建筑工程電器防雷接地裝置

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近年來許多工程實踐說明，選擇合適的接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可謂至關(guān)重要。如果接地形式選擇不當，當竣工后的建筑物進行接地電阻值的測試時，可能也達到了國家標準規(guī)定的數(shù)值（1Ω以下），但是當有雷擊時，室內(nèi)的精密儀器或家用電器仍然會受到感應(yīng)雷的破壞。本文對建筑電器的防雷接地裝置形式進行了探討，特別是對電子計算機的接地裝置的新技術(shù)和對等電位連接中出現(xiàn)的問題也進行了詳細的論述。

　　1、前言

　　雷擊分為直擊雷、側(cè)擊雷和感應(yīng)雷等，為了保護雷區(qū)內(nèi)的人民生命和財產(chǎn)的安全，采用接地裝置將雷擊產(chǎn)生的帶有破壞力的沖擊電流導入大地。有了良好的接地裝置，才能可靠避免雷擊產(chǎn)生的破壞。近年來許多工程實踐說明，選擇合適的接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可謂至關(guān)重要。如果接地形式選擇不當，當竣工后的建筑物進行接地電阻值的測試時，可能也達到了國家標準規(guī)定的數(shù)值（1Ω以下），但是當有雷擊時，室內(nèi)的精密儀器或家用電器仍然會受到感應(yīng)雷的破壞。

　　2、基本接地形式

　　現(xiàn)代建筑的基本接地形式有獨立接地和共用接地兩種。具體情況見圖1.目前居民家中的電器越來越多，除了防雷接地，還有電器安全接地和通訊、電子計算機的接地，那么在設(shè)置接地裝置時是選擇獨立接地還是選擇共用接地呢？

　　如果采用獨立接地如圖1（a）所示，從表面上看各防雷系統(tǒng)不會互相干擾，但是建筑內(nèi)的電子計算機和通訊設(shè)備仍然會遭受雷擊破壞。實際上一幢建筑物分別設(shè)立幾個互相沒有聯(lián)系的地網(wǎng)是很困難的，因為IEC60364-4-41（電擊防護）標準要求各地網(wǎng)之間最小要有幾米至二十米的距離，然而在現(xiàn)代都市中基本上沒有那么多的位置滿足這個要求，所以在雷擊時，各接地點的電位差相當大，假如（a）中一個是交流電源工作接地，一個是計算機邏輯接地，另一個是為機殼安全的保護接地，當雷擊以幾萬伏或幾十萬伏的電壓瞬間從一個接地路線迅速導入時，這幾個接地系統(tǒng)之間就會存在相當大的電位差，這樣大的電壓足以使微機網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)卡擊穿，這就是為什么這種系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)雷擊事故的原因?，F(xiàn)在許多設(shè)計人員都采用如圖1（b）和（c）的共用接地方式，在雷擊時，沖擊接地電阻的高電壓平均分配在各個接地系統(tǒng)中，就降低了高電位差而使得設(shè)備不被擊穿。

　　3、一點接地

　　計算機設(shè)備的接地方式哪一種更適合呢？這是近幾年來大家都十分關(guān)注的問題。因為計算機設(shè)備的接地不僅要防止設(shè)備的擊穿，更重要的是防止各個計算機設(shè)備的相互干擾。所謂干擾就是無線電頻率干擾，或稱電磁干擾，按傳播途徑分為兩種，即通過導體從一條線路耦合到另一線路的干擾叫傳導性電磁干擾，通過空氣傳播的干擾叫輻射性電磁干擾。當兩個電路的電流流經(jīng)同一阻抗時，一個電路上產(chǎn)生的電壓就會對另一個電路產(chǎn)生影響，這就叫共阻抗耦合。在公共接地體上連接室內(nèi)設(shè)備的各支路之間就會產(chǎn)生共阻抗耦合，經(jīng)放大就會對計算機、通訊產(chǎn)生影響。如何解決這樣的矛盾呢？近年來，經(jīng)過許多設(shè)計者的實踐，一致認為一點接地能夠較有效地解決低頻信號的干擾問題。

　　4、等電位連接

　　等電位連接是近年來所采用的新技術(shù)，它是將建筑物及附近的所有金屬物如鋼筋、水管、鋁合金窗、設(shè)備外殼、零線、接地線統(tǒng)統(tǒng)用電氣連接的方法連接起來，使之成為一個良好的電位體，在高層建筑中一般每隔三層就設(shè)一個均壓環(huán)，將本層所有的金屬物可靠連接，近年來越來越多的設(shè)計者將建筑物每層都設(shè)置一個均壓環(huán)。這對于建筑物來說無疑是安全的。等電位連接除了有防雷的作用還解決了一些手提設(shè)備漏電和多臺計算機連接在剛合閘時所發(fā)生的漏電保護器誤動作的問題。如醫(yī)院有很多作手術(shù)用的手提設(shè)備，如果固定設(shè)備外殼上的故障電壓通過PE線傳給了手提設(shè)備的外殼上，那么手提設(shè)備所用的插座回路的漏電保護器是檢測不到剩余電流的，也就是說漏電保護器不動作，但是這時手提設(shè)備的外殼上的剩余電流很有可能對醫(yī)生和病人產(chǎn)生電擊，這種情況是十分嚴重的。而等電位連接則把所有金屬外殼、PE線各金屬構(gòu)件連成一體，使人總是處于一個等電位體中，人們的生命就有了安全保證。又如計算機設(shè)備中有許多電容器，在啟動計算機時這些電容器充電使得它對地有一個較大的泄漏電流，在一臺計算機工作時這個泄漏電流不足以使漏電保護器動作，但是在很多臺計算機同時啟動時，這個泄漏電流會很大，足以使漏電保護器誤動作。這樣的頻頻跳閘有時讓人不知如何是好，如果一方面將單相配電改成三相配電，讓這三相泄漏電流相互抵消；另一方面做好等電位連接，使計算機內(nèi)部各電路板處于同一電位上就不會發(fā)生漏電保護器誤動作的事故。

　　5、工程體會

　　對一個建筑物的防雷接地進行設(shè)計時，需要注意幾個問題，首先，盡量將建筑物內(nèi)的鋼筋、金屬物連成一體；盡量利用自然接地物如基礎(chǔ)鋼筋做接地體，并應(yīng)保持閉合，用統(tǒng)一接地網(wǎng)一點接地技術(shù)連接各高頻設(shè)備；如果兩個接地網(wǎng)距離很近時，應(yīng)該在接地體之間用電子開關(guān)相連，在遭受雷擊時，電子開關(guān)連通使得兩個接地網(wǎng)處于等電位。