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摘要:雷電是天空中瞬態強電磁輻射的天氣現象,伴隨閃電將其蘊藏的能量在瞬間釋放,產生強大的雷電流,其熱效應,電磁效應等對高達建筑物,電力設施,極端及電子設備造成嚴重的破壞,為人類生活帶來巨大的影響。防雷設計是建筑物電氣設計中的重要環節,工程質量直接影響建筑物中電氣設備的適用安全,對建筑物防雷接地裝置進行檢測很有必要,建筑物防雷檢測中接地電阻測量是重要的內容,本文對接地電阻測量方法及測量儀器原理介紹,分析檢測結果,提出減少檢測偏差的措施。
關鍵詞:建筑物;防雷接地裝置;電阻值檢測
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雷電是自然現象,雷擊時有強大的電流通過,會危害到建筑電氣設備正常工作。建筑物防雷工程實施非常必要。防雷接地裝置是有效防雷減災的技術,防雷接地裝置重要性要求必須進行接地電阻準確測量,排除測量中出現的誤差,為檢測單位提供科學的測量數據。接地電阻值是建筑物防雷施工中的重要測量參數,傳統接地電阻測試是人工測讀,不能體現接地電阻值的連續變化,一些要經常測量的場所對電阻自動采集需求突出,接地電阻自動監測系統能對多點接地電阻數據進行采集,可用于氣象系統觀測業務需要。檢測物種接地電阻是防雷檢測的重要環節,一些重要場所需要監測接地電阻長時間,由于受到人員等因素影響,在工作中具有很大困難。目前測量接地電阻儀器設備可以準確地測量接地裝置電阻值,但儀器設備存在一些缺點,不能實現對多地點的接地電阻進行長期有效監測,需要測量人員現場測量。自動電阻檢測儀可以實現對多層土壤電阻率的即時測量,實現對測量數據的結果顯示,綜合統計,信息發布等操作。
1 雷電對建筑物的危害
隨著科技的進步,大氣電學作為新興學科飛速發展,地球是帶電球體,空氣中含有大量帶電自立,雷電產生是大地表層局部小規模放電現象。雷電是發生于天空中的具有破壞性的天氣現象,受地表熱輻射的影響,導致溫度升高,密度降低,上升中的空氣中水蒸氣熱能轉為勢能,溫度降低冷卻凝結成水滴,水滴與冰晶離子摩擦帶電荷,云層發展成大云團,云團內不同極性的電荷密度增大到強度穿擊空氣,云團空隙變為導電性,通道,正負電荷通過導電通道中和發生放電[1]。
云層中正負電荷放電產生閃電,閃電溫度是太陽表面溫度的3-5倍,放電中釋放大量熱能,使空氣體積迅速膨脹爆炸。帶電荷云層靠近大地突出于地面的建筑物感應到反電荷,電荷電場增大引起云層對地放電,雷電形成導電通道沿途釋放高熱量,瞬間的電磁場,對建筑物與人身造成傷害。
雷電是云雨中不同符號電荷中心放電過程,根據雷電形式分為云閃與地閃。根據雷電對建筑物造成損害的方式分為直擊雷,球形雷,感應雷。雷電對超高層智能建筑破壞作用是由電流引起,危害形式主要有閃電直接擊在建筑物上散發熱能效應,瞬間高溫引起建筑物燃燒,可燃物燃燒引起火災,危害建筑物與人員設備安全。雷電襲擊中架空輸電線路時,雷電中蘊含的能力侵入室內,造成設備損壞。雷電擊中建筑物時,通過防雷裝置將雷電流導入大地,產生幾百千伏的高電動勢,使能量沿金屬管線傳播破壞電氣設備。
隨著我國城市化進程加快,投資建設智能化高層辦公樓興起,超高層智能化辦公建設成為某個地區最高點,智能辦公類內配備大量計算機等電子設備,設備對工程運行環境要求高,易受到雷電磁感應影響,傳統避雷裝置通過建筑物結構鋼筋壁壘引下線導入大地,導入中雷電流在傳輸空間附近產生強大交變電磁場,通過在空間相鄰電源上感應雷電流造成破壞,傳統直擊雷防護系統不能保護超高層建筑內電氣設備的安全。開展超高層辦公類雷電災害防護是研究工作的重點內容。采用有效的雷電防護技術,使其最大限度減輕雷擊造成的災害,對提高超高建筑物雷電防護意義重大。
2 接地裝置簡介
接地的目的主要是滿足電氣設備工作性能需要,保障工作人員與設備安全,電子設備要穩定工作,必須有可靠的工作回路,需要有良好的接地保障。電氣設備正常工作必須減少雜訊干擾,通過合理的接地實現??茖W的接地可以保障電子設備系,統正常,是防雷系統工程中的重要環節,合理的接地目的是疏導雷擊產生的能量,屏蔽各種電磁信號干擾,消除干擾產生的影響等[2]。
由于功能不同的接地裝置分為安全接地與工作接地。安全接地是電氣設備正常運行中不帶電的金屬外殼,建筑物帶有鋼筋梁柱,建筑物內的金屬結構等接地,設備的金屬外殼工作中不帶電,接地的作用是防止異常下電氣設備絕緣損壞導致人員觸電,主要作用是保護設備人身安全。安全接地具有消除電磁干擾的作用。電力設備的正常工作需要的接地為工作接地,通過對電力系統某點接地,如中性點接地,使電氣設備可靠運行。工作接地可以直接接地,或經特殊裝置接地。三相負荷出現不對稱時,零序電流通過工作接地流過,通信系統防靜電接地,防干擾接地也是工作接地。
防雷接地主要是為防止雷擊造成電位抬高造成損害的接地,直擊雷防護裝置受雷擊時,雷電流通過引下線進人大地,使得引下線電壓驟升,地電位升高現象可能危及人身設備安全,防雷接地裝置電阻是衡量接地裝置質量的重要參數,是電流流人大地流向另一接地體的電阻,包括接地線與接地體本身的電阻,與大地的電阻接的觸電阻,及接地之間大地電阻。接地電阻分為沖擊接地電阻與工頻接地電阻。
重復接地是供電系統中將中性點直接接地,在三相四線制中性點接地線路中,零干線每隔一段距離需要接地,如接地大于50m,接地處零線需要重復接地。如對接地種類細分,可以列出更多的接地,實際運行中將其合并為一,形成統一的接地為共用接地。
3 接地電阻測量原理
3.1 聯合接地
聯合接地是目前應用最廣泛的經濟的接地技術,其主要優點是減低了接地電阻值,減少接地裝置可能出現的電位差,城市建筑物智能化高,電子系統結構復雜,聯合接地在實際工程中應用實用。聯合接地是低阻抗的籠型網絡,可以降低內部空間電子干擾強度,滿足不同設備EMI要求,減少項目費用投入[3]。