南京信息工程大学,2018.

5]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物电子信息系统防雷技术规范:GB50343—2012[S].北京:中国计划出版社,2011.

 

 


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