建筑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(shè)計(jì)是根據(jù)雷擊類型、建筑物的防雷等級(jí)等確定，防雷保護(hù)包括建筑物、電氣設(shè)備及線路保護(hù);接地系統(tǒng)包括防雷接地、設(shè)備保護(hù)接地、工作接地。

建筑防雷接地工程圖的識(shí)讀

建筑防雷工程圖的識(shí)讀方法可以分為以下幾個(gè)步驟。

(1)明確建筑物的雷擊類型、防雷等級(jí)、防雷的措施。

(2)在防雷采用的方式確定后，分析建筑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)避雷裝置采用的材料、尺寸及型號(hào)。

我們以某住宅建筑樓防雷設(shè)計(jì)圖為例，分析建筑防雷工程圖識(shí)圖的基本方法。圖4-13為某建筑住宅樓的防雷平面圖和立體圖。從圖中可以看到該建筑防直擊雷采用屋面女兒墻敷設(shè)避雷帶，建筑物頂端突出部分也敷設(shè)避雷帶，并與屋面上避雷帶相連接。此工程采用25×4鍍鋅扁鋼作水平接地體，繞建筑物一周敷設(shè)，其接地電阻不大于10Ω。

圖4-13

圖4-13　某住宅建筑防雷接地平面圖、立體圖、側(cè)面圖

(a)平面圖;(b)北面圖;(c)側(cè)面圖

從圖4-13(a)平面圖、(b)北面圖分析，避雷帶采用25×4的鍍鋅扁鋼，用敷設(shè)在女兒墻上的支持卡子固定，支持卡子的間距為1.1m，轉(zhuǎn)角處為0.5m，避雷帶與扁鋼支架焊為一體，采用搭接焊接，其搭接長(zhǎng)度為扁鋼寬度的兩倍。引下線設(shè)置于4個(gè)墻角處，采用25×4鍍鋅扁鋼，分別在西南和東面山墻上敷設(shè)，與接地體相連。引下線在距地面2m處設(shè)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，水平接地沿建筑物一周敷設(shè)，距基礎(chǔ)中心線為0.68m。

從圖4-14某住宅建筑接地平面圖中看出，水平接地體沿建筑基礎(chǔ)四周敷設(shè)，采用25×4鍍鋅扁鋼，埋地深度為1.65m，距基礎(chǔ)中心0.65m。

電氣接地工程圖的識(shí)讀

現(xiàn)代建筑為了保障人身安全，供電及用電的正常運(yùn)行，要求有一個(gè)完整可靠的接地系統(tǒng)來保證。電氣接地工程圖包括防雷接地工程圖和電氣設(shè)備接地工程圖。本節(jié)介紹電氣接地工程圖中的保護(hù)接地及工作接地的識(shí)圖方法。

1.保護(hù)接地

保護(hù)接地是指建筑物內(nèi)的人身免遭間接接觸的電擊，在發(fā)生接地故障情況下，避免因金屬殼體間的電位差而產(chǎn)生打火引發(fā)的火災(zāi)?？梢哉f當(dāng)配電回路發(fā)生接地故障時(shí)，產(chǎn)生足夠大的接地故障電流，致使配電回路的保護(hù)開關(guān)迅速動(dòng)作，從而及時(shí)切除故障回路電源，以達(dá)到保護(hù)的目的。

圖4-14　某住宅建筑接地平面圖

(a)屋頂平面圖;(b)A—A剖面圖

高層建筑中的保護(hù)接地范圍根據(jù)“民規(guī)”中規(guī)定的電力裝置的外露可導(dǎo)部分必須保護(hù)接地。保護(hù)接地的方式根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)的規(guī)定低壓電網(wǎng)有五種接地方式。TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)及IT系統(tǒng)。TN系統(tǒng)又分為TN-S、TN-C、TN-C-S系統(tǒng)。識(shí)圖者以圖4-15 TN S系統(tǒng)的接線方式為例進(jìn)行分析，此圖為五線制系統(tǒng)，三相線L1、L2、L3，一根中性線N，一根保護(hù)線PE。正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)線PE上無電流，當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生漏電或接地故障時(shí)，保護(hù)線PE上有電流流過，使保護(hù)裝置迅速動(dòng)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(tǒng)的接線方式，接線方式為四線制系統(tǒng)，三根相線L1、L2、L3，中性線N與保護(hù)線PE合為一根。

圖4-15　TN-S系統(tǒng)的接線方式

圖4-16　TN-C系統(tǒng)的接線方式

2.工作接地

工作接地是使建筑物內(nèi)各種用電設(shè)備能正常工作所需要的接地系統(tǒng)。工作接地分為交流工作接地和直流工作接地。在民用建筑內(nèi)的交流工作接地是指交流低壓配電系統(tǒng)中電源變壓器中性點(diǎn)或引入建筑物交流電源中性線的直接接地，從而使建筑物的用電設(shè)備獲得220/380V正常電壓。直流工作接地是為了讓建筑物內(nèi)電子設(shè)備信號(hào)放大、信號(hào)傳輸以及各電路信息之間有一個(gè)基準(zhǔn)電位，使建筑物內(nèi)的弱電系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作。

3.建筑物接地網(wǎng)

圖4-17　樞紐結(jié)構(gòu)接地體

圖4-17表示了建筑物樞紐結(jié)構(gòu)接地網(wǎng)的連接形式。大樓通過建筑物主鋼筋，上端與接閃器，下端與地網(wǎng)連接，中間與各層均壓網(wǎng)或環(huán)形均壓帶連接，對(duì)進(jìn)入建筑物的各種金屬管線實(shí)施均壓等電位連接，金屬焊接為一個(gè)連接體，形成等電位接地系統(tǒng)，引至接地體。這是一種常用的防雷接地與設(shè)備接地構(gòu)成的接地網(wǎng)。

綜合實(shí)例

我們以某水泵站防雷接地系統(tǒng)為例，該站設(shè)有一套接地裝置，屋頂避雷帶平面圖和基礎(chǔ)接地平面圖如圖4-18和圖4-19所示。系統(tǒng)要求總工頻接地電阻R≤1Ω。泵站為三級(jí)防雷等級(jí)，接閃器采用屋頂裝避雷帶，直徑為8cm的鍍鋅圓鋼延泵房屋脊及屋檐安裝。避雷帶每隔7m(轉(zhuǎn)彎處0.5m)設(shè)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(shè)人工接地體，垂直接地極采用長(zhǎng)2.5m的L50×50×5熱鍍鋅角鋼，間距5m。水平接地采用40×4熱鍍鋅扁鋼，敷設(shè)深0.8m。泵房基礎(chǔ)鋼筋、供水鋼管等自然接地體，通過焊接或綁扎連成一體，與接地體相連。

圖4-18　屋頂避雷帶平面圖

圖4-19　基礎(chǔ)接地平面圖

圖4-19在基礎(chǔ)接地平面圖上標(biāo)出了在泵房周圍，有兩處接地電阻測(cè)試點(diǎn)，一處接地線引出點(diǎn)，若實(shí)測(cè)電阻不能滿足要求，可在下游側(cè)加埋人工接地體。

接地裝置分別引至箱式變壓站、開關(guān)柜、操作臺(tái)等基礎(chǔ)槽鋼及電動(dòng)機(jī)等機(jī)電設(shè)備處，所有的設(shè)備外殼、屏柜的金屬殼體、電纜的金屬護(hù)套及電纜支架都要可靠接地，以確保安全運(yùn)行。

圖4-20　某住宅綜合接地圖

我們?cè)谑煜ち送獠糠览着c內(nèi)部防雷的知識(shí)、防雷采用的措施、避雷平面圖及基礎(chǔ)接地平面圖后，進(jìn)而分析圖4-20某住宅樓采用的防雷接地的一系列措施。讀者將前面所講述的知識(shí)對(duì)照?qǐng)D逐一進(jìn)行分析，基礎(chǔ)接地、防雷裝置接地極及接地線如何實(shí)現(xiàn)等電位連接，圖中電氣接地、保護(hù)接地及輔助等電位連接的走線表示得直觀、明了，將防雷接地及電氣接地、電氣保護(hù)等利用住宅的剖面圖形象地表達(dá)出來，方便讀者理解。

圖4-21、圖4-22為某辦公樓建筑防雷設(shè)計(jì)的綜合實(shí)例，它采用了外部防雷和內(nèi)部防雷兩種方式。圖4-21建筑的立體圖將被保護(hù)的空間劃分為不同的防雷區(qū)，防雷區(qū)的劃分是以雷擊時(shí)電磁環(huán)境有無重大變化為依據(jù)的。

圖4-21

圖4-21　某辦公樓電氣系統(tǒng)防雷區(qū)域的劃分(LPZ)

圖4-22　某辦公樓電氣系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)

在圖中，為規(guī)定防雷區(qū)域各部分空間不同的雷電脈沖(LEMP)的嚴(yán)重程度和明確各區(qū)交界處的等電位連接點(diǎn)的位置，將保護(hù)的空間劃分為多個(gè)防雷區(qū)(LPZ)。

(LPZOA)：本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊和經(jīng)過的全部電流，電磁場(chǎng)沒有衰減。

(LPZOB)：本區(qū)內(nèi)所選的防雷滾球半徑對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)，各物體不太可能遭直接雷擊，電磁場(chǎng)沒有衰減。

(LPZ1)：本區(qū)內(nèi)不太可能遭直接雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的雷電流比LPZOB區(qū)小，電磁場(chǎng)得到衰減，其衰減大小取決于建筑物的屏蔽措施。其中門、窗等是引入LPZ的“洞”。

(LPZ2)：當(dāng)需要進(jìn)一步減少流入雷電流和電磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)增設(shè)后續(xù)防雷區(qū)，如帶屏蔽的機(jī)房、設(shè)備金屬外殼、機(jī)箱等。根據(jù)保護(hù)對(duì)象的環(huán)境要求選擇防雷區(qū)的條件。

TDKU1主要用于LPZ1、LPZ2和LPZ3區(qū)域的防感應(yīng)雷擊。TDKU1為電涌保護(hù)器系列。

圖4-21中，電力線和信號(hào)線從兩點(diǎn)進(jìn)入被保護(hù)區(qū)LPZ1，并在LPZOA、LPZOB與LPZ1區(qū)的交界處連接到等電位連接帶上，諸線路還連到LPZ1與LPZ2區(qū)交界處的局部帶電位聯(lián)接帶上。圖中建筑物的外屏蔽連到等電位聯(lián)接帶上，里面的房間屏蔽連到兩局部等電位聯(lián)接帶上。在諸電纜從一個(gè)防雷區(qū)穿到另一防雷區(qū)處，必須在每一交界處做等電位聯(lián)接。分雷電流不會(huì)導(dǎo)入LPZ2區(qū)，更不會(huì)穿過。

圖中形象地繪出了外部防雷采用了避雷針、避雷帶、引下線及接地體;內(nèi)部防雷利用避雷器、屏蔽、等電位聯(lián)接帶以及接地網(wǎng)。

圖4-22中包括防雷接地和電氣設(shè)備接地兩部分，從屋頂設(shè)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(shè)備的接地構(gòu)成等電位接地連接。識(shí)圖者對(duì)照了圖4-21和圖4-22分析對(duì)不同雷擊采用的防雷設(shè)備和方法，防雷接地如何與設(shè)備接地形成的接地網(wǎng)。圖中內(nèi)部防雷使用了多個(gè)電涌保護(hù)器，以防止由于感應(yīng)雷產(chǎn)生的過電壓。

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