建筑物共用接地装置接地电阻的分析研究

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摘要：摘要：建筑物接地装置的设计与应用是建筑物电气设计的重要环节之一，控制在合理范围内的建筑物接地电阻能够在出现雷击等极端情况时保障建筑本身及其相关人员、设备的安全。从实践来看，共用接地装置在现代建筑物设计与建造过程中应用最为广泛，本文就建筑物

　　摘要：建筑物接地装置的设计与应用是建筑物电气设计的重要环节之一，控制在合理范围内的建筑物接地电阻能够在出现雷击等极端情况时保障建筑本身及其相关人员、设备的安全。从实践来看，共用接地装置在现代建筑物设计与建造过程中应用最为广泛，本文就建筑物接地电阻装置的应用方式、目的以及测量模式进行分析说明，并最终提出改进测量手段的相应建议。

　　关键词：共用接地装置;解饿地电阻;建筑防雷;电阻测量

　　一、引言

　　接地电阻设置的正常设置与使用是建筑工程安全质量保障的重要环节，从规范角度来看，建筑物的接地装置需要满足电阻值的基本要求，建筑物的阻值越小对相关设备和人而言越安全。在长期实践应用过程中，建筑共用接地电阻以其突出的性价比成为建筑设计与实施过程中采用的主要接地方式。

　　二、建筑物接地电阻装置的应用方式分析

　　建筑物接地是保障建筑物在雷击等极端条件下安全正常使用的重要基础性条件。建筑的耗材和设计方式较为多元，一般而言使用砖石、木材、砂石等导电性较差的材料难以在结构上实现建筑物接地，以钢架、钢筋等耗材为主的建筑才能实现有效接地。从现代建筑安全角度来看，建筑物需要充分衡量其所处区位、设计要将与使用途径等要素，并设计对应的接地装置。[1-2]

　　从接地极分类来看，建筑物可以通过人工接地极和自然接地极实现有效接地，其中人工接地极主要为棒状、线状、板状等接地极，自然接地极主要为以金属水管为代表的与地面接触并具有较好导电性的物体。[3]

　　从接地电阻应用模式分类来看现代建筑中通常使用六类接地方式。其一是就建筑内有需求的部分实现分散独立接地，能够保障各功能区间的使用相对独立，避免干扰，通常用于通信要求较高的建筑。其二是共用接地，即建筑作为整体连接到统一接地装置之中，实现各部分电气统一连接地面，这一模式适用居民楼等建筑，应用最为广泛。其三为一点接地，在这一模式之下，建筑相关的各个板块将其接地母线汇总与一个点或一个平面区间内，能够在保障各系统互不干扰的前提下解决等电位问题，在工程方面应用也较为广泛。[4]其四是多点接地法，这一模式能够有效应对大于10MHZ的高频电路环境下因电容耦合效应而导致的干扰耦合问题，实现共阻抗耦合，这一模式在对电磁要求较高的建筑中得到应用。[5]其五是环形接地，即使用接地装置将建筑物环绕成闭合环装区间，保障已圈定区间内的电场军营分布，防止雷击等冲击条件下因地面电位梯度较大而导致的额设备高压反击风险。其六是基础接地，即将接地理念融入在建筑设计建设过程中，以建筑本身使用的钢筋、混凝土、钢架等作为接地设备的组成部分。

　　共用接地装置是建筑物接地应用最为广泛的一类模式，其一般分为保护性接地和功能性接地宜共用接地装置。保护性接地包括防雷接地、防电击接地、防静电接地、屏蔽接地等;功能性接地包括交流工作接地、直流工作接地、信号接地等。

　　三、使用建筑物共用接地电阻装置的目的

　　建筑物接地是建筑安全保障的基础性工作，是防止雷电等灾害对建筑物造成损害的重要措施，也是满足建筑相關电气设备正常使用的前提条件。[6-7]雷电通常体现为能量巨大的雷击电磁脉冲和破坏力较强的雷电流等，当雷电击中建筑物后，如果其携带的电能不能通过对应的接地装置实现能量导出释放，极有可能对建筑物本身及处于建筑物其中和周边的人员、设备等造成严重伤害。[8]防雷设计是建筑电气研究的重要课题之一，国内建筑行业有关于电气设计的研究已有数十年历史，其中建筑物共用接地装置作为具有突出防雷、防电击和防静电等功效的设备，能够为建筑提供保护性接地和功能性接地等支持。[9]从最终效果来看，如果建筑物共用接地装置的合理设计与使用能够使建筑整体接地电阻降低，则建筑的安全性越高，电流能够实现从建筑本身向地下的导流，防止建筑相关人员和设备受到伤害。

　　四、建筑物共用接地装置接地电阻的测量原理与方法

　　目前建筑物共用接地装置电阻的测量仪器主要有数字式，钳形式与手摇式三种测量仪，检测原理为欧姆定律，实践层面主要应用四种方式。其一是多点接地测量，这一方式需要针对应用多点接地系统的建筑物开展测量工作，利用钳形接地电阻测试仪测量接地电阻，计算所有杆塔接地电阻并联后的电阻量。其二是单点接地测量，需要增加测试线工具的使用，打造一个接地系统附近的回路。其三是两点测量，选定接地体本身及附近独立且具有较好性能的接地体共计2个，最终连接二者检测其接地电阻串联电阻值。其四是三点测量，在两点测量的基础上增加一个独立且性能较好的接地体，将三个点两两串联计算合计接地电阻值并最终按照三点法完成接地电阻值估算。测试得到接地电阻值越低，建筑的接地效果越好，对于建筑本身及其中的人员、设备等保障性越强。

　　五、改进建筑物共用电阻测量质量的可行对策

　　建筑物共用电阻测量是衡量建筑物安全性能的动态跟踪指标之一，运维人员需要定期就相应数据进行测量、记录和比较。但是在实际工作开展过程中给，共用电阻测量结果不仅受到测量样本、测量选用方式等技术手段影响，还会受到季节、气温、地形地质变化等客观因素影响，造成测量结果偏差。为有效降低测量偏差，提升建筑物共用电阻测量精准度，需要做到以下3个方面。

　　其一是选定气候条件平稳时期开展测量，减少每次测量时点的气候误差，并保障设备在每次测量过程中使用性能的稳定。其二是减少测量点附近带电因素干扰，工作人员要对被测对象接地电阻有了解，多方位测试。其三是选用合适的测量仪器，根据前文介绍的不用测量方式选用数字式，钳形式与手摇式等测量设备，并将同一类设备应用于统一测量方式得到的检测结果作为可比数据进行分析。

　　六、总结

　　总结来看，建筑物接地装置的设计与使用能够保障建筑物本身及其相关人员、设备在雷击等极端情况下的安全，减少人身伤害与物质损失，提升建筑物的使用安全性与性价比。目前共用接地是现代建筑设计和建造过程中应用最为广泛的一类接地模式，在工程验收、建筑物持续运维等阶段均需要就建筑的接地电阻进行检测分析，因此应用合适的检测方式、检测工具和检测技巧显得尤为重要。

　　参考文献

　　[1]李振山.防雷接地电阻测量误差诊断研究[J].科技经济导刊，2020，29(05)：69-70.

　　[2]李燕峰，张辉，张锐.浅谈使用标准电阻对接地电阻仪校准与加长测量线线阻的测量[J].智能城市，2020，6(13)：22-23.

　　[3]马婷.建筑物防雷接地装置电阻值检测研究[J].消防界(电子版)，2020，6(09)：61-62.

　　[4]魏琳琳.建筑物防雷接地装置电阻值检测研究[J].电脑知识与技术，2020，16(04)：250-251.

　　[5]张鹏.高层建筑配电方案设计优化探讨——高层建筑的防雷接地分析[J].建材与装饰，2018(52)：215-216.

　　[6]朱国华.建筑物屋面金属设备及连通室内金属管道雷电隐患的分析研究[J].现代建筑电气，2018，9(06)：18-20.

　　[7]田桃凤.关于如何降低建筑物接地电阻的分析[J].科学中国人，2017(08)：39.

　　[8]杨杰，陈加清，叶小义. T形建筑物基础接地电阻短距测量的有限元分析[A]. 中国气象学会.第33届中国气象学会年会 S19 雷电物理和防雷新技术——第十四届防雷减灾论坛[C].中国气象学会：中国气象学会，2016：4.

　　[9]周卫新.建筑物接地装置接地电阻测量相关问题探讨[J].建筑电气，2016，35(05)：14-19.

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