高层建筑物防雷检测技术研究
郑丽华1 罗国华2
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郑丽华1 罗国华2,. 高层建筑物防雷检测技术研究[J]. 电气学报,2021.4. DOI:10.12721/ccn.2021.157039.
摘要: 随着国家城市化发展进程的不断加快,城市中高层建筑大量崛起,而高层建筑在解决人们居住问题的同时,也产生了高层建筑容易遭到雷电灾害影响等问题。随着社会环境的变化,加之装置被锈蚀、元件接触不良以及接地电阻参数设置增大等多种原因的共同影响大大提升了高层建筑遭受雷电灾害的可能性,若装置检修不及时可增加高层建筑受到二次雷电灾害的几率。由此可见高层建筑防雷装置定期检修具有重要的现实意义。基于此,文章主要对高层建筑物防雷检测技术和实施要点进行了分析,以期进一步推动高层建筑防雷检测技术的发展。
关键词: 高层建筑物;防雷检测技术;实施要点;研究
DOI:10.12721/ccn.2021.157039
基金资助:

在我国,高度为24-100米的建筑物通常称为高层建筑物,而高度为100米或以上的建筑物则称为超高层建筑物。近年来,随着社会的发展和城市建筑用地的减少,新的城市建筑物的高度逐渐增加,高度在100米以上的建筑物并不少见,有些超高建筑物在400米以上。这些钢筋混凝土和钢结构的建筑物明显改变了雷云先导电场的分布,并且受到雷击次数显着增加,大大提高了高层建筑的防雷要求。对于防雷检测工作,准确确定建筑物中每个检测点的防雷和接地性能非常重要。

1.雷电灾害的主要表现形式

当前将雷电灾害分为两种形式,其一,雷电直接袭击在建筑物上,进而产生的热效应作用或者是电动力作用;其二,雷电自然释放电物质进而产生的强大电流或者随之产生的静电以及电磁感应。雷电灾害的危害较多,主要包括:第一,建筑物受到雷击后会释放出强大的电流,并产生高热或高温现象,严重时可引发燃烧或热熔情况,进而破坏建筑物以及其周边附属物等。若建筑物内或附近有人也会对人体造成伤害;第二,一般情况下雷击建筑物放电通道的温度可达20000℃或以上,放电点的超高温度可使周边空气急剧膨胀、振动,进而发出冲击波;第三,雷击时会产生强大电流使附近的空间形成一个电磁场,电磁场强度超过一定的临界值时可对周边大地放电,若周边存在易燃易爆物品则可发生大爆炸;第四,雷击能够产生高压和静电,在遇到电力或者通讯系统时会损坏与其相连接的电气设备。

2.高层建筑物防雷技术

2.1高层建筑物防雷设施

高层建筑物的防雷设施主要通过安装接闪带或接闪杆来实现防雷(主要指直击雷)。使用导线将电流从防雷装置传输到地面,为避免雷电事故。在高层建筑设计中,导体将整个建筑基础用作接地体。同时,建筑物的柱子和墙壁上的主要钢筋用作防雷的导线。主钢筋必须逐层连续焊接,直到顶层通过该设计与防雷装置连接。将整栋建筑物构建到防雷结构中以防雷,更有效地防止雷电灾害的发生。

2.2高层建筑物防雷系统的构成

高层建筑防雷系统的设计与部署主要是根据建筑物的防雷等级来实现的。根据建筑物周围环境的特征,建筑物的室内布局以及该地区的雷击频率,全面确定建筑物的防雷等级的必要性,如有必要,应由有关部门评估雷电的风险。根据上面的综合信息,为现代高层建筑设计防雷系统。现代高层建筑中的综合防雷系统主要由两部分组成。它们是外部防雷系统和内部防雷系统。外部防雷系统主要由基本接地体,人工接地体,引下线,均压环,接闪器装置,接地系统等组成,主要将雷电直接引入地面。内部防雷系统主要由基础等位电连接,接地装置,电涌保护器,集成布线系统和屏蔽系统由几个部分组成。其主要功能是阻止建筑物外部的雷电感应和雷电电磁脉冲。为了保护室内设备和人身安全,这两部分紧密连接。为确保防雷设施的正常运行,有关部门应定期检查建筑物的整体防雷情况。确保防雷工程系统的安全性和科学性。

3.高层建筑的防雷检测规范

3.1接闪器

接闪器具体是指在高层建筑顶端设置的包括接闪针、带、网、线在内的接闪设备的总称。接闪器一般安置在建筑物顶端墙体上缘部位,在安装时需要注意接闪器必须与引下线相连接,通过电气焊接直至缝隙饱满为止。此外,为减轻锈蚀对接闪器的影响需定期为其进行防腐锈处理。以检测规范为依据,在安装接闪带时须为其进行固定,间距控制在0.5m~1.5m范围内,支撑点的垂直拉力承受能力至少5kg。避雷网的规格选择应依据建筑的实际要求确定。建筑物高度大于60m时(其上部20%并超过60m的墙角、边缘及突出部分),房顶四周外部墙体表面应安装接闪带。接闪器的安装需要以建筑物的实际高度、长度以及宽度确定,并且需要注意接闪器上禁止连接通讯线路或者电气线路。

3.2接地装置

接地装置是指埋在建筑物周围土壤或混凝土中的金属导体,具有分配电流的功能,该接地装置可分为两种:共用接地装置和独立接地装置。共用接地装置具体是指可以由建筑物及其内部金属部件,管道,钢筋混凝土等形成的接地装置,以及建筑物外部的防雷装置。独立的接地装置是指需要接地的系统分别独立建立地网。接地装置是避雷技术最重要的一个环节,不管是直击雷、感应雷或其他形式的雷,最终都是把雷电流送入大地。因此,没有合理的接地装置是不可能可靠的避雷的。

3.3引下线

所谓的引下线具体是指连接接闪器和接地装置的导线主体,并具有在雷击建筑物时释放电流的功能。该装置的施工方法主要包括明、暗敷以及建筑物内主钢筋三种,后者是现阶段安装设备的常用方法。明敷的布置方法应确保切断的导体笔直且不弯曲,与接闪器设备和接地设备的连接点应牢固,并应进行防腐处理。为了确保在暗敷连接点的可靠性,设备的安装应从建筑物的基础开始,同时应在建筑物的平台上安装导线以接地。防雷检测规范规定,每座高层建筑必须至少有两条引下线,其间距由防雷建筑物的类型决定。

3.4等电位连接箱和等电位体

等电位连接箱是指把建筑内部的金属材质管道或相应构件的电气汇聚在一起的系统。该装置是高层建筑防雷系统的重要组成部分,通常设置在卫生间内,能够提供连接给室内插座装置。该装置的导线需要贯穿于塑料管内,通过暗敷方式安装在地板或墙体内。

等电位体是在建筑内部发挥防雷作用的装置,具有平衡系统电位、限制过度电压、截流、分流、屏蔽以及接地等多种作用。该装置可与建筑物内部金属材质的构件、门窗、地板以及均压环等装置共同组成一个电气连接回路。该装置的安装间距、连接点以及用料材质等可根据建筑物的实际情况选择,同时注意电阻设置。

4.高层建筑物防雷检测时注意事项

1)至少2名经过认证的检测员必须参加现场检测。可以是取样员和测试员。取样员主要负责检测观感质量、检测点取样和测点平面示意图绘制.测试员负责操作检测仪器进行电阻的测试。 2)检测需要根据单位项目进行检测,记录和发布,检测是整个建筑物的综合防雷装置检测。 3)现场环境条件应能够进行正常测试。在不下雨和土壤未冻结的日子里,有必要检测表面土壤电阻率和接地电阻的值。此外,员工进行防雷检测时应注意保护措施,穿上绝缘鞋,绝缘手套并使用绝缘垫,防止触电事故。

结语

综上所述,随着城市中高层建筑物的迅速崛起,高层建筑物的安全问题也越来越受到人们的关注,高层建筑的防雷系统作为保障高层建筑物安全的重要组成部分,在其检测过程中,一定要对每一个影响防雷系统正常运作的因素进行严格的检测,有效的对防雷检测系统进行优化,将雷电对高层建筑物的伤害降到最低,保障人民的居住安全。

参考文献

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作者简介:郑丽华(1987.04)女,汉族,江西省上高县人,本科学历,中级,从事气象防雷工作。

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