避雷針防雷接地與防雷工程施工方案
一、總體目標(biāo)與設(shè)計分級
目標(biāo):通過“接閃—引下—接地—等電位—過電壓保護(SPD)—檢測維?!钡耐暾溌罚_保直擊雷、感應(yīng)雷與雷電電磁脈沖的能量被快速、低阻、等電位地泄放至大地,避免在建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)備上形成危險電位與過電壓。
LPS(防雷裝置)分級與滾動球法參考半徑(與國際通行做法保持一致,工程常用值)
I級:r≈20 m(高風(fēng)險、重要目標(biāo))
II級:r≈30 m
III級:r≈45 m(常見公共建筑)
IV級:r≈60 m(一般性建筑)
引下線數(shù)量與間距(工程常用控制線):
每棟建筑不應(yīng)少于2根;沿建筑外檐均勻布置。
一般建筑間距宜≤18 m;當(dāng)建筑高度>60 m或處雷暴日高地區(qū),宜≤12 m并適當(dāng)加密環(huán)形均壓帶。
二、關(guān)鍵材料與截面參數(shù)(推薦值)
接閃體(避雷針/帶/網(wǎng))
獨立避雷針:
鋼制鍍鋅桿:外徑≥Φ16 mm、壁厚≥3.5 mm(或等效強度的不銹鋼/銅制成品);
基座:鋼板厚≥8 mm,基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋錨栓,抗拔≥設(shè)計風(fēng)荷載1.5倍;
高度按保護范圍計算(滾動球、保護角或網(wǎng)格法復(fù)核)。
屋面避雷帶:熱鍍鋅扁鋼 40×4 mm或圓鋼≥Φ10 mm;銅材可用紫銅帶 25×3 mm或圓銅≥Φ8 mm。
避雷網(wǎng)格:一般5×5 m 或 10×10 m(視等級與屋面功能而定),女兒墻與金屬凸出物納入網(wǎng)格并可靠連接。
引下線
明敷:熱鍍鋅扁鋼 40×4 mm或圓鋼≥Φ10 mm;銅材:25×3 mm或≥16 mm2銅絞線(穿金屬管或阻燃PVC保護)。
暗敷(利用鋼筋):須焊接可靠并與基礎(chǔ)接地體多點引出;在首層外墻周邊每隔不大于建筑長邊的1/3設(shè)置接地引下連接點。
接地體與接地干線
環(huán)形接地體(建筑基礎(chǔ)周邊)優(yōu)先:熱鍍鋅扁鋼 40×4 mm,埋深≥0.6~0.8 m,距建筑外墻≥1.0 m;
垂直接地極:鍍銅鋼接地棒 Φ14Φ20 mm,單根長度2.53.0 m,接頭采用楔形/螺紋/放熱焊連接;在土壤電阻率高的區(qū)域可每隔5~10 m布置一根并多根并聯(lián);
焊接:扁鋼搭接長度≥2 倍寬度(≥80 mm),雙面滿焊;圓鋼搭接長度≥6d,滿焊;銅與鋼采用放熱焊或過渡夾具并做防腐。
防腐:熱鍍鋅層≥65 μm;焊縫清渣+雙道防銹漆+瀝青或環(huán)氧;沿海/化工介質(zhì)環(huán)境增加防腐等級。
等電位連接與引下線保護
進入建筑的金屬水管、燃?xì)夤堋⑴L(fēng)管、金屬幕墻龍骨、屋面設(shè)備支架等,均以≥16 mm2銅線或40×4 mm扁鋼做主等電位連接;
機房/醫(yī)療/精密設(shè)備區(qū)設(shè)置局部等電位,銅排厚≥3 mm,寬≥30 mm;
引下線明敷段1.5 m范圍內(nèi)采用金屬防護套管或阻燃防護槽,防機械損傷。
接地電阻目標(biāo)值(工程常用控制線)
建筑直擊雷接地:≤10 Ω;
公共建筑信息系統(tǒng)/電子設(shè)備共用接地:宜≤4 Ω(數(shù)據(jù)中心/精密機房可按設(shè)計目標(biāo)≤1~2 Ω);
石化等可燃易爆場所雷電/靜電接地:≤4 Ω(靜電接地設(shè)備體間≤100 Ω,按裝置類別從嚴(yán))。
注:以上為工程常用控制目標(biāo),最終以項目適用強制條文/專用行業(yè)規(guī)范為準(zhǔn)。
SPD(簡述,保障接地協(xié)同)
進線總配電柜:I級/Type 1 SPD,Iimp 12.5~25 kA(10/350 μs)/極(視風(fēng)險);
分配電:II級/Type 2 SPD,In 20~40 kA(8/20 μs);
末端設(shè)備:III級/Type 3 SPD;
SPD接地引線:≤0.5 m、截面≥16 mm2銅(或等效),與PE/接地干線就近可靠連接,避免回路面積。
三、防雷接地施工流程與步驟(可執(zhí)行版)
1. 勘察與檢測
資料收集:建筑結(jié)構(gòu)圖、屋面設(shè)備布置、電氣系統(tǒng)圖、金屬管網(wǎng)分布、周邊雷擊環(huán)境(雷暴日)。
土壤電阻率測試:采用四探針(Wenner)法,測點≥3處,埋深與預(yù)期接地深度匹配;記錄ρ—d曲線。
風(fēng)險評估與LPS分級:依據(jù)建筑用途、重要度、地理位置與周邊建筑高度,確定采用滾動球/網(wǎng)格/保護角組合方法的接閃方案。
2. 施工準(zhǔn)備
材料進場復(fù)驗:鋼材鍍鋅層厚度、銅覆層厚度、接地棒機械性能、焊材/放熱焊模具合格證;
機具:交流點焊機/電焊機、切割機、放熱焊模具、接地電阻測試儀(≥3樁法/鉗形法)、等電位測試儀;
安全:高處作業(yè)方案、臨電三級配電兩級保護、動火審批。
3. 接地系統(tǒng)施工
環(huán)形接地體開挖:溝寬≥400 mm、深≥600~800 mm,底部鋪設(shè)細(xì)土/細(xì)砂50 mm利于導(dǎo)體貼地;清除尖石。
鋪設(shè)扁鋼/圓鋼:順直敷設(shè),轉(zhuǎn)角圓弧(彎曲半徑≥10d或≥扁鋼寬度10倍),減少高頻雷流拐點阻抗;
焊接與連接:按前述搭接長度與滿焊要求;跨建筑沉降縫處設(shè)補償軟連接(銅編織帶+兩端放熱焊/螺栓夾具)。
垂直接地極打入:每5~10 m一根或按計算間距布置;頂端與扁鋼放熱焊連接;電阻率高區(qū)可采用化學(xué)降阻劑/膨潤土分層回填并保持濕度。
接地引出點/測試點:在外墻每段設(shè)置可開啟測試箱(不銹鋼面板);測試點采用雙螺栓壓接或放熱焊,便于分段測試。
回填與標(biāo)識:合格后分層回填夯實,警示帶置于距地表300 mm;地面設(shè)置接地標(biāo)識。
4. 引下線施工
路徑選擇:盡量直線下引,避開門窗洞口與人流集中區(qū);
敷設(shè):明敷采用支架間距≤1.0 m;底部至地面1.5 m加防護套管;
與基礎(chǔ)鋼筋連接:暗敷時與柱主筋用雙面焊≥100 mm,且每根柱至少兩處與基礎(chǔ)接地干線可靠連接。
5. 接閃體施工(屋面)
避雷針基礎(chǔ):預(yù)埋件找平,化學(xué)/機械錨栓復(fù)核抗拔;立桿垂直度≤1/1000;
避雷帶/網(wǎng):沿屋面女兒墻與屋脊布置;穿越伸縮縫處設(shè)軟連接;與屋面金屬設(shè)備基座等電位焊接/螺栓連接;
金屬構(gòu)件利用:連續(xù)金屬欄桿、金屬屋面若滿足厚度與連續(xù)性要求,可作為接閃/引下構(gòu)件,端部跨接保證電氣連續(xù)。
6. 等電位連接
主等電位:配電室或設(shè)備間設(shè)PE匯集排(銅排不小于30×3 mm),將建筑鋼筋、金屬管道、外來導(dǎo)電部分全部連接;
局部等電位:機房、手術(shù)室、MRI等敏感區(qū)使用等電位銅排與網(wǎng)格銅帶,布置間距≤2.5 m(視電磁敏感度調(diào)整),所有機柜/設(shè)備接至等電位排。
7. SPD與接地協(xié)同(要點)
進線柜SPD經(jīng)最短路徑(≤0.5 m)接至PE/接地干線;相-地、相-相、N-PE按制式選型;
各級SPD間距離≥10 m或采用退耦電感/帶電感特性的配線,實現(xiàn)能量配合;
金屬橋架、屏蔽電纜兩端等電位,弱電入戶端配信號SPD(RJ45、同軸、485/4~20mA等型號匹配)。
8. 質(zhì)量控制與過程驗收
隱蔽工程驗收:開挖、焊接、放熱焊、接地極布置、測試點位置,完成影像與測點臺賬;
焊縫抽檢:外觀、長度、飽滿度、無夾渣裂紋;必要時超聲/磁粉復(fù)檢;
電阻階段性測試:環(huán)接地體完成后即用三樁法測試,記錄季節(jié)與含水率,必要時折算至枯季;
資料:材料合格證、試驗報告、測量記錄、變更簽證、竣工圖完善歸檔。
四、檢測與驗收指標(biāo)(工程通行做法)
接地電阻:
按斷開測試點的三樁法測量,雨后與枯季各測一次;
目標(biāo)值見前述“接地電阻目標(biāo)值”;當(dāng)不滿足時,優(yōu)先加長/加密接地極、擴大環(huán)網(wǎng)、土壤改良。
電氣連續(xù)性與等電位:
金屬部件與等電位排之間直流電阻≤0.05 Ω(常用控制線);
引下線貫通性測試,確保無斷點、搭接可靠。
外觀與防腐:
明敷導(dǎo)體順直、固定點間距合規(guī)、防護套管完整;
焊縫與切口處二次防腐到位;穿墻處密封防水。
SPD功能性:
指示窗、遙信端子、脫扣件完好;
接地引線短直、螺栓壓接力矩合規(guī),有等電位標(biāo)識。
五、避雷針防雷接地不同場景/行業(yè)的配置要點
1) 普通公共建筑/住宅
目標(biāo):直擊雷防護+合理均壓。
做法:屋面網(wǎng)+帶+必要的針組合;每個單元≥2根引下線;環(huán)形接地體+若干垂直極;弱電間設(shè)主等電位;
指標(biāo):直擊雷接地≤10 Ω;電氣連續(xù)性良好;總配電柜配I/II級SPD。
2) 高層/超高層建筑
要點:加強均壓環(huán)(每隔3~5層設(shè)環(huán)形均壓帶并與引下線閉合),屋頂金屬構(gòu)件全部納入接閃體;
引下線間距≤12 m;幕墻龍骨分區(qū)跨接;電梯井鋼筋納入等電位;
接地:環(huán)形接地+樁基鋼筋網(wǎng)多點引出;必要時設(shè)置深井接地(>20 m)。
3) 數(shù)據(jù)中心/通信機房
目標(biāo):低阻接地與低感抗路徑、強弱電全系統(tǒng)等電位。
指標(biāo):綜合/信息接地宜≤4 Ω(高等級機房常以≤1~2 Ω為工程目標(biāo));
做法:機柜列頭設(shè)置銅排母線(≥30×3 mm),地板下敷網(wǎng)格銅帶;UPS、精密空調(diào)、列頭柜、橋架雙端等電位;電源與信號全鏈路SPD(T1/T2/T3與RJ45/同軸/485等)。
4) 醫(yī)療(手術(shù)室、ICU、影像科)
要點:局部等電位嚴(yán)格、醫(yī)療IT系統(tǒng)等電位監(jiān)測;
做法:地面等電位網(wǎng)、設(shè)備基座銅帶直連等電位箱;
指標(biāo):綜合接地宜≤4 Ω;關(guān)鍵設(shè)備外殼與等電位排間≤0.05 Ω。
5) 石油化工/?;穫}儲
目標(biāo):雷電與靜電雙控制;
指標(biāo):雷電/保護地≤4 Ω;靜電接地設(shè)備—地≤100 Ω(按裝置類別與介質(zhì)從嚴(yán));
做法:大直徑儲罐采用罐頂—罐壁—基礎(chǔ)環(huán)網(wǎng)多點連接;法蘭跨接銅編織帶;裝卸鶴管靜電接地夾與連鎖;工藝管廊等電位跨接間距≤10 m;區(qū)內(nèi)電源/信號SPD分級。
6) 軌道交通(地鐵/鐵路站房與區(qū)間)
重點:區(qū)間金屬構(gòu)件(風(fēng)道、支吊架、鋼支護)連續(xù)跨接;
站房屋面設(shè)置網(wǎng)格接閃系統(tǒng);屏蔽通信/信號電纜兩端等電位;
區(qū)間接地通過綜合接地網(wǎng)與車站環(huán)網(wǎng)多點連接,電位均衡,防回流干擾。
7) 風(fēng)電/光伏電站
風(fēng)電塔:塔體鋼結(jié)構(gòu)作自然引下線,基礎(chǔ)環(huán)網(wǎng)接地,葉片內(nèi)金屬導(dǎo)體接閃并經(jīng)滑環(huán)引下;接地電阻宜≤4~10 Ω(視場地與并網(wǎng)要求從嚴(yán));
光伏方陣:支架行間鍍鋅帶跨接,每陣列兩端引下至匯集接地干線,逆變器/匯流箱/箱變分級SPD,方陣范圍等電位網(wǎng)格化。
六、常見問題與整改措施
接地電阻偏大:增設(shè)并聯(lián)接地極/加深、擴環(huán)網(wǎng)長度、化學(xué)降阻(注漿孔徑≥80 mm、分層回填),并在枯季復(fù)測。
引下線過長且多拐彎:調(diào)整路由、增設(shè)就近引下,設(shè)置環(huán)形均壓帶分層匯流。
SPD接地線過長:調(diào)整安裝位置,使SPD—PE最短并不與動力線同束。
金屬構(gòu)件未納入等電位:補做跨接,采用銅編織帶+不銹鋼抱箍,避免電化學(xué)腐蝕。
焊縫質(zhì)量差:返修滿焊,二次防腐,留影像資料;關(guān)鍵節(jié)點做放熱焊。

提交
浪涌保護器搭配后備保護器SCB的部署方案
防雷智能在線監(jiān)測(檢測)系統(tǒng)的部署方案
浪涌保護器選型與安裝應(yīng)用的全方位解析
接地電阻在線監(jiān)測系統(tǒng)原理與行業(yè)應(yīng)用方案
地鐵軌道與鐵路隧道防雷浪涌保護器選型方案