防雷接地系统与接地工程

接地的概念与地网设计：从定义到实施

在电气工程中，“接地”一词在《美国国家电气法规》NEC第100节中有明确的定义：电气回路或设备与大地，或与代替大地的导体之间的导电的连接，这种连接可以是有意的，也可以是无意的。

接地的核心目的是保证电气安全。在配电回路或分支回路里，所有的回路和设备都通过导电连接来互相连通，从而减少它们之间的电位差，或将电位差限制到最小值。这种连接对于防护和为接地故障电流提供返回电源通路至关重要。

一、接地的概念及其作用

通常，我们将一接地棒打入地内就算与大地相连接了。对于一个建筑物的配电系统，可在靠近电源进线处打一接地棒来实现接地。将回路导线与地连接或将设备接地可以起到如下作用：

1. 提供设备与近处金属物体间的低阻抗连接，以减少人身危险；

2. 为接地故障电流提供返回电源的低阻抗通路，使熔断器或断路器得以动作；

3. 为雷电感应电流提供低阻抗的对地泄放通路；

4. 为静电电荷提供对地泄放通路，防止产生电火花或电弧。

二、地网的简介

接地是避雷技术最重要的环节。不管是直击雷、感应雷还是其他形式的雷，都会通过接地装置导入大地。没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。

目前，国际国内防雷理论和工程界比较流行共用接地和等电位连接。共用接地就是把不同性质的接地装置连接在一起，形成一个等电位体；等电位连接则是把建筑物内的所有金属物连接起来，使整座建筑物成为一个良好的等电位体。当雷电来袭时，由于建筑物内部及其附近基本等电位，因此不会发生内部设备被高电位反击和人被雷击的事故。

三、土壤电阻率和接地电阻

地网的效果取决于地网与大地之间的电阻。土壤电阻率是影响接地效果的重要因素，它取决于土壤的结构、紧密度、湿度、温度等。实践表明，当土壤含水量增加时，电阻率会急剧下降。

在计算防雷接地装置时，应取雷雨季节中无雨水时的最大土壤电阻率。接地电阻又称散流电阻，与接地体的形状、尺寸、安装方法和土壤电阻率有关。选择合适的接地体形状和长度可以帮助减小接地电阻。

四、接地系统的施工

埋设接地体的地点应选择潮湿、土壤电阻率较低的地方。从安全角度考虑，接地体应放在人们走不到的地方，以避免跨步电压的危害。接地体与金属物或电缆之间应保持一定距离，以防发生击穿事故。

在接地系统的施工过程中，还需要注意其他细节问题，如保证施工质量、遵守安全规范等。只有经过严格施工和检查的接地系统，才能确保电气安全，有效防止雷击等事故的发生。

接地系统在电气工程中起着至关重要的作用，从概念设计到实际施工都需要严谨对待。只有理解了接地的概念，才能设计出合理的地网；只有遵循规范进行施工，才能确保接地系统的有效性。接地电阻的测试与防雷接地装置的验收和维护

接地装置的电阻是一个关键的参数，它关乎到整个系统的安全性和稳定性。电阻主要由四部分组成：接地体与接闪器间的连线电阻、接地体本身的电阻、接地体与土壤的接触电阻以及电流流入土壤后的土壤电阻。其中，土壤电阻是主要的部分。

当电流从接地体流向土壤并向外扩散时，离接地体越近，电流密度和电流梯度就越大。测试接地电阻的方法多种多样，主要包括电流表-电压表法、接地电阻测量仪测量法、电流表电力表法和电桥法等。

在测量过程中，需要注意以下几点：被测接地体、电压辅助地极、电流辅助地极之间的距离应符合相关要求；使用的连接线的截面积应足够大，与被测接地体相联的导线电阻不应大于接地体接地电阻的3%，各种引线应与地绝缘；仪器的电压辅助地极引线与电流辅助地极引线之间的距离不应少于1m，以避免自身干扰；应在不同的方向进行多次测量（3~4次），并取其平均值，以确保测试结果的准确性。

为了确保建筑物的防雷装置能够发挥可靠的保护作用，除了合理的设计和正确的施工外，还需要明确和合理的验收和维护制度。防雷接地装置的验收和维护至关重要，因为如果防雷接地装置不符合规定的条件，不仅无法起到防雷保护作用，还可能使建筑物及内部的电子设备处于危险境地。

工程竣工后，应组织业主单位、设计单位、施工单位共同进行验收。验收过程中需提交所有原设计施工图纸、施工阶段的修改图纸、隐蔽工程的验收记录、接地装置的接地电阻测量记录。验收项目包括检查总的导电系统是否按照图纸要求施工，根据国家工程质量检验评定标准和避雷及接地装置验收标准规定，检查接地电阻是否符合国家标准。还要检查接地线的安装情况，确保接地线平直牢固，无高低起伏，非拐弯处不应有弯曲现象，沿建筑物或构筑物的距离应一致，跨越伸缩缝和沉降缝应有补偿器。

通过以上的测试和验收流程，可以确保接地系统的性能和质量，从而保障整个系统的安全运行。