防雷接地檢測淺析

工廠廠房的防雷接地檢測是否符合國家標準以內，接地電阻值測量是否達到設計要求，直接關系到用電設備和設施的安否得到保障。因工廠的建筑物有混凝土結構、鋼結構、煙囪等，層數不高，跨度較大，本文主要針對工廠防雷接地檢測相關內容作分析。
　　檢測執行的相關標準有：《建筑物防雷裝置檢測技術規范》（GB/T21431-2008）、《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）、《建筑物防雷工程施工與質量驗收規范》（GB 50601-2010）、《建（構）筑物防雷裝置竣工驗收檢測技術規范》（DB51/T584-2006）。
　　工廠防雷接地檢測具體分為外部檢測和內部檢測兩個方面：外部檢測包括接閃器、引下線、接地裝置等，內部檢測包括等電位連接、過電壓保護等。外部主要針對直擊雷，內部主要針對雷電感應。
　　一、檢測項目包括以下內容
　　a）建筑物的防雷分類；b）接閃器；c）引下線；d）接地裝置；e）等電位連接；f）浪涌保護器（SPD）。下面以化三車間――（含氯甲烷儲罐區、危化品庫房）為例，說明其檢測過程。
　　1、首先應明確檢測的建筑物防雷類別，按照《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）的要求，不同類別建筑物接閃器的布置要求不同（見表1）。通過查設計圖紙要求和施工驗收資料可知，化三車間廠房防雷類型屬于Ⅱ類防雷建筑物。
　　2、接閃器
　?、艡z查接閃器的規格，與大尺寸金屬物體的電氣連接情況；明敷接閃器的布置，測量有效高度，測量避雷網的網格尺寸；暗敷的敷設，接閃器的焊接，接閃導線的平正順直，無急彎和固定支架的狀況等。
　　⑵廠房建筑采用的接閃器形式是避雷帶，保護屋脊、挑檐、女兒墻和屋面等易受雷擊的部位，儲罐區為單層鋼結構廠房，長30.5m×寬15m×高9.8m，局部設有防爆區，屋面為彩鋼板，規范要求利用彩鋼板金屬體做接閃器時，厚度要達到4mm，而該廠房彩鋼板厚度只有1mm，因此增設了避雷帶，屋面的彩鋼板與檁條可靠連接，避雷帶的規格采用Ф10mm圓鋼，明敷高度0.3m，測量網格間距為6.3×7.5m，網格尺寸符合要求（見表1），避雷帶四周轉角彎曲處大于90°，彎曲半徑為Ф10mm圓鋼直徑的10倍。接閃器直線部份焊接固定點支持件間距為1m，間距均勻。利用鋼柱做為引下線，鋼柱與基礎接地可靠連接，該車間內有氯甲烷儲罐，儲罐兩側各做50mm鍍鋅扁鐵接地，與鋼柱連接，焊接長度大于扁鋼寬度的2倍，為100mm。
　　?；穾旆繛榇u砌體，長36m×寬15m×高7.7m，防雷類型Ⅱ類，避雷帶采用Ф10mm圓鋼，明敷高度200mm，網格間距為6.0×5.0m。房頂屋面女兒墻避雷帶靠外墻外表面安裝，女兒墻凈高（屋頂以上部分）h為1 m，避雷帶的起設高度在20cm，沿女兒墻做成環狀避雷帶，與柱子主筋避雷引下線連接。
　?、菍α硗庖恍┙ㄖ绱u砌體煙囪、配電室等，采用獨立避雷針來保護，在其頂部架設有避雷針，作為接閃器和引下線。應使用滾球法驗證其是否在避雷針的保護范圍內。用滾球從屋頂垂直下落會觸及的半徑高度以上部分做避雷針，避雷針按滾球半徑保護得到。
　　按GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》滾球法計算，避雷針在hx高度的保護半徑按下列計算式確定： ； ；
　　式中 ：避雷針的高度，計算中避雷針高度的取值取建筑物 高點的標高來確定高度。 ：避雷針在hx高度的保護半徑； ：滾球半徑；類防雷建筑物滾球半徑30M，第二類45M，第三類60M； ：被保護物的高度（m）； ―避雷針在地面上的保護半徑（m）。
　　如煙囪高度為25m，避雷針高度為1.5m，第二類防雷，避雷針在25m高度上的保護半徑為： =41-40.3=0.7（m），從上式得知，此煙囪上的避雷針在高度25米平面上的保護半徑為0.7米。而煙囪上端的直徑為0.6米，從而確定此避雷針能夠保護此煙囪。如果煙囪直徑增大，單支避雷針的高度要升高，可以采用兩支較矮的避雷針，每支避雷針外側的保護范圍和單支避雷針的保護范圍相同，用滾球法計算。
　　3、引下線
　　⑴檢查接下線的平均間距，敷設、固定、防腐等措施，明敷防接觸電壓、閃絡電壓危害的措施，測量引下線連接處的電氣連接狀況，引下線附著其他線路的防雷電波引入措施。
　?、苾迏^鋼結構的廠房，利用鋼柱、鋼梁等金屬物體作為自然引下線，引下線間距檢測時用卷尺測量每相鄰兩根引下線之間的距離，平均間距為12 m，間距滿足表1要求。鋼梁、鋼柱、操作平臺金屬構件之間均連成電氣通路。鋼柱和基礎結構鋼筋連接，形成一個等電位的場合。
　　?；穾旆?，利用柱內鋼筋作為引下線，避雷帶與柱內2Φ16mm的主筋焊接。引下線平均間距短距離按實際路徑（即兩個引下線之間的避雷線的長度）計算。實際路徑滿足了，短距離肯定滿足。沿建筑物四周做均壓環，用環的周長除以引下線的數量，平均間距不大于Ⅱ類18m就滿足要求了。
　?、钱攺S房無自然引下線，無法利用梁、柱等構件作為防雷引下線時就應設‘專設引下線’了。專設引下線首先應考慮明敷，且要設斷接卡。
　　4、接地裝置
　?。?）檢查測量和等電位連接用的連接板的數量和位置是否符合設計要求；測量接地電阻值，防跨步電壓的措施，檢查整個接地網規格、防腐，與同一接地網連接的各相鄰設備連接線的電氣貫通狀況。
　　1）儲罐區廠房沒有樁基，基礎為杯形基礎，全部鋼柱基礎的鋼筋作為接地體，鋼柱基礎的鋼筋網通過鋼柱，鋼屋架等構件的防雷裝置互相連成整體。杯形基礎和地圈梁連接，利用基礎梁下層鋼筋沿建筑物外圈焊接成環形接地線，地圈梁做為防側雷均壓環。 　　?；穾旆炕A，利用基礎鋼筋做自然接地體，安裝有引下線和接地裝置，與接地網兩點連接。外圍用規格L75的角鋼，長2.5m打入接地極，用-40x40mm的熱鍍鋅扁鋼在建筑物外圍做成環形人工接地，接地體埋設深度為0.6m，扁鋼距離墻體大于3m，防止接觸電壓和跨步電壓。做人工接地體主要是為了降低接地電阻，當庫房利用建筑自身基礎難以滿足接地電阻要求時，才做的人工接地，并且接地體做在遠離由于高溫影響（如煙道等）使土壤電阻率升高的地方。
　?。?）接地電阻測量
　　接地電阻值測量采用三極法和使用接地電阻表法，其測得的值為工頻接地電阻值。
　　每次檢測都應固定在同一位置，采用同一臺儀器，采用同一種方法測量，記錄在案以備下一年度比較性能變化。
　　接地電阻測試采用ZC-8型接地電阻搖表，搖表上E端鈕接5m的測試導線，另一端接被測物體；P端鈕接20m線，另一端接電位探棒P；C端鈕接40m線，另一端接電流探棒，且E、P、C保持直線，其間距為20m。
　　當接地電阻搖表測試線長度不夠時，有時采用加長測試線的方法測量避雷針、避雷帶，這時必須減去加長線的線電阻，但加長線會隨現場電磁環境變化而變化，測量誤差較大，影響測試結果的準確性。是加長電流極（C）、電位極（P）的連接線，P點選在C點至地網的中間進行測量。
　　在地方標準《建（構）筑物防雷裝置竣工驗收檢測技術規范》（DB51/T584-2006）上還介紹了另一種方法，當建筑物周邊為水泥地面時，可將電流、電位極與平鋪放置在地面上每塊不小于250mm×250mm的鋼板連接，并用水濕潤后實施檢測。我們用日本共立4102A接地電阻測試儀對水泥地面按上述方法進行了檢測，在水泥地面下回填土深度達到5米的地方測得20.1Ω，在水泥地面下基本為本土的地方2.6Ω，用ZC-8型接地電阻搖表在本土上測得2.2Ω。所以用此方法時還須注意使用水泥地面下回填土的深度和材料，多換幾個點測量，以便于得出準確的測量數據。
　　5、等電位連接
　?、艡z查廠房外大尺寸金屬物等電位連接，金屬管線、各防雷區、電氣系統設備機房等電位連接，導線之間等電位連接的有效性。
　?、苾迏^鋼結構彩鋼板的屋頂表面、立面表面等金屬件與等電位連接在一起，并與防雷接地裝置相連。鋼結構之間敷設的金屬管道、電纜橋架，兩端電氣貫通，且兩端與各自建筑物的等電位連接帶連接。連接材料為-50x5mm的熱鍍鋅扁鋼，焊縫為雙面焊接，搭接長度為160mm。用鋼柱做引下線，鋼柱和基礎結構鋼筋連接，形成一個等電位的場合。外部做有均壓環。該車間外部架空金屬管道進出建筑物處，就近與防雷的接地扁鋼相連，連接質量完好。
　　6、浪涌保護器（SPD）
　?、臩PD的主要性能參數是否符合國標的要求。
　?、茝S房內使用浪涌保護器，SPD安裝在被保護設備處，使線路能承受預期的電涌電壓。該車間電源采用TN系統，從總配電盤（箱）開始引出的配電線路和分支線路采用TN-S系統，選擇220/380V三相系統中的電涌保護器，電涌保護器連接于每一相線和中性線間，每一相線和PE線間，中性線和PE線間，小Uc值都滿足1.15 U。，U。指低壓系統相線對中性線的標稱電壓。
　　二、發現的問題
　　廠房建成至今已經有十多年了，接地引下線扁鋼在地面銹蝕嚴重，屋面避雷帶及引下線已產生銹蝕，基本看不到鍍鋅層了，接地系統必須加強防腐，涂刷防銹漆，對確保接地裝置的可靠，設備及電氣系統的安全運行，是十分必要的。
　　參考書目：
　　[1]《建筑物防雷裝置檢測技術規范》（GB/T21431-2008）國家標準 ；
　　[2]《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）國家標準；
　　[3]《建筑物防雷工程施工與質量驗收規范》（GB 50601-2010）國家標準；
　　[4]《建（構）筑物防雷裝置竣工驗收檢測技術規范》（DB51/T584-2006）。