08.09 建築防雷接地工程圖的識讀方法

建築防雷接地工程圖一般包括防雷工程圖和接地工程圖兩部分。防雷設計是根據雷擊類型、建築物的防雷等級等確定，防雷保護包括建築物、電氣設備及線路保護;接地系統包括防雷接地、設備保護接地、工作接地。

建築防雷接地工程圖的識讀

建築防雷工程圖的識讀方法可以分為以下幾個步驟。

(1)明確建築物的雷擊類型、防雷等級、防雷的措施。

(2)在防雷採用的方式確定後，分析建築物避雷帶等裝置的安裝方式，引下線的路徑及末端連接方式等。

(3)避雷裝置採用的材料、尺寸及型號。

我們以某住宅建築樓防雷設計圖為例，分析建築防雷工程圖識圖的基本方法。圖4-13為某建築住宅樓的防雷平面圖和立體圖。從圖中可以看到該建築防直擊雷採用屋面女兒牆敷設避雷帶，建築物頂端突出部分也敷設避雷帶，並與屋面上避雷帶相連接。此工程採用25×4鍍鋅扁鋼作水平接地體，繞建築物一週敷設，其接地電阻不大於10Ω。

圖4-13

圖4-13　某住宅建築防雷接地平面圖、立體圖、側面圖

(a)平面圖;(b)北面圖;(c)側面圖

從圖4-13(a)平面圖、(b)北面圖分析，避雷帶採用25×4的鍍鋅扁鋼，用敷設在女兒牆上的支持卡子固定，支持卡子的間距為1.1m，轉角處為0.5m，避雷帶與扁鋼支架焊為一體，採用搭接焊接，其搭接長度為扁鋼寬度的兩倍。引下線設置於4個牆角處，採用25×4鍍鋅扁鋼，分別在西南和東面山牆上敷設，與接地體相連。引下線在距地面2m處設置引下線斷接卡子，固定引下線支架間距1.5m。

由圖4-13(b)、(c)分析接地裝置，接地裝置由水平接地體和接地線組成，水平接地沿建築物一週敷設，距基礎中心線為0.68m。

從圖4-14某住宅建築接地平面圖中看出，水平接地體沿建築基礎四周敷設，採用25×4鍍鋅扁鋼，埋地深度為1.65m，距基礎中心0.65m。

電氣接地工程圖的識讀

現代建築為了保障人身安全，供電及用電的正常運行，要求有一個完整可靠的接地系統來保證。電氣接地工程圖包括防雷接地工程圖和電氣設備接地工程圖。本節介紹電氣接地工程圖中的保護接地及工作接地的識圖方法。

1.保護接地

保護接地是指建築物內的人身免遭間接接觸的電擊，在發生接地故障情況下，避免因金屬殼體間的電位差而產生打火引發的火災。可以說當配電迴路發生接地故障時，產生足夠大的接地故障電流，致使配電迴路的保護開關迅速動作，從而及時切除故障迴路電源，以達到保護的目的。

圖4-14　某住宅建築接地平面圖

(a)屋頂平面圖;(b)A—A剖面圖

高層建築中的保護接地範圍根據“民規”中規定的電力裝置的外露可導部分必須保護接地。保護接地的方式根據國際電工委員會的規定低壓電網有五種接地方式。TN系統、TT系統及IT系統。TN系統又分為TN-S、TN-C、TN-C-S系統。識圖者以圖4-15 TN S系統的接線方式為例進行分析，此圖為五線制系統，三相線L1、L2、L3，一根中性線N，一根保護線PE。正常運行時保護線PE上無電流，當電氣設備發生漏電或接地故障時，保護線PE上有電流流過，使保護裝置迅速動作，切斷電源，保證操作人員的人身安全。比較圖4-16 TN-C系統的接線方式，接線方式為四線制系統，三根相線L1、L2、L3，中性線N與保護線PE合為一根。

圖4-15　TN-S系統的接線方式

圖4-16　TN-C系統的接線方式

2.工作接地

工作接地是使建築物內各種用電設備能正常工作所需要的接地系統。工作接地分為交流工作接地和直流工作接地。在民用建築內的交流工作接地是指交流低壓配電系統中電源變壓器中性點或引入建築物交流電源中性線的直接接地，從而使建築物的用電設備獲得220/380V正常電壓。直流工作接地是為了讓建築物內電子設備信號放大、信號傳輸以及各電路信息之間有一個基準電位，使建築物內的弱電系統能夠穩定工作。

3.建築物接地網

圖4-17　樞紐結構接地體

圖4-17表示了建築物樞紐結構接地網的連接形式。大樓通過建築物主鋼筋，上端與接閃器，下端與地網連接，中間與各層均壓網或環形均壓帶連接，對進入建築物的各種金屬管線實施均壓等電位連接，金屬焊接為一個連接體，形成等電位接地系統，引至接地體。這是一種常用的防雷接地與設備接地構成的接地網。

綜合實例

我們以某水泵站防雷接地系統為例，該站設有一套接地裝置，屋頂避雷帶平面圖和基礎接地平面圖如圖4-18和圖4-19所示。系統要求總工頻接地電阻R≤1Ω。泵站為三級防雷等級，接閃器採用屋頂裝避雷帶，直徑為8cm的鍍鋅圓鋼延泵房屋脊及屋簷安裝。避雷帶每隔7m(轉彎處0.5m)設固定支架，支架高0.05m。分析圖4-16中，泵房四角立柱的主筋為引下線，每柱取兩根，主筋從上自下貫通。泵房的四周敷設人工接地體，垂直接地極採用長2.5m的L50×50×5熱鍍鋅角鋼，間距5m。水平接地採用40×4熱鍍鋅扁鋼，敷設深0.8m。泵房基礎鋼筋、供水鋼管等自然接地體，通過焊接或綁紮連成一體，與接地體相連。

圖4-18　屋頂避雷帶平面圖

圖4-19　基礎接地平面圖

圖4-19在基礎接地平面圖上標出了在泵房周圍，有兩處接地電阻測試點，一處接地線引出點，若實測電阻不能滿足要求，可在下游側加埋人工接地體。

接地裝置分別引至箱式變壓站、開關櫃、操作檯等基礎槽鋼及電動機等機電設備處，所有的設備外殼、屏櫃的金屬殼體、電纜的金屬護套及電纜支架都要可靠接地，以確保安全運行。

圖4-20　某住宅綜合接地圖

我們在熟悉了外部防雷與內部防雷的知識、防雷採用的措施、避雷平面圖及基礎接地平面圖後，進而分析圖4-20某住宅樓採用的防雷接地的一系列措施。讀者將前面所講述的知識對照圖逐一進行分析，基礎接地、防雷裝置接地極及接地線如何實現等電位連接，圖中電氣接地、保護接地及輔助等電位連接的走線表示得直觀、明瞭，將防雷接地及電氣接地、電氣保護等利用住宅的剖面圖形象地表達出來，方便讀者理解。

圖4-21、圖4-22為某辦公樓建築防雷設計的綜合實例，它採用了外部防雷和內部防雷兩種方式。圖4-21建築的立體圖將被保護的空間劃分為不同的防雷區，防雷區的劃分是以雷擊時電磁環境有無重大變化為依據的。

圖4-21

圖4-21　某辦公樓電氣系統防雷區域的劃分(LPZ)

圖4-22　某辦公樓電氣系統防雷設計

在圖中，為規定防雷區域各部分空間不同的雷電脈衝(LEMP)的嚴重程度和明確各區交界處的等電位連接點的位置，將保護的空間劃分為多個防雷區(LPZ)。

(LPZOA)：本區內的各物體都可能遭到直接雷擊和經過的全部電流，電磁場沒有衰減。

(LPZOB)：本區內所選的防雷滾球半徑對應的範圍內，各物體不太可能遭直接雷擊，電磁場沒有衰減。

(LPZ1)：本區內不太可能遭直接雷擊，流經各導體的雷電流比LPZOB區小，電磁場得到衰減，其衰減大小取決於建築物的屏蔽措施。其中門、窗等是引入LPZ的“洞”。

(LPZ2)：當需要進一步減少流入雷電流和電磁場強度時，應增設後續防雷區，如帶屏蔽的機房、設備金屬外殼、機箱等。根據保護對象的環境要求選擇防雷區的條件。

TDKU1主要用於LPZ1、LPZ2和LPZ3區域的防感應雷擊。TDKU1為電湧保護器系列。

圖4-21中，電力線和信號線從兩點進入被保護區LPZ1，並在LPZOA、LPZOB與LPZ1區的交界處連接到等電位連接帶上，諸線路還連到LPZ1與LPZ2區交界處的局部帶電位聯接帶上。圖中建築物的外屏蔽連到等電位聯接帶上，裡面的房間屏蔽連到兩局部等電位聯接帶上。在諸電纜從一個防雷區穿到另一防雷區處，必須在每一交界處做等電位聯接。分雷電流不會導入LPZ2區，更不會穿過。

圖中形象地繪出了外部防雷採用了避雷針、避雷帶、引下線及接地體;內部防雷利用避雷器、屏蔽、等電位聯接帶以及接地網。

圖4-22中包括防雷接地和電氣設備接地兩部分，從屋頂設置接閃器及引下線至接地體，防止直擊雷，接地體與所有電器設備的接地構成等電位接地連接。識圖者對照了圖4-21和圖4-22分析對不同雷擊採用的防雷設備和方法，防雷接地如何與設備接地形成的接地網。圖中內部防雷使用了多個電湧保護器，以防止由於感應雷產生的過電壓。