惠阳城市建筑设计研究院516200
摘要：现代建筑结构的特点虽然能在一定程度上缓解雷击效应，但仍会有部分雷击对建筑物的高灵敏度电器产生一定的影响，甚至有可能会损坏电器，从而造成一定的损失。因此，建筑电气接地系统的设计显得犹为重要。
关键词：建筑电气；接地系统；设计；损失
1前言
随着全球气候变暖，各地的异常天气状况也越来越多。雷暴天气的出现次数也比以往更多，建筑系统的防雷防暴刻不容缓[1]。现代建筑越建越高，虽然在防雷防暴的设计上作了诸多改进，但仍然时有雷击事件发生。另外一方面，现代建筑承载的功能越来越多，用电量越来越大，在发生局部断电或者过载时，电气接地系统的好坏将直接决定了是否能够保护建筑内其他电气设备。
2建筑电气接地系统设计要点
2.1不同功能的电气设备选择不同的接地设计
在建筑电气接地系统中，由于所承载的功能不同，电气设备的功率、设备用材也有所不同，设备用材的不同会导致其防雷、抗雷功能有所差异。因此，不同功能的电气设备应选择不同的接地系统设计。
一般而言，根据相关的规程，金属及金属管件等电气设备应与建筑内的防雷装置相接，从而获得更好的防雷抗雷效果。如果是电缆等电气设备，则应与其他低压设备一样，横向铺设后，应与管道一起接入接地系统。
2.2对接地等级的划分
由于现代环保理念在各行业的深入发展，电气设备也开始越来越环保，其中最主要的一个表现就是电气设备的工作电压越来越低，但工作的灵敏性却越来越高[2]。根据建筑所在位置的地理状况、气象条件等客观环境，建筑电气设备的防雷与抗雷等级要求也不同，进而影响了其接地等级的划分。
根据国标50057--2010号的建筑物防雷设计规定，以建筑物本身的重要性、使用功能，以及建筑物所在地发生雷暴天气的可能性大小，可将建筑物的防雷接地系统分为3类，3类防雷标准在规范中已有详细表述，在此不赘述。对于接地等级的划分，结合笔者工作实践当中的经验，笔者认为接地等级、防雷等级的划分除了对接地系统的设计有引导作用外，还对实际措施有很强的规范性作用。比如，在1级防雷接地系统设计中，按照规范要求，1级防雷接地系统主要是为了防止直接雷击与感应雷击，对于建筑物顶部的接地系统设计，以避雷网及避雷针为主，避雷网的安装应遵循网孔小于或等于5*5m的标准规范，以点距测量计算，屋面任意位置的点到网的距离都不应超过5M。
2.3接地系统的选择
常用的接地系统有不同的形式，以低压配电系统为例，低压配电的接地系统有TN、TT、IT等3种。其中TN系统又可分为S、C及C-S等3种系统，TN-S系统就是常用的三相五线制，TN-S系统在实际应用中最广，但是对于建筑物现场的安全及电磁干扰有着极为严格的要求。TN-C系统的优势在于所有电气设备的外露部分均可与系统中的N线及PE线相连，但是其劣势在于一旦电气设备通电工作，则中线N线上的负载电压会非常高，当电气设备存在易导电、易漏电的情况时，会有高压触电的危险，在实际应用中，N线与PE线接反的情况也时有发生，总之，TN-C系统对接线工作人员的专业素养要求较高。TN-C-S系统的优势在于其系统中的前一部分线路的中线与接地保护线是合二为一的，但后一部分的中线与接地保护线却是共用的，因此，TN-C-S系统结合了TN-C与TN-S系统的所有优势，但也包涵了TN-C与TN-S系统的劣势。综上所述，根据不同的接地系统的要求，应选择不同的接地系统。在实际应用中，高配的接地系统不一定是最好的选择，应根据实际情况，选择合适的接地系统。
2.4接地系统设计应注意的其他事项
根据建筑物所在地的地形、地况及大气环境，对建筑物所在地的年雷击次数进行预估，年预计雷击次数的计算公式（1）如下：
在公式（1）中，N代表建筑物一年预计遭受的雷击次数，k代表校正系数，Ng代表建筑物所在地遭受雷击的年均密度。其中k在一般情况下等于1，但是在特殊的地理位置条件下，k取值会有所不同，比如在多阴雨的潮湿地区，k值一般为1.5，而在荒野地区、遮蔽物少的地区，k取值一般为2。
接地系统设计还应注意的另一个重要事项是建筑物的高度问题。当建筑物的高度小于100M时，不同建筑物面截收雷击次数的计算公式是不同的[3]。当建筑物的高度大于100M时，建筑物截收雷击次数的计算公式可以按相同的频率进行计算，在平面计算结果的基础上进行侧面与背面的雷击次数有效预估计算。
2.5电气设备安全防护与建筑物安全防护
现代建筑物接地系统的防雷防暴功能是由电气设备安全防护与建筑物安全防护两部分组成的，现代雷击实验表明，直接的雷击对建筑物及建筑物内电气设备的影响并不是很大，其危害程度也相对较小，而危害较大的往往是高电压脉冲效应与雷击引起的雷电冲击，二者的危害程度甚于直接雷击。笔者经过多年的工作实践认为，现代建筑物中，雷电冲击对建筑物内网络通信设备的损害主要有四个方面，一是对网络通信设备电源系统的损害，二是对网络通信设备信号传输通道的损害，三是对网络通信设备电磁脉冲的损害，四是对网络通信设备机房的损害[4]。这四个损害如要避免，则不仅需要对相应的电气设备进行安全防护，还应对建筑物进行安全防护。
2.6建筑物电气系统接地防雷的具体措施
建筑物电气系统接地的主要目的是为了防雷击危害，而雷击危害可分为直击雷与侧击雷两种，防直击雷危害一般会在建筑物的顶楼安装避雷装置，比如，前文提到的避雷网、避雷针，以及建筑物顶楼的金属构造物与防雷装置的联接等措施；而防侧击雷的具体措施有利用建筑物的主体结构，比如建筑物侧面的金属门窗、金属栏杆等构造物，将其与等电位的金属物顶端或底端进行联接，从而与整幢建筑物的防雷击装置进行联接。
3结论
实践证明，现代建筑物的电气接地系统仍侧重于户外的防雷装置设计，而往往忽略了当极端情况发生时，比如户外线路遭受雷击时，户外线路中的大电流会对建筑物内的其他电气设备形成一个强烈的电流冲击，从而有可能损坏电气设备，因此，在实践过程中，除了重视建筑物户外接地系统的设计外，更应重视对传导雷击的防护接地系统设计。在实际设计过程中，许多建筑物电气接地系统的设计者局限于各种客观条件，无法进行良好的电气接地系统设计，比如，由于建筑物建设成本的限制，无法使用良好的、合适的接地系统，致使整个建筑物的电气接地系统处于低配的状态，从而无法满足日常的建筑物电气接地防雷系统的要求。
老旧小区的电气接地系统由于电气设备的老化、防雷装置的陈旧，也会陷入接地功能大打折扣的状态，因此，老旧小区的电气接地系统的更新维护是目前建筑物电气接地系统设计的一块空白市场，也是一块亟待开发的市场。如能高效地解决老旧小区的电气接地系统的改造升级问题，对建筑物电气接地系统设计工作是一块很好的补白。未来，随着智能化时代的到来，现代建筑电气接地系统的设计会趋于智能化与大数据终端控制化。
参考文献
[1]马正慧.关于建筑电气低压配电设计中各种接地系统的研究[J].科技与创新,2016(9):94-94.
[2]彭寒冬.建筑电气设计中接地系统的问题分析[J].江西建材,2017(3):196-196.
[3]罗坚恒.建筑电气设备安装中防雷接地系统施工技术分析[J].中国建设信息化,2016(10):62-63.
[4]梅丹.建筑电气防雷接地系统的设计和防雷措施[J].建材与装饰,2017(13):25-25.