對(duì)防雷接地裝置安全性能幾個(gè)問(wèn)題的初步探討

摘 要：防雷接地裝置屬于埋地隱蔽工程，由于常年使用，難免存在一些問(wèn)題，而這些問(wèn)題又極不容易被發(fā)現(xiàn)而成為事故隱患。如何才能保證接地裝置安全可靠地運(yùn)行呢？本文就針對(duì)在日常工作中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了歸納和分析，并對(duì)接地裝置安全性能的評(píng)估作了初步的探討。
關(guān)鍵字：防雷接地；接地裝置；安全性能

0 引言
接地裝置是防雷技術(shù)中最重要的環(huán)節(jié)之一。不管是直擊雷，感應(yīng)雷或其它形式的雷，都將通過(guò)接地裝置把雷電流導(dǎo)入大地，從而保護(hù)相關(guān)的建構(gòu)筑物、人員和設(shè)備。因此，沒(méi)有合理而良好的接地裝置，就不能有效地進(jìn)行雷電防護(hù)。
然而，接地裝置是埋在地下的隱蔽工程，不易發(fā)現(xiàn)其存在的問(wèn)題；在日常的工作中，人們也往往習(xí)慣于追求接地裝置的接地電阻值，只要接地電阻合格就認(rèn)為該接地裝置就合格，就可以安全可靠地保證系統(tǒng)運(yùn)行了。可是，多年的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在接地裝置的穩(wěn)定性、接地裝置的腐蝕度、接地引線的敷設(shè)狀況等方面若存在問(wèn)題，而接地電阻往往是符合要求的，如接地引線的接線方式不對(duì)，線徑和材料不滿足規(guī)范要求，以及接地體嚴(yán)重銹蝕，呈現(xiàn)出多處斷裂等多種情況下，而接地電阻也可以滿足要求的。如果不認(rèn)真仔細(xì)的分析，客觀地評(píng)價(jià)接地裝置性能，不但安全得不到保證，而且還會(huì)造成一種安全的假象，形成嚴(yán)重的事故隱患。
下面就實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行初步歸納和總結(jié)，希望引起大家的注意。
1、接地裝置存在的問(wèn)題分析
1.1、接地裝置的電阻問(wèn)題
1.1.1、接地電阻要求
我們知道，當(dāng)接地電阻值越小，雷電對(duì)地散流就越快，被雷擊物高電位保持時(shí)間越短，防雷裝置上出現(xiàn)的雷擊高電位越低，由此引發(fā)的高電壓反擊、跨步電壓和接觸電壓就會(huì)減少，人身及設(shè)備的危險(xiǎn)性就越安全。由此可見(jiàn)，接地電阻的大小是衡量接地裝置優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，為此在《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》中就對(duì)不同用途的接地裝置的接地電阻作了明確的規(guī)定，為我們?cè)趯?shí)際工作中提供了評(píng)價(jià)防雷裝置效果好與壞的一個(gè)判斷依據(jù)。
1.1.2、實(shí)際存在問(wèn)題
(1）對(duì)接地電阻的片面觀點(diǎn)
由于接地電阻越小，雷電流疏散得越快，被保護(hù)物就越安全，所以長(zhǎng)期以來(lái)人們將全部的精力集中到接地電阻這一項(xiàng)指標(biāo)上，無(wú)論施工難度多大，資金投入多少。
然而，在《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定在土壤電阻率高的地區(qū)，考慮到施工的難度及經(jīng)濟(jì)條件，可適當(dāng)增大接地電阻，此時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)屬性。如在高土壤電阻率地區(qū)建設(shè)的通信基站或變配電站，如果過(guò)分地追求低接地電阻，其施工難度非常大，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度看也不合理。若此時(shí)接地裝置滿足地電位分布均勻等特性時(shí)就能降低接觸電位和跨步電位等危險(xiǎn)因素，從而也就保障設(shè)備和人員生命安全。
(2）接地電阻的準(zhǔn)確性
由于接地電阻值是表征接地網(wǎng)性能的主要指標(biāo)之一，所以準(zhǔn)確測(cè)量接地裝置的電阻值對(duì)整個(gè)接地裝置的安全評(píng)價(jià)具有重要意義。
然而，在現(xiàn)代城市規(guī)劃中，由于相鄰建筑物、道路的阻礙，電流極和電壓極的位置很難以按照規(guī)定的方式布置，往往是哪里能打下兩輔助極就往哪里打，這樣做就很難能保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
同時(shí)，在實(shí)際工作中由于地質(zhì)構(gòu)成、地形地貌、地下管網(wǎng)及其它因素造成的地中電位變化，測(cè)試引線的互感對(duì)地雜散電流造成的誤差等等，也難以對(duì)一個(gè)接地裝置測(cè)出一個(gè)準(zhǔn)確的電阻值。
1.2、接地裝置的方式
1.2.1、接地形式的選擇
對(duì)于一座樓房?jī)?nèi)的工作接地、保護(hù)接地、防雷接地和防靜電及電磁干擾接地，都是各有各的要求，如果要求在同一范圍內(nèi)分別做到幾個(gè)相互沒(méi)有電氣聯(lián)系的接地裝置是相當(dāng)困難的，尤其在現(xiàn)代的大城市更是如此。因?yàn)楫?dāng)采用各自獨(dú)立接地時(shí)要求，就必須各接地裝置之間至少要有20m的距離，同時(shí)又要與各種地下金屬管道和各大金屬構(gòu)件有足夠的距離，這些要求在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工中都是難以做到的。即便做到了，在日后的系統(tǒng)維護(hù)和城市其它改造中這些要求也易受到破壞。



然而，在《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)中做了明確規(guī)定將多種類別的接地都共用一組接地裝置。所以在實(shí)際工作中，除非特別要求作獨(dú)立接地系統(tǒng)外，均采用共用接地裝置。
1.2.2、實(shí)際存在問(wèn)題
在設(shè)計(jì)施工、驗(yàn)收中，由于各接地系統(tǒng)不是由一人或同部門負(fù)責(zé)管理等多種因素，使得同一建筑周圍分布著多個(gè)獨(dú)立的接地系統(tǒng)，而各獨(dú)立接地系統(tǒng)之間也未按照相關(guān)要求進(jìn)行連接，這就造成多個(gè)系統(tǒng)的相互干擾和危害。
同時(shí)，由于許多設(shè)備制造商（如醫(yī)院的CT等）的片面認(rèn)識(shí)，廠商認(rèn)為什么都接在共用的接地裝置上，接地裝置上就會(huì)有干擾信號(hào)，為了能消除干擾，就要求建設(shè)方進(jìn)行獨(dú)立的接地裝置。殊不知，這種做法對(duì)設(shè)備的安全留下了較大的隱患。
1.3、接地裝置的均壓?jiǎn)栴}
1.3.1、地電位分布及危害
由于土壤電阻的存在，當(dāng)雷電流通過(guò)接地極向周圍土壤流散時(shí)，會(huì)在土壤中產(chǎn)生壓降并形成一定的地表電位分布。由于接地體周圍在不同方向上擴(kuò)散電流的密度不一樣，所以在其周圍電位分布也不一樣，即越靠近接地體電位越高，電位梯度越大；離接地體越遠(yuǎn)電位越低，電位梯度越小，直至變?yōu)榱恪?br/>另外，當(dāng)接地短路電流經(jīng)地網(wǎng)的某一點(diǎn)入地時(shí)，還會(huì)造成接地裝置的局部電位升高。如果附近有弱電設(shè)施或控制、保護(hù)等弱電線路存在時(shí)，這高電位會(huì)向弱電設(shè)備產(chǎn)生反擊，對(duì)弱電設(shè)施構(gòu)成危害產(chǎn)生事故。這樣的事故已不少見(jiàn)。
在實(shí)際工程中可以采取降低接地電阻、改善地面電位分布，提高地表層電阻率（如用破碎石、瀝青等高電阻率材料鋪在地表面）等方法來(lái)提高人身所允許的接觸電壓和跨步電壓。
1.3.2、實(shí)際工作問(wèn)題
在對(duì)接地裝置進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，大多數(shù)地方都把接地電阻作為主要的技術(shù)指標(biāo)，而忽略了接地裝置的電位分布不均勻所帶來(lái)的危險(xiǎn)。
1.4、接地裝置的接地引線問(wèn)題
1.4.1、接地引線的要求
在相關(guān)規(guī)范中對(duì)接地母線和接地引線的材質(zhì)、截面和點(diǎn)數(shù)都進(jìn)行了明確的規(guī)定。但是對(duì)于接地引線究竟從接地裝置的哪一點(diǎn)引出，規(guī)范并沒(méi)明確的規(guī)定。但作為接地裝置，從電氣通路的角度是相通的，不論何種用途的接地接引點(diǎn)，都應(yīng)以最短最便利的途徑引入。
1.4.2、實(shí)際存在問(wèn)題
(1）各種接地引線相互纏繞，比較混亂，相互容易產(chǎn)生干擾。
(2）接地引線材料不合乎規(guī)范要求。使用其它金屬線代替接地線。其它金屬線不具備通過(guò)事故大電流的能力，接觸也不牢固，故障電流會(huì)迅速熔化金屬線，斷開(kāi)接地回路，危及人身安全，這是容易發(fā)生習(xí)慣性違章之處。
(3）接地引線的線徑與電氣設(shè)備的電壓等級(jí)不相匹配。如安裝SPD時(shí)，每一級(jí)的接地線的要求都不一樣。
(4）接地引線不正確。為了施工簡(jiǎn)便，某些接地線掛在金屬管上，雖接地電阻達(dá)到要求，但是不符合技術(shù)要求，還有可能使金屬管帶電，給他人造成危害。在一個(gè)接地線中串接了幾個(gè)需要接地的電氣設(shè)備
(5）接地引線過(guò)長(zhǎng)，使得線路上產(chǎn)生高電位；
(6）接地引線導(dǎo)通性能難確定。現(xiàn)在很多建筑物都是利用建筑物主筋作為引下線，所以在地面無(wú)測(cè)試點(diǎn)，就把測(cè)量線接地屋面上來(lái)引下線的電阻值，然后以此值的大小來(lái)判斷引下線的導(dǎo)電情況。然而在整個(gè)避雷裝置已形成整體后，檢測(cè)結(jié)果只能反映所有引下線并聯(lián)時(shí)通斷狀態(tài)，不能正確檢測(cè)每根引下線通斷及電阻值的大小，也不能反映并聯(lián)引下線電阻值的大小。
1.5、接地裝置的腐蝕問(wèn)題
1.5.1、腐蝕情況
接地裝置長(zhǎng)期處在地下，特別是土壤電阻率低的地方，一般是比較潮濕并且還含有一些可溶的電解物質(zhì)、酸、堿、鹽等成分這些水分和電解質(zhì)對(duì)接地裝置產(chǎn)生腐蝕，會(huì)極大的影響裝置的使用壽命，造成接地網(wǎng)局部斷裂，接地線與接地網(wǎng)脫離，形成嚴(yán)重的接地隱患或構(gòu)成事故。
1.5.2、腐蝕造成可能事故
(1）由于接地裝置的腐蝕會(huì)造成其截面的直接減少，結(jié)果使得接地裝置接地電阻超標(biāo)；
(2）因腐蝕斷裂造成一些設(shè)備“失地”，使設(shè)備處于無(wú)接地狀態(tài)；
(3）因地下網(wǎng)腐蝕斷裂使地網(wǎng)分割成幾塊，從而形成多個(gè)“獨(dú)立”的接地裝置的局面，發(fā)生不同系統(tǒng)間的地電壓反擊等事故；
(4）由于不同程度的腐蝕，將對(duì)接地裝置的不均勻的地電位分布，從而造成跨步電壓和接觸電壓的危害。
1.5.3、接地裝置容易發(fā)生腐蝕的部位主要有：
（1）設(shè)備接地引下線及其連接處；
（2）各焊接頭；
（3）均壓帶；
（4）水平接地體。
2、結(jié)論
通過(guò)上面對(duì)接地裝置多方面的歸納和總結(jié)，為了能保證接地裝置的安全可靠地運(yùn)行，我們要對(duì)接地裝置有一個(gè)全面的科學(xué)認(rèn)識(shí)，要從多方面去了解接地裝置的運(yùn)行情況，才能對(duì)其性能做出客觀的評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)
[1] GB50057-94，建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
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