[信号传感和变送] 避雷针防雷接地与防雷工程施工方案

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地凯科技 发表于 2025-8-22 16:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、总体目标与设计分级
目标:通过“接闪—引下—接地—等电位—过电压保护(SPD)—检测维保”的完整链路,确保直击雷、感应雷与雷电电磁脉冲的能量被快速、低阻、等电位地泄放至大地,避免在建筑结构与设备上形成危险电位与过电压。
LPS(防雷装置)分级与滚动球法参考半径(与国际通行做法保持一致,工程常用值)
I级:r≈20 m(高风险、重要目标)
II级:r≈30 m
III级:r≈45 m(常见公共建筑)
IV级:r≈60 m(一般性建筑)
引下线数量与间距(工程常用控制线):
每栋建筑不应少于2根;沿建筑外檐均匀布置。
一般建筑间距宜≤18 m;当建筑高度>60 m或处雷暴日高地区,宜≤12 m并适当加密环形均压带。
二、关键材料与截面参数(推荐值)
接闪体(避雷针/带/网)
独立避雷针:
钢制镀锌杆:外径≥Φ16 mm、壁厚≥3.5 mm(或等效强度的不锈钢/铜制成品);
基座:钢板厚≥8 mm,基础内预埋锚栓,抗拔≥设计风荷载1.5倍;
高度按保护范围计算(滚动球、保护角或网格法复核)。
屋面避雷带:热镀锌扁钢 40×4 mm或圆钢≥Φ10 mm;铜材可用紫铜带 25×3 mm或圆铜≥Φ8 mm。
避雷网格:一般5×5 m 或 10×10 m(视等级与屋面功能而定),女儿墙与金属凸出物纳入网格并可靠连接。
引下线
明敷:热镀锌扁钢 40×4 mm或圆钢≥Φ10 mm;铜材:25×3 mm或≥16 mm²铜绞线(穿金属管或阻燃PVC保护)。
暗敷(利用钢筋):须焊接可靠并与基础接地体多点引出;在首层外墙周边每隔不大于建筑长边的1/3设置接地引下连接点。
接地体与接地干线
环形接地体(建筑基础周边)优先:热镀锌扁钢 40×4 mm,埋深≥0.6~0.8 m,距建筑外墙≥1.0 m;
垂直接地极:镀铜钢接地棒 Φ14Φ20 mm,单根长度2.53.0 m,接头采用楔形/螺纹/放热焊连接;在土壤电阻率高的区域可每隔5~10 m布置一根并多根并联;
焊接:扁钢搭接长度≥2 倍宽度(≥80 mm),双面满焊;圆钢搭接长度≥6d,满焊;铜与钢采用放热焊或过渡夹具并做防腐。
防腐:热镀锌层≥65 μm;焊缝清渣+双道防锈漆+沥青或环氧;沿海/化工介质环境增加防腐等级。
等电位连接与引下线保护
进入建筑的金属水管、燃气管、暖通风管、金属幕墙龙骨、屋面设备支架等,均以≥16 mm²铜线或40×4 mm扁钢做主等电位连接;
机房/医疗/精密设备区设置局部等电位,铜排厚≥3 mm,宽≥30 mm;
引下线明敷段1.5 m范围内采用金属防护套管或阻燃防护槽,防机械损伤。
接地电阻目标值(工程常用控制线)
建筑直击雷接地:≤10 Ω;
公共建筑信息系统/电子设备共用接地:宜≤4 Ω(数据中心/精密机房可按设计目标≤1~2 Ω);
石化等可燃易爆场所雷电/静电接地:≤4 Ω(静电接地设备体间≤100 Ω,按装置类别从严)。
注:以上为工程常用控制目标,最终以项目适用强制条文/专用行业规范为准。
SPD(简述,保障接地协同)
进线总配电柜:I级/Type 1 SPD,Iimp 12.5~25 kA(10/350 μs)/极(视风险);
分配电:II级/Type 2 SPD,In 20~40 kA(8/20 μs);
末端设备:III级/Type 3 SPD;
SPD接地引线:≤0.5 m、截面≥16 mm²铜(或等效),与PE/接地干线就近可靠连接,避免回路面积。
三、地凯科技防雷接地施工流程与步骤(可执行版)
1. 勘察与检测
资料收集:建筑结构图、屋面设备布置、电气系统图、金属管网分布、周边雷击环境(雷暴日)。
土壤电阻率测试:采用四探针(Wenner)法,测点≥3处,埋深与预期接地深度匹配;记录ρ—d曲线。
风险评估与LPS分级:依据建筑用途、重要度、地理位置与周边建筑高度,确定采用滚动球/网格/保护角组合方法的接闪方案。
2. 施工准备
材料进场复验:钢材镀锌层厚度、铜覆层厚度、接地棒机械性能、焊材/放热焊模具合格证;
机具:交流点焊机/电焊机、切割机、放热焊模具、接地电阻测试仪(≥3桩法/钳形法)、等电位测试仪;
安全:高处作业方案、临电三级配电两级保护、动火审批。
3. 接地系统施工
环形接地体开挖:沟宽≥400 mm、深≥600~800 mm,底部铺设细土/细砂50 mm利于导体贴地;清除尖石。
铺设扁钢/圆钢:顺直敷设,转角圆弧(弯曲半径≥10d或≥扁钢宽度10倍),减少高频雷流拐点阻抗;
焊接与连接:按前述搭接长度与满焊要求;跨建筑沉降缝处设补偿软连接(铜编织带+两端放热焊/螺栓夹具)。
垂直接地极打入:每5~10 m一根或按计算间距布置;顶端与扁钢放热焊连接;电阻率高区可采用化学降阻剂/膨润土分层回填并保持湿度。
接地引出点/测试点:在外墙每段设置可开启测试箱(不锈钢面板);测试点采用双螺栓压接或放热焊,便于分段测试。
回填与标识:合格后分层回填夯实,警示带置于距地表300 mm;地面设置接地标识。
4. 引下线施工
路径选择:尽量直线下引,避开门窗洞口与人流集中区;
敷设:明敷采用支架间距≤1.0 m;底部至地面1.5 m加防护套管;
与基础钢筋连接:暗敷时与柱主筋用双面焊≥100 mm,且每根柱至少两处与基础接地干线可靠连接。
5. 接闪体施工(屋面)
避雷针基础:预埋件找平,化学/机械锚栓复核抗拔;立杆垂直度≤1/1000;
避雷带/网:沿屋面女儿墙与屋脊布置;穿越伸缩缝处设软连接;与屋面金属设备基座等电位焊接/螺栓连接;
金属构件利用:连续金属栏杆、金属屋面若满足厚度与连续性要求,可作为接闪/引下构件,端部跨接保证电气连续。
6. 等电位连接
主等电位:配电室或设备间设PE汇集排(铜排不小于30×3 mm),将建筑钢筋、金属管道、外来导电部分全部连接;
局部等电位:机房、手术室、MRI等敏感区使用等电位铜排与网格铜带,布置间距≤2.5 m(视电磁敏感度调整),所有机柜/设备接至等电位排。
7. SPD与接地协同(要点)
进线柜SPD经最短路径(≤0.5 m)接至PE/接地干线;相-地、相-相、N-PE按制式选型;
各级SPD间距离≥10 m或采用退耦电感/带电感特性的配线,实现能量配合;
金属桥架、屏蔽电缆两端等电位,弱电入户端配信号SPD(RJ45、同轴、485/4~20mA等型号匹配)。
8. 质量控制与过程验收
隐蔽工程验收:开挖、焊接、放热焊、接地极布置、测试点位置,完成影像与测点台账;
焊缝抽检:外观、长度、饱满度、无夹渣裂纹;必要时超声/磁粉复检;
电阻阶段性测试:环接地体完成后即用三桩法测试,记录季节与含水率,必要时折算至枯季;
资料:材料合格证、试验报告、测量记录、变更签证、竣工图完善归档。
四、检测与验收指标(工程通行做法)
接地电阻:
按断开测试点的三桩法测量,雨后与枯季各测一次;
目标值见前述“接地电阻目标值”;当不满足时,优先加长/加密接地极、扩大环网、土壤改良。
电气连续性与等电位:
金属部件与等电位排之间直流电阻≤0.05 Ω(常用控制线);
引下线贯通性测试,确保无断点、搭接可靠。
外观与防腐:
明敷导体顺直、固定点间距合规、防护套管完整;
焊缝与切口处二次防腐到位;穿墙处密封防水。
SPD功能性:
指示窗、遥信端子、脱扣件完好;
接地引线短直、螺栓压接力矩合规,有等电位标识。
五、地凯科技避雷针防雷接地不同场景/行业的配置要点
1) 普通公共建筑/住宅
目标:直击雷防护+合理均压。
做法:屋面网+带+必要的针组合;每个单元≥2根引下线;环形接地体+若干垂直极;弱电间设主等电位;
指标:直击雷接地≤10 Ω;电气连续性良好;总配电柜配I/II级SPD。
2) 高层/超高层建筑
要点:加强均压环(每隔3~5层设环形均压带并与引下线闭合),屋顶金属构件全部纳入接闪体;
引下线间距≤12 m;幕墙龙骨分区跨接;电梯井钢筋纳入等电位;
接地:环形接地+桩基钢筋网多点引出;必要时设置深井接地(>20 m)。
3) 数据中心/通信机房
目标:低阻接地与低感抗路径、强弱电全系统等电位。
指标:综合/信息接地宜≤4 Ω(高等级机房常以≤1~2 Ω为工程目标);
做法:机柜列头设置铜排母线(≥30×3 mm),地板下敷网格铜带;UPS、精密空调、列头柜、桥架双端等电位;电源与信号全链路SPD(T1/T2/T3与RJ45/同轴/485等)。
4) 医疗(手术室、ICU、影像科)
要点:局部等电位严格、医疗IT系统等电位监测;
做法:地面等电位网、设备基座铜带直连等电位箱;
指标:综合接地宜≤4 Ω;关键设备外壳与等电位排间≤0.05 Ω。
5) 石油化工/危化品仓储
目标:雷电与静电双控制;
指标:雷电/保护地≤4 Ω;静电接地设备—地≤100 Ω(按装置类别与介质从严);
做法:大直径储罐采用罐顶—罐壁—基础环网多点连接;法兰跨接铜编织带;装卸鹤管静电接地夹与连锁;工艺管廊等电位跨接间距≤10 m;区内电源/信号SPD分级。
6) 轨道交通(地铁/铁路站房与区间)
重点:区间金属构件(风道、支吊架、钢支护)连续跨接;
站房屋面设置网格接闪系统;屏蔽通信/信号电缆两端等电位;
区间接地通过综合接地网与车站环网多点连接,电位均衡,防回流干扰。
7) 风电/光伏电站
风电塔:塔体钢结构作自然引下线,基础环网接地,叶片内金属导体接闪并经滑环引下;接地电阻宜≤4~10 Ω(视场地与并网要求从严);
光伏方阵:支架行间镀锌带跨接,每阵列两端引下至汇集接地干线,逆变器/汇流箱/箱变分级SPD,方阵范围等电位网格化。
六、常见问题与整改措施
接地电阻偏大:增设并联接地极/加深、扩环网长度、化学降阻(注浆孔径≥80 mm、分层回填),并在枯季复测。
引下线过长且多拐弯:调整路由、增设就近引下,设置环形均压带分层汇流。
SPD接地线过长:调整安装位置,使SPD—PE最短并不与动力线同束。
金属构件未纳入等电位:补做跨接,采用铜编织带+不锈钢抱箍,避免电化学腐蚀。
焊缝质量差:返修满焊,二次防腐,留影像资料;关键节点做放热焊。
地凯科技避雷针的防雷工程不是“只立一根针”这么简单,而是一个接闪—引下—接地—等电位—SPD—检测的系统工程。严格按照上文给出的材料参数、施工步骤、检测指标与行业化差异配置实施,通常即可满足直击雷与感应过电压的工程控制目标。实际项目应结合所在地最新强制性条文、行业专用规范与现场土壤条件进行深化设计与复核计算,并通过全过程的隐蔽验收与测试来把控品质。若你提供项目的建筑平面、层高、屋面设备布置与土壤电阻率数据,我可以直接据此出一版尺寸化的节点大样与工程量清单。

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