建筑物防雷设计施工常见问题探讨

1、    建筑物防雷设计施工常见问题探讨    蔡国桥 李斌摘要：建筑物的防雷装置设计施工质量是建筑物安全性能的保障，针对出现的问题及时进行分析，采取合理有效的措施解决，对建筑物的安全性提高有着重要的意义。本文介绍了在新建建筑物防雷装置施工中，接闪器施工、电涌保护器安装、接地装置施工中经常会发生的问题，并结合建筑物防雷设计的有关规范，对这些常见问题原因进行分析。關键词：防雷装置；施工；问题；剖析0 引言随着我国经济的不断增长，城市化进程加快，建筑行业得到了良好的发展。但是在建筑物的防雷装置设计施工当中，经常会发生一些危害到施工质量的问题，严重影响了建筑物的

2、使用安全。因此如何采取相应的措施来治理这些问题是施工人员需要解决的。下面就这方面进行讨论分析。1 接闪器施工常见问题接闪器由拦截闪电闪击的接闪杆、接闪带、接闪线、接闪网及金属屋面、金属构件等构成。接闪器使用的材料、规格，焊接时的搭接长度及焊接方法应符合建筑物防雷设计规范和建筑物防雷工程施工与质量验收规范的要求。在检测验收工作中，经常发现接闪器的施工存在以下误区：1.1 接闪带及网格建筑物防雷设计规范gb50057-2010对于接闪带固定支架的高度已经修改为不宜小于150mm，加高固定支架的高度能提升接闪带的接闪效率，很多设计及施工人员仍按老的规定执行，固定支架的高度设置为100mm，这是违反新

3、规范规定的。接闪带网格采用暗敷时，利用屋面梁板钢筋作跨接线，但钢筋未与引下线、接闪带等形成电气贯通，且钢筋两端未与避雷带焊接，采用这种安装方式，并未形成有效的接闪带网格。正确的施工方法是焊接时钢筋两端应与接闪带双面施焊，焊接时搭接长度不应少于圆钢直径的6倍。1.2 接闪杆建筑物屋面有超出接闪带保护范围的金属、非金属物时，可采用独立接闪杆保护。在施工过程中，很多时候考虑到了用独立接闪杆保护，但往往忽略了接闪杆与被保护物的安全距离。我们在竣工验收时经常发现接闪杆距被保护物仅1m2m，远远小于建筑物防雷设计规范规定的接闪器与被保护物不小于3m的安全距离；施工过程中常忽略了接闪杆与屋面接闪带焊接点不小

4、于2处的规定，常发现接闪杆与接闪带仅焊接1处。1.3 金属护栏作接闪带现在的很多新建筑物，出于安全和美观考虑，屋面会安装铝合金或不锈钢金属护栏，在施工时护栏处不再敷设接闪带，利用金属护栏作接闪带。这些金属护栏壁厚往往达不到规范要求的壁厚不小于2.5mm，当壁厚小于2.5mm时，接闪时可能出现护栏被击穿的情况。金属护栏壁厚小于2.5mm时，应沿金属护栏加装接闪带，并做好金属护栏与接闪带的等电位连接，使用电气连接且连接点不少于2个点。1.4 金属屋面作接闪器建筑物采用金属屋面时，金属板下面无易燃物品时，铅板的厚度不应小于2mm，不锈钢、热镀锌钢、钛和铜板的厚度不应小于0.5mm；金属板下面有易燃物

5、品时，不锈钢、热镀锌钢、钛板的厚度不应小于4mm，铜板的厚度不应小于5mm。金属板厚度符合规范要求时，可以利用金属屋面作接闪器。但在实际施工过程中，金属屋面厚度远远小于规范要求（如彩钢板上层厚度应不小于0.5mm，但实际只有0.3mm），施工方利用金属屋面作接闪器，此时金属屋面可能面临击穿的后果，无法有效接闪。当金属屋面厚度达不到规范要求时，应按规范要求敷设接闪带及网格，并做好金属屋面与接闪带的等电位连接，使金属屋面与接闪带电气贯通。1.5 屋面金属物、非金属物的防护从安全角度考虑，屋面所有金属物除做好接闪防护，还应与接闪带做好等电位连接，连接点不少于2处。有些施工方认为金属物在接闪带保护范围

6、内，不会遭受雷击，可不做等电位连接。他们忽略了金属物与接闪带的距离往往很近，达不到3m以上的安全距离，接闪带接闪时，会产生瞬间的高电位，若屋面金属物未做有效的等电位连接，接闪器与金属物间会形成瞬间高电位差，给设备和人员造成伤害。2 电涌保护器安装常见问题电涌保护器spd是用于限制瞬态过电压和分洪电涌电流的器件，至少含有一个非线性元件。电涌保护器用于防lemp和等电位连接。2.1 低压配电线路总配电电涌保护器选型错误根据iec和gb50057-2010技术规范，在电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下，应在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设i级试验的电涌保护器。电涌保护器的电压保护水

7、平值应小于或等于2.5kv。每一保护模式的冲击电流值iimp，当无法确定时应取等于或大于12.5ka。在新建筑物防雷竣工验收工作中，有50%以上的情况是：入户处（lpz0b区与lpz1区交界处）配电柜（箱），安装的是ii级试验的电涌保护器，其标称电流值及最大冲击电流值远远不能防御雷击电滋脉冲及雷电流的侵入。对于电源线路的第1级spd防护设备，首当其冲的要面对10/350？s雷电波形的闪电冲击，使用ii级试验的spd无法达到合理防护电源线路及系统设备的目的。根据iec1312-1，可推导出单位能量相同，波形不同、雷电流幅值不同情况下的关系式为：式中，i1为ii级试验spd的标称放电电流in，i2

8、为i级试验spd的冲击电流iimp；（t2）2、（t1）1分别为i级试验和ii级试验的雷电波形的半值时间，其值分别为350、20，将其代入上述关系式，可得：当ii级试验的spd标称放电电流in为20ka时，根据上式，其仅相当于i级试验spd冲击电流iimp为4.78ka（即20/4.18），也就是说应该置于2级防护的ii级试验的20kaspd，安装在1级防护时仅能耐受10/350s波形雷电流下的4.78ka，这种情况无法保护系统和spd本身。2.2 电涌保护器安装错误电涌保护器安装时采用凯文接线法，电涌保护器至总等电位端子的接地线应短而直，线长不宜大于0.5m（图1）：图1 凯文接线法但在实际

9、的施工过程中，因对规范理解不够，常见有施工单位在安装过程中，不使用凯文接线法，且电涌保护器的接地线长2m3m，甚至更长，闪电电涌通过时，会在接地线上产生寄生电感，寄生电感在导线上形成积存电压，接地线越长则积存电压越大，因spd与系统设备是并联，会将积存电壓加到系统设备上，瞬间的高电压对设备产生破坏作用。因而，电涌保护器安装时采用正确的方法才能保证瞬态过电压被限制，雷电流被正常分泄。3 接地装置施工常见问题3.1 建筑物引下线附近防跨步电压措施缺失某些施工单位对接地装置及引下线的施工焊接很认真，对防接触电压有相应措施，但对于建筑物引下线附近防跨步电压措施却不重视，在雷击发生时易引发人员伤害。在建

10、筑物外人员可经过或停留的引下线与接地体连接处3m范围内，应采用防止跨步电压对人员造成伤害的一种或多种方法：（1）铺设使地面电阻率不小于50k·m的5cm厚的沥青层或15cm厚的砾石层；（2）用网状接地装置对地面做均衡电位处理。（3）设立阻止人员进入的护栏或警示牌。3.2 建筑物接地装置埋深不够建筑物防雷设计规范对接地体的埋深有严格的要求，埋深不应小于0.5m。某些建筑物利用地梁作为水平接地体，这些建筑物有地下室或者有架空层，由于施工人员对规范理解、执行不够，在局部地方地梁深度达不到规范要求的埋设深度；即使地梁的深度达到了要求，由于施工条件受限制，施工人员不了解规范要求，没有把地梁的底筋作为水平地极，而采用地梁面筋作为水平地极，地梁面筋离地面很近，达不到规范要求的安全埋深距离。埋深不够易引起跨步电压，正确的施工方法是地梁面筋应距地面埋深达0.5m以上。4 结语综上所述，要避免新建的建筑物出现防雷装置施工问题，就需要施工人员在新建建筑物防雷装置设计、施工过程认真掌握并熟练运用建筑物防雷设计的相关规范，施工时做好施工的全过程质量管理