论述建筑物防雷装置的检测

我国国民经济的迅速发展, 智能化系统水平也越来越高, 作为信息时代的建筑“智能建筑”也在建筑行业中的比重越来越大。然而, 智能建筑也往往易受雷电侵袭。一方面, 智能建筑物多为超高层、多层, 高差层次变化较大, 往往易受直接雷击电磁感应雷击、雷电波侵入。另一方面, 智能建筑物内设有中央控制室、集中安装主机设备、信息、网络等大量的电子设备与计算机系统, 抵御雷电袭击能力低, 在雷电作用下易损性较高。作为“智能建筑”建设的第二道关口 (第一为设计阶段) ——建设过程中的防雷装置安全性能检测, 承担将雷击事故隐患消除在建设阶段的重任。

1 接闪器

按照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》 (2000年版) , 智能大厦天面应采用避雷针、带或由其组合的混合接闪器, 并应在整个屋面利用建筑物圈梁焊接成≤10m×10m或≤12m×8m的网格, 屋面沿建筑物的四周及高处敷设避雷带, 且在屋面阳角位及高点设置不小于12mm镀锌圆钢的避雷短针保护。但由于较多系统的存在, 智能建筑屋面的设备相比普通建筑的要多, 常见的包括卫星接收装置、天线、冷却塔、航空障碍灯、金属装饰架、广告牌、太阳能热水器等。上述装置多采用金属构架, 为突出屋面建筑, 一般在工程后期安装, 通常利用预埋地脚螺栓或采用膨胀螺栓固定在屋面板上, 如不采用有效的施工措施, 其与屋面避雷网格的电气连接极不可靠;按GB50057-94 (2000年版) 规定, 突出屋面的所有金属物体均与避雷装置连接, 因此, 建设方应要求施工时预留等电位连接端子板, 对以上装置在后期施工时与屋面避雷装置作可靠电气连接作前期准备。

另外, 若屋上有金属管道 (如消防管、暖气管等) 时, 应在管道敷设格的位置处作接地处理, 与屋面防雷装置相连。

2 引下线

目前新建建筑物一般都利用柱筋内的主筋作引下线, 作为智能建筑物的引下线也是如此。一般来说设计要求建筑物所利用柱筋作引下线的都要求用气压焊方式焊接, 并由相关部门作出焊接检验报告, 因此, 在检测引下线焊接时, 要求所利用作引下线的主筋除气压焊方式, 应加不小于10mm镀锌圆钢在气压焊处再采用跨接焊的方式, 并且在每层利用一个绑扎圈焊接作闭合环, 焊接长度要符合规范要求。另外引下线在与基础圈梁钢筋、楼层金属外墙、均压环等作电气联结时也应符合要求。

3 均压环

作为二类防雷建筑物, G B 5 0 0 5 7-9 4《建筑物防雷设计规范》 (2 0 0 0年版) 要求从4 5 m开始设置均压环。一般情况下智能建筑物在设计时, 从3 0 m就已开始设置均压环, 并采用楼层圈梁钢筋作均压环, 从3 0 m起每隔一层 (间隔约6 m) 在结构圈梁内敷设一条-40×4mm镀锌扁钢与引下线焊成一环形水平避雷带均压或间隔一层用不少于二条圈梁主筋焊成均压环, 并预留等电位连接端子板, 供30m以上的外墙栏杆、金属门窗等较大金属物与均压环就近作电气联结, 用以防侧击雷。

设置的均压环应与建筑物外墙边缘的每根防雷引下线作电气联结, 并且在作金属物的等电位预留接地时应采用-4 O×4 m m镀锌扁钢, 在扁钢转角处应加不小于1 0 m m镀锌圆钢焊接并符合要求。

4 等电位联结

等电位联结的作用在于降低同一区域内存在的电压降, 使电位在这个区域内的电位相等, 避免金属设备 (如电子设备、计算机设备) 之间因电位差而产生的损害。等电位选材最好采用-4 O×4 m m镀锌扁钢。进出建筑物的各种金属管、电缆、引入线应在进出处应设置等电位联结点, 且应就近与接地系统联结。

建筑物内不带电金属物 (各类金属管道、金属构件、设备金属外壳、电梯井金属支架、电源或信号屏蔽管线等金属物) 应就近与防雷系统作电气焊接。进出建筑的金属管线, 均在进出建筑处与防雷系统作电气焊接。检测过程中, 应注意等电位连接预留端子设置情况:位置、长度、厚度、搭接长度等。

5 综合布线系统

在近年来的几次智能大厦雷击事故调查发现智能大厦的电源线路、信号线路布线不规范是主要原因。因此, 检测过程中必须要求将导线敷设在屏蔽金属桥架内或穿屏蔽金属管敷设, 金属桥架在配电柜处作电气联结, 屏蔽金属管在穿线处就近接地在进入室内时再接地一次。为了避免在正常情况产生电磁感应或在雷电流通过桥架时产生的雷电感应, 电源线路与信号线路不能共用一个屏蔽金属管路, 分开布置。不同的信号线路应用不同的桥架, 避免信号线路之间的电磁干扰。若有几个桥架在并行时应每隔6 m用10mm2铜芯线作良好的等电位联结。

6 防雷电波侵入

当建筑物受到雷电侵入时, 建筑物防雷系统对雷电泄流的同时, 总会有部分雷电由电源线路或信号线路经过这些电子设备, 而这些电子设备承受雷电冲击能力都是比较弱的。因此, 必须按照技术规范要求在电源系统进入建筑物的总配电柜内应安装第一级电涌保护器;在各层配电箱中安装第二级电涌保护器;在电源线路进入主控制室、机房、消防控制室、空调控制室等重要部位安装第三级电涌保护器。信号系统进出建筑物处安装电涌保护器作第一级保护;在进入以上部位时安装电涌保护器作第二级保护。

由于智能建筑进出线路基本是采用埋地敷设, 检测时应注意电源避雷器的峰值电压 (动作电压) 应限制在6 0 0 V左右, 架空引入是应在700V左右。在10KV接地或经小接地电阻接地的供电系统中, 为防止接地系统工频过电压危害, 第一级电源避雷器应考虑3+1安装方式的避雷器。

7 供电系统

智能建筑供电系统必须采用T N-S系统TN-S系统的特点是, 中性线N与保护接地线P E除在变压器中性点共同接地外, 两线不再有任何的电气连接。由于三相电源不平衡、线路干扰等原因, 中性线N存在一定的零序电流, 而P E线应该是不带电。因此该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。

然而, 在检测过程中, 特别是竣工检测时发现, 部分智能建筑供电系统施工过程中将N线与P E线混淆在一起, 造成零地串扰电压超过允许值, 为后续电子信息系统带来安全隐患

8 基础地网

智能大楼一般为二类建筑, 按照G B/T50314《智能建筑设计规范》要求, 接地方式一般采用联合接地系统, 即外部防雷系统、内部防雷系统共用一个接地系统, 联合接地电阻值要求不大于1Ω。在实施防雷检测时应注意接地极即基础孔桩主筋与基础圈梁、引下线的搭接情况。一般情况下基础接地都是增加大于ф1 0 m m镀锌圆钢软焊接 (圆钢冷弯焊接) , 焊接时双面不小于6倍d, 单面不小于1 2倍d。若自然接地电阻值大于1Ω, 则另加辅助接地距建筑物基础圈梁3 m以上沿四周作环形接地极。

9 结语

随着智能建筑在社会发展进程中将会越来越多、电子设备、电子信息系统功能越来越高、越来越强。雷电防护的重要性也会越来越重要, 防雷设施的要求也将会更高。防雷装置安全性能检测是将智能大厦雷击隐患尽量消除在建设阶段, 在检测过程中, 应根据智能建筑物的技术性能要求, 分析智能建筑雷击环境和设计要求, 严格技术规范要求, 树立质量第一观念, 对检测过程中发现的新问题, 要及时研究对策, 及时处理, 减小建设单位的雷击风险。

摘要：本文根据防雷智能建筑物的实践过程, 结合智能建筑物的特点, 浅析建设过程中防雷装置检测中应注意的技术细节。

关键词：建筑物,地网,防雷检测