防雷接地系统设计首先要考虑土壤电阻率,这是决定接地效果的基础参数。测量土壤电阻率推荐使用温纳四极法,将四根电极等距插入土壤,通过接地电阻测试仪获取数据。在普通黏土地区,垂直接地极长度建议2.5-3米,而砂质土壤需要增加到4-5米。实际施工时遇到岩石层,可采用水平放射形接地网,每根放射线长度不少于15米,埋深不低于0.8米。
接地极材料选择直接影响系统寿命。热镀锌扁钢是性价比更高的选择,规格建议50×5mm,镀锌层厚度不小于85μm。铜包钢材料在腐蚀性土壤中表现更优,但成本要高出3-5倍。沿海地区推荐使用304不锈钢,特别注意连接部位必须采用同种材料,避免电化学腐蚀。所有接地极之间的连接必须采用放热焊接,普通电焊连接点的电阻会随时间增加30%以上。
接地电阻检测必须选择干燥季节进行,雨后至少间隔3个晴天。使用接地电阻测试仪时,电压极与电流极的布置距离很关键。对于单个垂直接地极,电流极距离应不小于接地极长度的4倍,电压极位于电流极与接地极中间。测试大型接地网时,建议采用夹角法布置测试电极,电流极与接地网边缘成30°夹角,距离为接地网对角线长度的2-3倍。
建筑物防雷引下线设置要遵循均布原则,钢筋混凝土结构每根柱筋都可作为自然引下线,但间距不应大于18米。明装引下线优先选用40×4mm热镀锌扁钢,固定卡间距1.5-2米,距墙面保持20mm空隙。接地测试点必须设置在室外地面以上0.3-0.5米处,采用专用接地测试箱保护,每个测试箱内预留不少于2个备用测试端子。
浪涌保护器接地线径必须严格匹配。一级SPD接地线最小16mm²铜线,二级不小于10mm²,三级不小于6mm²。所有SPD接地线必须短直,长度控制在0.5米以内,禁止出现绕圈或直角弯折。在配电柜内,SPD接地应直接连接至接地母排,不能串接在设备接地线路中。重要机房建议设置独立SPD接地干线,截面积不小于35mm²,与其他接地系统保持5米以上间距。
接地网施工遇到高电阻率土壤时,可采用降阻剂处理。膨润土类降阻剂施工时要注意分层回填,每30cm夯实一次,保证与接地极充分接触。化学降阻剂要选择pH值中性的产品,避免腐蚀接地极。在无法深埋的地区,可设置离子接地极,配合专用保湿填料,能将接地电阻降低40%-60%。
防雷接地系统的所有连接点都必须做防腐处理。热镀锌材料连接处要补刷富锌漆,铜材连接处涂抹导电膏后再紧固。地下连接点建议采用三层防腐:层导电防腐漆,第二层沥青漆,最外层缠绕防腐胶带。明装接地线在穿过墙体时,必须加装PVC保护套管,套管两端做防水密封处理。
定期检测维护是保证防雷系统有效的关键。每年雷雨季节前要全面检测接地电阻值,使用500V兆欧表测量绝缘电阻。重点检查所有连接点的紧固情况,发现松动立即处理。接地网每5年应开挖检查至少20%的接地点,评估腐蚀情况。对于化工区、盐碱地带等腐蚀环境,检测周期要缩短至2年一次。
等电位连接是防雷系统的重要环节。建筑物内所有金属管道、桥架、设备外壳都要用6mm²以上铜线连接至等电位端子箱。卫生间等潮湿场所要设置局部等电位联结,采用4mm²铜线将金属构件连接至LEB箱。数据中心机房需要建立M型等电位连接网络,网格尺寸不大于0.6×0.6米,所有机柜接地线长度保持一致。
特殊场所防雷接地需要特别处理。加油站接地网要采用铜材,所有接头必须高于地面30cm。通信基站接地要形成环形接地体,与铁塔基础钢筋可靠连接。光伏电站的组件支架每10米要设置一个接地点,逆变器接地线单独引至接地网,不能与支架接地共用。