雷击事故中接地系统的关键防护作用解析

 新闻资讯    |      2025-06-10 12:57:33

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雷击事故中接地系统的防护作用直接关系到人身安全和设备完好性。一个设计合理、施工规范的接地系统能将雷电流迅速导入大地,避免电压升高造成危害。实际工作中许多雷击事故并非因为防雷设施缺失,而是接地系统存在隐蔽缺陷。这些缺陷往往在雷击发生时才暴露出来,但后果已经无法挽回。

接地电阻值是衡量接地系统有效性的核心指标。对于普通建筑物,接地电阻应控制在10Ω以下;易燃易爆场所要求更严格,需达到4Ω以下。测量接地电阻使用接地电阻测试仪,测量前需断开接地极与设备的连接。测试时电极布置呈直线排列,电流极与电压极间距至少20米。测量结果受土壤湿度影响较大,干燥季节测得的数据可能偏高,雨后立即测量更接近真实情况。

降低接地电阻最有效的方法是增加接地体数量或改善土壤导电性。在土壤电阻率高的地区,可采用多根角钢或钢管组成环形接地网,间距不小于接地体长度的2倍。遇到岩石地质时,可换用离子接地极或采用降阻剂。降阻剂施工要注意分层回填,每30厘米夯实一次,保证与接地体充分接触。实际案例显示,某通信基站采用6根2.5米镀锌角钢配合降阻剂,将接地电阻从28Ω降至3.8Ω。

接地线材料选择直接影响雷电流泄放能力。镀锌扁钢最小截面不应小于80mm²,圆钢直径不小于10mm。铜质接地线机械强度较差,需采用截面积不小于50mm²的多股软铜线。重点防范接地线偷工减料现象,某工厂曾因使用6mm²铜线代替设计要求16mm²的导线,雷击时导线熔断导致设备损毁。所有连接点必须采用热熔焊接或放热焊接,严禁简单缠绕或螺栓压接。

等电位连接是防止地电位反击的关键措施。建筑物内所有金属管道、电缆屏蔽层、设备外壳都需用16mm²以上铜线与接地干线可靠连接。配电箱内要设置接地排,各回路PE线分别接入。特别注意电梯轨道、广告牌支架等延伸至户外的金属构件,其接地连接点应做防腐处理。某商场玻璃幕墙遭雷击后铝框带电,正是因为未与主体钢结构做等电位连接。

防雷接地与电气接地共用接地体时,需验证其热稳定性。通过计算预期雷电流和接地体截面积,确保不会因过热导致接地失效。一般要求共用接地体的截面积不小于100mm²铜或等效导电能力的其他材料。变电站等特殊场所需要单独设置独立接地网,两接地网间距不小于20米,防止地电位抬升相互影响。

定期检测维护决定接地系统的长期可靠性。每年雷雨季节前应全面检测接地电阻值,检查连接点是否锈蚀。开挖检查隐蔽接地体至少每5年一次,重点查看镀锌层是否完好。发现接地线锈蚀超过截面积30%必须立即更换。某化工厂因忽视接地网检查,地下扁钢腐蚀断裂导致雷击时配电柜起火,直接损失超过200万元。

特殊场所的接地需要特别处理。加油站输油管道需设置防静电接地,每段法兰两端都要跨接。数据中心采用网格状接地网,机柜接地线长度不超过1.5米。风力发电机叶片接闪器与塔筒接地系统的连接要能承受200kA以上的雷电流。这些细节往往被普通电气施工队伍忽视,需要专业防雷技术人员介入指导。

施工过程的质量控制比设计更重要。接地沟开挖深度必须达到冻土层以下,北方地区通常要求0.8米以上。回填土要剔除石块等杂物,分层夯实。焊接部位先涂防锈底漆再刷两遍沥青漆,焊缝长度不小于扁钢宽度的2倍。某项目因接地沟深度不足60厘米,冬季冻土导致接地电阻急剧增大,使安防系统频繁误报警。

移动设备的临时接地不容忽视。施工现场塔吊顶端要安装接闪杆,用专用接地电缆引入地下接地极。发电机组的接地线不能简单插入土中,需连接预先埋设的临时接地桩。油气井作业时,钻台所有金属构件都要用35mm²以上铜线连接至独立接地极。这些临时措施在雷暴来临时能有效避免人身伤亡事故。

智能监测技术为接地系统维护提供新手段。在线接地电阻监测仪可实时显示阻值变化,超出阈值自动报警。无线腐蚀传感器能检测地下金属件的锈蚀速率。某变电站安装监测系统后,及时发现地下接地网局部断裂,避免了雷击跳闸事故。这些新技术虽然初期投入较高,但长远看能大幅降低维护成本和安全风险。

雷击风险评估应作为接地系统设计的依据。根据建筑物高度、周边环境、雷暴日数等因素计算预期雷击次数,确定防护等级。金属屋顶厂房要重点考虑侧击雷防护,在屋檐四周增设接闪带。山区变电站需要校核土壤电阻率随季节的变化幅度,必要时设置深井接地极。没有风险评估的防雷设计就像没有诊断就开药方,可能留下致命隐患。

施工人员安全防护同样重要。雷暴来临时立即停止户外接地施工,远离未接地的金属构件。使用绝缘工具进行接地电阻测量,避免地电位抬升时接触电压伤人。维护地下接地网时,先确认附近没有带电电缆。某施工队在暴雨天抢修接地线,三名工人因跨步电压触电,这些血的教训必须铭记。