接地功能

接地功能（共4篇）

接地功能 篇1

1 前 言

我国大多数配电网均是小电流接地系统, 10kV馈线大多采用的是中性点不接地方式。中性点不接地方式的优点是结构简单, 运行方便, 不需任何附加设备, 若是瞬时故障, 一般能自动熄弧, 非故障相电压升高不大, 不会破坏系统的对称性, 单相接地电流较小, 单相接地不形成短路回路, 运行中可允许单相接地故障存在一段时间, 电力系统安全运行规程规定可继续运行1～2 个小时, 从而获得排除故障时间, 若是由于雷击引起的绝缘闪络, 则绝缘可能自行恢复, 相对地提高了供电的可靠性。

随着城市配电网的高速发展, 电缆线路的增多, 电容电流数值大幅度增加, 长时间运行易使故障扩大成两点或多点接地短路, 进而损坏设备, 破坏系统安全运行。因此, 迅速确定故障线路并及时排除非常重要。

大多的保护装置中都设置了小电流接地故障选线功能, 以下在对几个装置所采用的方法进行了仿真后, 发现了其中的一些不足之处。现列举其中的较为典型的使用较多的两个装置: RCS-9000系列装置和CSL216B装置进行介绍。

2 两种装置选线功能比较

2.1 RCS-9000系列

此装置采用比较同一母线上各条线路零序电流五次谐波幅值和方向的方法来判断接地线路, 对此装置的验证中发现, 如果接地时过渡电阻较小, 则可以很好的进行选线, 波形如图1所示, 由图1可以看出, 故障线路与非故障线路相位有明显的反相关系, 可以正确判断出故障线路;但是, 当过渡电阻较大时, 本选线方法则不能进行正确选线, 波形如图2所示, 可以看出故障线路与非故障线路相位差较小, 没有反相关系。 此外, 当故障发生时有噪声干扰, 也不能正确选线, 波形如图3所示, 故障线路与非故障线路相位一致, 无法正确选线。

2.2 CSL216B装置

该装置当3U0升高时, 则认为发生接地, 然后利用装置内计算的3U0、3I0向量及零序功率方向来进行选线。经过对此方法的验证, 同样可以发现, 如果接地时过渡电阻较小且故障发生在相电压最大值附近, 能进行较好的选线, 故障线路与非故障线路零序功率方向相反, 选线结果如表1所示;但是, 如果过渡电阻较大即使故障发生在相电压最大值附近, 本选线方法则不能进行正确选线, 选线结果如表2所示。同时, 由表1、表2可以看出, 当故障发生在相电压最小值附近, 即使没有任何干扰的情况下, 同样也不能正确选线。

注:在过渡电阻为2Ω的情况下, 当故障发生在相电压最小值附近, 不能正确选线, 当故障发生在相电压最大值附近才可以正确选线。

注:在过渡电阻为100Ω的情况下, 无论故障发生在何种情况下, 都不能正确选线。

3 结 论

综上所述, 小电流接地选线装置在过渡电阻较大和故障发生在相电压最小值附近的情况下选线效果较差, 且抗干扰能力较差。故笔者建议在保护配置时小电流接地选线功能退出, 而选用专用的小电流接地选线装置来进行故障选线, 以快速可靠的确定故障线路来提高供电可靠性。

参考文献

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[7]朱丹, 蔡旭.小电流接地电网改进能量法接地选线原理[J].继电器, 2004, 32 (10) :44～48.

[8]贺家李, 宋从矩.电力系统继电保护原理 (增订版) [M].北京:中国电力出版社, 2004.

多功能接地电阻测量装置设计 篇2

关键词：接地网,接地电阻测量装置,变频测量,数字滤波,离散傅里叶变换

0 引言

发变电站接地网接地电阻值是发变电站接地系统的重要技术指标,它是确认接地系统的有效性、安全性以及鉴定系统是否符合设计要求的重要参数,也是检验接地网在电力系统发生故障时,能否发挥其安全保障作用的重要措施[1]。目前的测量方法有工频大电流法[2,3]、倒相法以及异频法[4],前者在外界工频干扰严重时测量误差大,且设备笨重、危险性高;倒相法要求试验、干扰信号均为理想的工频正弦波,倒相前后干扰信号不变,且忽略了谐波及其他高次杂波的干扰,因此测量效果不理想[1,5];异频法因其测试电流小且试验信号频率偏离工频干扰,易通过信号处理消除外界干扰,系统测量精度高[6]。本文以多功能接地电阻测量装置的研究为背景,介绍了变频测量的原理及系统总体设计方案,并基于数字滤波及离散傅里叶变换DFT(Discrete Fourier Transform)解决了噪声和谐波干扰问题,提高了测量精度。

1 变频测量原理

1.1 变频测量方法

变频测量方法及等效电路如图1所示。

为了便于表达,分别用 RG、RC、RL 表示接地网等效电阻、电流极等效电阻、引线等效电阻,u′(t)表示因系统不平衡电流流过接地网而产生的干扰电压,假设变频电源输出电流为 is(t)=I0 sin(2 πft+α),在接地等效电阻上产生电压 uG(t)=is(t)RG=I0RG×sin(2πft+α),并设干扰信号频率为 f0、f1、…、fN,则在接地网上形成的干扰电压为$u^{\prime }(t)={\displaystyle \sum _{i=0}^{{\rm N}}{U}^{\prime }}{}_{\text{m}i}\times \sin (2\text{π}f{}_{i}t+\beta {}_i)‚U^{\prime }$mi、βi 分别是频率为 fi 谐波的幅值与初始相位,则实际测量到的电压信号 u(t)和电流信号 i(t)分别为

u(t)=uG(t)+u′(t)=I0RGsin

$\begin{array}{l}(2\text{π}ft+\alpha )+\\ {\displaystyle \sum _{i=0}^{{\rm N}}{U}^{\prime }}{}_{\text{m}i}\sin (2\text{π}f{}_{i}t+\beta {}_i)\\ i(t)={\rm I}{}_0\sin (2\text{π}ft+\alpha )+\frac{u^{\prime }(t)}{R{}_{\text{G}}+R{}_{\text{C}}+R{}_{\text{L}}}\end{array}$

由此可见,传感器采集的是干扰信号与有效信号叠加后的值,在初始相位未知的情况下很难进行区别,因此提出了变频测量法即通过调整电源输出频率以规避干扰频谱(f≠fi)的测量方法。

1.2 数字滤波原理

由上述分析可知,接地网中的零序电流以及其他杂波对接地电阻的测量精度影响较大,采用传统的模拟滤波方式很难实现设计目标。因此,系统运用小波变换多分辨率特性对采样信号进行数字滤波,即利用低通滤波器 hn 和高通滤波器 gn,将信号在时间和频率不同的尺度上分解为低频分量和高频分量,以提取所需信号的特征。

设采样频率为 fs,则信号 f(t) 经过 hn 滤波器后将得到介于[0,fs/4]的低频分量——近似部分,信号经过 gn 滤波器后将得到介于[fs/4,fs/2]的高频分量——细节部分。再对近似部分进行低通和高通滤波,则可以得到尺度2上的近似部分和细节部分,如此往复直至设定的分解截止频率[7,8,9]。Mallat 分解算法如下:

$\begin{array}{l}c{}_{j+1}(n)={\displaystyle \sum _{k}h}(k-2n)c{}_j(k)\\ d{}_{j+1}(n)={\displaystyle \sum _{k}g}(k-2n)c{}_j(k)\end{array}$

重构是分解的逆过程,其算法如下:

$\begin{array}{l}c{}_j(n)={\displaystyle \sum _k\overline{h}}(k-2n)c{}_{j+1}(k)+\\ {\displaystyle \sum _k\overline{g}}(k-2n)d{}_{j+1}(k)\end{array}$

其中,cj(n)、dj(n)分别是尺度 j 上的近似部分、细节部分,k 为滤波器长度,当 j=0时 c0(n)即为原始采样信号。h(k-2n)、g(k-2n)分别为低通、高通分解滤波器参数,$\overline{h}(k-2n)$、$\overline{g}(k-2n)$分别为低通、高通重构滤波器参数。

根据规范要求(测量频率宜在40～60 Hz)[10],本系统设置最高信号采样频率为2 400 Hz,由香农定理可知,信号最高频率为1 200 Hz,利用 Mallat 算法选用 db40小波对原始采样数据即离散电压序列 fU(i)和电流序列 fI(i)(i=0,ΔT,2ΔT,…,(N-1)ΔT)进行5尺度分解,滤除大于75 Hz 的信号(即第 1～4 层的细节部分对应的小波系数置0)和小于37.5 Hz 的信号(即第 5 层的近似部分对应的小波系数置0)并进行重构即可以获得频率范围为37.5～75 Hz 的离散电压序列 fU(n)和电流序列 fI(n)(n=0,ΔT,2ΔT,…,(N-1)ΔT)。

1.3 接地电阻计算

在数字滤波的基础上,对离散序列 fU(n)、fI(n)分别进行 DFT 即可获得电压、电流的频谱函数[10]:

$\begin{array}{l}F{}_U(k)={\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}f}{}_U(n)\text{e}{}^{-\text{j}\frac{2\text{π}}{{\rm N}}kn}=\\ {\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}f}{}_U(n)\left[\cos \left(\frac{2\text{π}}{{\rm N}}kn\right)+\text{j}\text{s}\text{i}\text{n}\left(-\frac{2\text{π}}{{\rm N}}kn\right)\right]\end{array}$

$\begin{array}{l}F{}_{{\rm I}}(k)={\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}f}{}_{{\rm I}}(n)\text{e}{}^{-\text{j}\frac{2\text{π}}{{\rm N}}kn}=\\ {\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}f}{}_{{\rm I}}(n)\left[\cos \left(\frac{2\text{π}}{{\rm N}}kn\right)+\text{j}\text{s}\text{i}\text{n}\left(-\frac{2\text{π}}{{\rm N}}kn\right)\right]\end{array}$

其中,k=0,1,2,…,N-1,令k=1得电压、电流的基波频谱函数:

$\begin{array}{l}F{}_U(1)={\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}f}{}_U(n)\text{e}{}^{-\text{j}\frac{2\text{π}}{{\rm N}}n}=a{}_U+\text{j}b{}_U\\ F{}_{{\rm I}}(1)={\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}f}{}_{{\rm I}}(n)\text{e}{}^{-\text{j}\frac{2\text{π}}{{\rm N}}n}=a{}_{{\rm I}}+\text{j}b{}_{{\rm I}}\\ a{}_U={\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}f}{}_U(n)\cos \left(\frac{2\text{π}}{{\rm N}}n\right),b{}_U=-{\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}f}{}_U(n)\sin \left(\frac{2\text{π}}{{\rm N}}n\right)\\ a{}_{{\rm I}}={\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}f}{}_{{\rm I}}(n)\cos \left(\frac{2\text{π}}{{\rm N}}n\right),b{}_{{\rm I}}=-{\displaystyle \sum _{n=0}^{{\rm N}-1}f}{}_{{\rm I}}(n)\sin \left(\frac{2\text{π}}{{\rm N}}n\right)\end{array}$

由电压、电流基波频谱函数即可获得电压与电流相位差:

$\text{Δ}\phi =\phi {}_U-\phi {}_{{\rm I}}=\arctan \left(\frac{a{}_{{\rm I}}b{}_U-a{}_{U}b{}_{{\rm I}}}{a{}_{U}a{}_{{\rm I}}+b{}_{U}b{}_{{\rm I}}}\right)$

电压极电压、电流极电流有效值:

$U=\sqrt{(a{}_U^2+b{}_U^2)/2},{\rm I}=\sqrt{(a{}_{{\rm I}}^2+b{}_{{\rm I}}^2)/2}$

接地阻抗和接地电阻分别为

|Z|=U/I, R=|Z|cosΔφ

2 接地电阻测量装置

2.1 硬件系统设计

根据国家电力行业标准(交流电气装置的接地技术规程 DL/T621-1997),接地装置工频特性参数测量导则 DL/T475-2006的规定,即“使用异频电流法测量大型接地装置的工频特性参数,试验电流宜在3～20A,频率宜在40～60 Hz 范围,异于工频又尽量接近工频” [11],考虑到实际应用中的具体情况,多功能接地电阻测量装置提供了地网接地电阻、土壤电阻率、接地装置连通电阻等测量功能,其总体框图如图2所示。

该系统由中央处理器 CPU、信号检测与转换模块、调频调压 SPWM 模块、IPM 驱动电路、AC-DC 整流电路、DC-AC 逆变电路、低通滤波回路、隔离变压器、键盘电路、LCD显示与智能微型打印机、电源监控与复位电路组成。其中,由 CPU 负责扫描键盘信号,采集信号检测与转换模块反馈的电压极电压、电流极注入电流及低通滤波器2的输出电压,用于接地电阻计算与显示,实施系统软件保护等;此外,微处理器根据选定的频率点依次扫描(如44 Hz、46 Hz、54 Hz、56 Hz 4个频点)[12],通过自动或手动模式控制 SPWM 模块按固定电压步进值和时间间隔输出定频调压脉冲驱动信号,以驱动 DC-AC 逆变电路输出相应频率和幅值的交流信号,该信号经低通滤波器2及隔离变压器施加到被测接地回路,直至预设定的电流等级,并记录此时各频率等级的电流极电流、电压极电压,以便最终计算50 Hz 所对应的接地电阻(含电流极、电压极引线间互感,当两引线间相距200 m 以上分开布置时,可有效减小引线间互感对接地电阻测量值的影响[13])。整机变频电源频率输出范围30～70 Hz,最大输出电流10 A,接地电阻测量范围1 mΩ～99 Ω,测量精度达1级。本文限于篇幅,仅给出系统总体框架结构,DC-AC 逆变电路、调频调压 SPWM、IPM 驱动等模块可参见文献[14,15]。

2.2 软件系统设计

在硬件平台确定的基础上,软件是决定系统功能强弱的关键。在本次设计中,本着充分发挥硬件潜力、构造完善功能的原则,采用结构化软件设计方法,按功能将程序划分成初始化模块、自检模块、默认参数设置模块、系统运行参数设置模块、接地电阻测量模块、土壤电阻率测量模块、连通电阻测量模块、显示与打印模块、键盘扫描模块(自动/手动运行、上/下、确认、返回键以及频率和电压调节键)、中断处理(外部事件触发中断、定时器中断和软计数器中断)、数据处理等模块。本文限于篇幅,仅给出系统主程序框图如图3所示。

3 结语

多功能接地电阻测量装置基于变频测量原理,通过注入较小的电流实施测量,降低了大电流测量的危险性,减轻了设备重量,此外由于在系统中引入了数字滤波及离散傅里叶变换技术,有效地消除了接地网噪声和谐波干扰,从而大幅提高了测量精度。该系统自试运行以来,表明系统设计合理,性能稳定可靠,达到了预定的技术指标,且非常适合现场测试。

接地功能 篇3

城市中每一栋建筑都具备接地的线路系统, 而在智能楼房建筑逐渐覆盖城市取代旧楼的今天, 建筑物中装置的接地线路系统需要具有理想的防雷效果。这样在雷雨天时[1], 如果雷电打到楼房建筑上, 系统也可以通过线路将雷电带来的巨大电流引导到地层中, 以此维护建筑的完整以及内部居民的安全。同时, 接地系统还能令楼房建筑之中的各种设备以及电气拥有电压平均的、电位平衡的雷电阻隔构造。在帮助楼房建筑进行接地线路规划时, 必须重点强化线路系统的防雷效果, 令内部居民能够放心在楼房建筑内部生活。

2 建筑内电气装置接地系统的防护设计

2.1 接地系统存在的问题和防护设计方式

城市不少建筑在装置线路以及电气时, 会把许多电气和线路都安装在楼房的外部, 并且地面部分的某些线路容易出现短路。这些情况致使装置在外部的导电线路结构中存在一定的故障电压。当出现线路存在故障电压并且未能马上处理时, 就可能形成电弧并导致着火情况。所以在对线路进行规划设计时, 对于建筑内部的配电间必须设计重复接地的一段线路, 同时其中如果存在总配电装置, 也需要进行反复接地的设计, 在建筑之中存在许多配电的设备以及线路, 在这些线路内部的中间部分和尾端, 需要通过重复接地的设备对这些重要部分进行防雷保护。除此之外, 在设计时还应该进行多点保护设置, 同时要妥善选用保护线路及电气的漏电维护系统的类别。

2.2 防雷系统存在的问题和防护设计方式

在打雷时, 雷电一般通过直接劈打的方式接触耸立的建筑或者物体, 而当城市电气设备的装置数量越来越多, 打雷时雷电能够经由一些金属材质的物品或者导电设施, 通过传输电流的方式毁坏楼房建筑的内部, 或者通过电流引导对建筑之中活动的人员带来威胁[2]。因为雷电迫害楼房以及居民的方式出现了变化, 防雷的系统也随之进行了更新。从前一般只需单纯在楼房建筑上装置一根避雷针设施或者装置阻挡电流的避雷带, 但是现在都需要实施ADBSGP。目前打雷时所带来的电流会通过通信装置、网络线路以及某些无线的装置和设备传输并侵犯楼房建筑的内部。当发生这种类型的雷击情况时, 通常会给楼房内部的民众带来恶劣的损失和侵害。

目前不少城市楼房建筑之中都装置了具有防雷作用的电涌维护设备。这种保护装置在运行是能够压制附近的浪涌电流, 同时还能够对过电压进行防控, 以此保障建筑内部各个电气装置以及线路的安全。通过电涌设备能在一段非常短暂的事件中, 将维护传导线路移动并转接到附近的等电位结构内部, 令电气装置上多处电压都可以转换为等电位水平, 同时将由雷电打击而出现的强大脉冲传输至地层。随后这些设备上不同端口原本存在的电位差值会逐渐复原并下降, 由此一来连接在线路系统之中的装置以及设备就可以获得保障与维护。概括来说, 电涌维护装置在楼房建筑的线路中除了包括信息方面的维护装置之外, 还有针对电源设备装置的电涌设备, 此外具有绝缘能力的火化隙装置和其中的等电位线路连接都是关键部分[3]。如果按照电涌设备之中的电流传输实际流通量来说, 能够划分成过电压维护装置、雷电防护装置以及相应的SPD。在整体电路结构之中的进入以及输出电缆中, 需要装置上电涌保护器装置。如果雷电落下时对电缆线路造成直接侵害, 或者电缆在运作时对过电压产生明显的感应, 就能经由电涌装置对电压指数以及电位进行调整, 令系统之中的设备在不同的端口上都能够达到一个相等、平衡的电压水平, 这样就能达到维护线路设备的效果。

3 对楼房建筑之中的雷电防护接地线路系统进行设计的方式

对于当前的楼房建筑来说, 在内部装置具有防雷作用的接地系统对于线路设计而言是非常关键的环节。通常将楼房建筑之中的雷电防护设计系统能够划分成三个不同的类别:即专业电气设计领域中所说的一类线路、二类线路以及三类线路。对于许多用于居住的楼房建筑来说, 通常选择装置二类的线路系统, 这个系统具备理想的雷电防护效果, 如果楼房建筑之中装置了某些具有爆炸可能的设备或者堆放了一些容易起火的物品, 就需要选择一类的雷电防护系统设计, 这个类别的雷电防护线路系统通常包含电路的引下线部分、接闪装置以及平衡电压的均压环部分, 同时其中还有连接地层的线路结构。在一类设计中, 对接闪装置进行设计时, 技术人员通常会选择装置避雷针设备以及避雷带, 或者将这两种具有避雷效果的设备结合起来。在对避雷带设施进行装置时, 需要顺着房屋的边角, 楼房中的窗檐以及屋脊部分进行敷设。对于建筑楼房外层的一些金属材质部分和某些建筑构件, 则必须和雷电防护设备进行贯通衔接。对于楼房上方的接闪装置, 则需联合其中的引下线进行衔接并利用电焊方式相互关联。在一些楼层较高的建筑楼房中, 引下线部分需要尽可能选择钢筋材质或者水泥材质充当系统之中的引下线, 在系统的引下线结构之中包含两条关键的钢筋材质, 这个部分的钢筋材料在粗细上需要超过12毫米, 设计和装置时需要通过电焊技术或者特殊的捆绑方式将两根关键的主钢筋互相连接。在系统之中的引下线部分, 可以设定多个进行测量的准确位置, 将连接地层电压电位平衡的连接板互相衔接起来。设计引下线结构能够通过多点将接收到的雷电迅速导出, 并且可以节约许多设计及安装材料, 在实际装置施工方面更加便捷, 并且不会对楼房外部设计的美观性造成破坏[4]。

对于建筑楼房的地线连接系统进行设计时, 为保证设计的品质可以选择通过外圈部分的一些桩基以及基础梁所装置的钢筋形成一个完整的闭环, 假如在设计环境中无法利用基础梁内部的钢筋进行衔接, 就需要选择直径为4mm、长度为40mm的扁形钢条充当其中的连接主体, 让楼房以外的系统能够敷设为完整的圆环形状, 同时要保证环形的闭合性, 并在水平方向上进行接地。设计时需要将系统之中全部的闭环结构以及桩基部分联合起来。

4 结束语

无论在哪个时期, 接地线路系统都能够发挥维护楼房建筑以及民众安全的作用, 所以要保证接地线路设计完善, 在正式投入运作使用之后, 能够发挥优良的防雷效果。要想楼房建筑之中的接地线路系统能长期稳定运作, 就需要做好设计工作, 对于其中的连接必须保证等电位, 同时对于楼房建筑中的信号传输线路、电能的电源线路以及其中金属材质的管网, 都需要设计对应的电涌维护设备, 并等电位通过线路直接实施对应的连接, 同时对于建筑时钟的保护区, 同样需要进行等电位设计。

参考文献

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接地功能 篇4

防雷装置:包括外部雷电防护装置和内部雷电防护装置。其中内部雷电防护装置又可分为等电位连接系统、合理布线系统、屏蔽系统、电涌保护器等几个部分, 它的主要作用是避免雷电流在产生的电磁效应影响与破坏需防空间内的布置。而外部雷电防护装置主要作用是防直击雷, 它可以分为引下线、接闪器和接地装置等。避雷引下线:避雷引下线是将避雷针接受的雷电流引向地下装置的导线体。防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。

等电位连接:是指用电涌保护器或等电位连接导体将分离的导电物体与装置相连, 其目的是防止雷电流在两者之间作用产生电位差。

雷击电磁脉冲:它是一种由干扰源的直接雷击和附近的间接雷击而引起的电磁效应。该现象大部分是由于雷电流或磁辐射干扰以及被雷电击中装置的电位上升而通过连接导体的干扰。

接地:目前最常用的防雷接地方式根据保护对象的不同分为两种, 第一种接地是为了保护设备的主要功能而进行的接地, 顾名思义, 我们将这接地方式为功能性接地, 另一种就是为了保护人或者设备不受到雷电的损坏而进行的接地保护, 这种接地方式我们称之为保护性接地。

二、高层建筑防雷接地的重要性

雷电是大气中的放电现象。雷电产生于雷雨云之中, 是发生雷电的先决条件, 气象学中, 雷雨云叫积雨云。雷电所产生的强大闪电电流、炽热的高温、猛烈的冲击波效应、瞬变静电场和强烈的电磁辐射等物理机械效应, 给人类生活带来种种危害。

高层建筑利用梁、柱、地基梁、桩基等结构钢筋, 作为防直击 (侧击) 雷的做法十分常见, 利用建筑物桩基础和地下层建筑物的混凝土基础中的钢筋或混凝土中的金属结构作为接地体时, 称为自然接地体, 为了均衡电位, 降低电位梯度。要对高层建筑物30米及以上部分, 每隔三层设均压环, 也就是将引下线与水平层内的圈梁的外侧钢筋焊接成闭合通路。由此, 天面避雷网 (针、带、线) , 引下线, 均压环及地基基础的钢筋及金属构件形成一个法拉第笼, 这样建筑内各接点形成等电位, 而且雷电流也有良好的散流途径。

三、建筑防雷接地系统的设计

防雷接地在建筑接地系统设计中是极为重要的, 一般把建筑物的防雷保护分为三级:一类、二类和三类, 民用建筑大多采用二类防雷保护进行设计, 对于建筑内存在爆炸危险环境的建筑采用一类防雷保护设计。建筑的防雷接地系统一般是由引下线、接闪器、均压环以及接地体等装置组成。其中接闪器可以使用避雷带、避雷针或者针带组合接闪器。其中避雷带要沿房角、房脊、房檐等溶液受到雷击的地方敷设。建筑表面外露的金属构件和管道要与避雷带相连接。建筑上的接闪器要同下线焊接相连通。对于高层建筑物的引下线要尽量利用钢筋混凝柱的钢筋作为引下线。选为当做引下线的柱内两根主钢筋的直径一般不小于12mm, 其两者的连接一般使用焊接法或者绑扎法均可。对于建筑物周围引下线的下部适当位置要设置几个测量点, 可以把人工接地体同等电位的连接板连接。对外引连接板同引下线的连接要使用焊接。引下线上端要同建筑的避雷装置焊接, 下端要同接地体焊接。对于引下线的这种设计优点很多, 雷电流的泄漏点多、省材料、施工方便以及不损坏建筑物外观。

在接地系统设计中接地体的设计是另一个难点。接地体一般是利用桩基内部钢筋作为自然接地体, 此种设计优点是施工方便、工程投资少、接地效果好, 设计过程应注意以下几点:利用外圈桩基和基础梁内钢筋组成的闭环, 如果没有基础地梁钢筋时, 一般用40mmx4mm的镀锌扁钢当做连接体, 使建筑的外沿敷设成闭合、环状、水平的接地体。尽量把所有桩基都和闭环连接:对于作接地装置钢筋的直径如只有一根时要大于10ram, 一般可以利用基础粱的底部两个直径大于12mm的钢筋当接地体:当使用基础内钢筋当接地体时, 其周围地面的深度要大于0.5m。

四、建筑电气的防雷

1、外部防雷

外部防雷主要指建筑物的防雷, 一般是防护直击雷, 它是防雷技术的主要组成部分。外部防雷主要采用避雷针 (避雷网、避雷线和避雷带) 和接地装置 (接地线、地极) 加以保护。防雷接闪器是专门用来接收直接雷击电流的金属物。建筑物的房顶尤其是房顶上较突出的部位 (如房角、房脊、女儿墙与房檐等) 最易遭受雷击, 设置在房顶上的设备与器具是雷击的主要对象。智能建筑多属于一级负荷, 应按一级防雷建筑物的保护措施设计。为了有效防止雷击, 应采用针网或针带组合接闪器, 在房顶最高点和其他次高点多处设置避雷针。避雷网覆盖于房顶, 并延伸到女儿墙上, 使房顶、墙均在避雷带保护范围之内。该网格与大楼柱内钢筋作电气连接, 利用柱内2根以上钢筋作引下线, 柱内钢筋与建筑物基础钢筋这个自然接地体连接。另外, 圈梁钢筋、楼层钢筋、外墙面所有金属构件也应与引下线连接, 组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样, 不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备, 而且还能防止外来的电磁干扰。

2、建筑物内部防雷

内部防雷包括防雷电感应, 防反击以及防雷电波侵入。良好的内部防雷能减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应, 并能防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害和雷电磁脉冲所造成的危害。内部防雷主要采取等电位连接、屏蔽等措施。

(1) 等电位联结

等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来。为保证建筑物内部不产生反击和危险的接触电压、跨步电压, 应当使建筑物地面、墙板和金属管、线路等都处于同一电位, 为此钢筋混凝土建筑物应在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的等电位连接板, 以便与接地主干线相连。

高层建筑物内各种金属导体和管道如金属门窗、设备的金属外壳等作等电位连接; 电源线、信号线通过电涌保护器实现等电位连接; 建筑物各处的均压环、起到一定电磁屏蔽作用的钢筋网、各处的电气以及防雷等电位连接导体形成总等电位连接, 最后与联合接地系统相连, 形成一个理想的“法拉第笼”。

(2) 合理的屏蔽

建筑物中做屏蔽的主要目的是对微电子设备的防护。对有大量微电子设备房间要采取屏蔽措施, 使仪器处于无干扰的环境中。屏蔽的有效性不仅与房间加装的屏蔽网和仪器金属外壳—屏蔽体本身有关, 还与微电子设备的电源线和信号线接口的防过电压、等电位联结和接地等措施有关。

为了保证非防雷系统的电气线路在防雷装置接闪时不受影响, 应采用金属管布线, 这样防止雷电反击的能力强, 对防各种电磁脉冲也具有较好的屏蔽能力。电气线路的主干线一般集中于高层建筑物的中心部位 ( 其雷电电磁场强度最弱) , 避免靠近做为引下线柱筋的位置, 缩小干扰的范围。穿线钢管和线槽等都应与各楼层的等电位连接板和接地母线相联结, 达到良好的屏蔽效果。

用电设备、配电设备、配电线路应采用防雷电波侵入低压系统的措施, 从配电盘引出的线路应穿钢管, 钢管的一端应与配电盘外壳相连, 另一端应与用电设备外壳、保护罩相连, 并应就近与屋顶防雷装置相连。当钢管因连接设备而中间断开时应设跨接线, 在配电盘内, 应在开关电源侧与外壳之间装过电压保护器。

综上所述, 接地是一个传统而应用广泛的电气安全措施, 为了保证接地系统的高效正常运行, 对于一些经常出现的故障如接地线与接地体的选择和安装、接地电弧性短路等问题要特别注意, 对于存在爆炸危险性的场所接地安装要更加严格, 操作要更加规范, 保证不出现意外。

摘要：现在越来越多的高层建筑, 电器对雷电的防护能力就越来越多的受到人们的重视。其实雷电不可怕, 就怕我们不去预防它的危险。雷电来了只要正确的接地, 建筑合理的设计, 电器的合理设计就能避免雷电对我们生产生活造成影响。

关键词：建筑电气,防雷接地,系统

参考文献

[1]吴勇.一智能建筑防雷接地系统现状及改进建议[J].河南电力.2011 (01)

[2]李华仁.建筑电气系统的接地与防雷[J].建筑安全.2010 (11)