建筑物防雷系统中,等电位连接是最经济有效的基础防护手段。实际操作中首先要明确连接范围:所有进出建筑物的金属管道、电缆金属外皮、电梯轨道、通风系统、建筑钢结构等都必须纳入等电位连接网络。施工时使用25mm×4mm的镀锌扁钢作为主干导体,沿建筑物外围形成闭合环,这个环必须与基础接地体可靠焊接。
配电系统等电位连接必须采用星型拓扑结构。从配电箱PE母排引出6mm²黄绿双色线,与就近的等电位端子板连接。特别注意电梯机房、水泵房、弱电机房等关键部位要单独设置等电位端子箱,端子板厚度不应小于4mm,采用铜质材料时截面积不小于50mm²。实测中发现很多机房虽然做了等电位,但端子板面积不足导致雷电流通过时发生过热熔断。
金属门窗的等电位连接常被忽视。对于高层建筑,距离地面30米以上的金属窗框必须用6mm²铜导线与等电位端子板连接。施工时在窗框角部钻孔攻M6螺纹,使用不锈钢螺栓压接导线,接触面要涂抹导电膏。实测数据显示,未做等电位连接的金属窗框在雷击时可能产生高达15kV的接触电压。
管道等电位连接要特别注意绝缘段处理。燃气管道入户前设置的绝缘接头两端必须用16mm²铜绞线跨接,跨接线要预留U形弯以补偿管道热胀冷缩。给排水管道在地下室穿墙处要用25mm×4mm扁钢做等电位连接,焊接前必须清除管道防腐层,焊接后重新做防腐处理。某化工厂事故调查发现,因排水管等电位连接点锈蚀导致雷击时引发爆炸。
机房设备等电位连接必须采用M型网络结构。服务器机架底部要安装25mm×3mm铜排,用10mm²多股铜线与等电位网格连接。精密设备要使用等电位连接器,连接线长度不超过0.5米且避免盘绕。实测表明,当连接线长度超过1米时,高频雷电流会在导线上产生较大压降。
等电位连接导体的敷设要避免形成环路。平行敷设的金属管道的等电位连接线应在管道两端分别连接,不能只在中间单点连接。电缆桥架的等电位连接每隔15米做一次,连接点要选在桥架接头处。某数据中心雷击事故分析显示,因桥架等电位连接间距过大导致电磁脉冲感应过电压击穿设备。
施工中常见的错误是过度依赖螺栓连接。除检修维护需要拆卸的部位外,性等电位连接必须采用焊接或热熔焊。螺栓连接处要使用不锈钢材质,接触面打磨后涂抹抗氧化剂。检测发现螺栓连接的接触电阻通常是焊接的3-5倍,在雷电流通过时容易产生火花。
等电位连接网的测试要使用专用微欧计。测量点选择在连接网最远端,测试电流不小于0.2A,连接电阻不应超过0.03Ω。特别注意测量时要断开并联的接地线,否则会得到虚假的低阻值。某医院防雷改造后测试发现,因未断开并联接地导致等电位连接不良的问题被掩盖。
对于改造项目,等电位连接实施前必须进行电位差测量。使用高内阻电压表测量各金属构件之间的自然电位差,超过1V时要查明原因。某历史建筑防雷改造中,测量发现铜屋顶与钢梁存在3.2V电位差,直接连接导致铜加速腐蚀。
特殊场所的等电位连接需要特别注意。加油站油罐的等电位连接线必须采用铜芯绝缘导线穿钢管保护,连接点设在卸油口1.5米外。易燃易爆场所的连接线截面积要加大一级,连接处要做防爆处理。化工企业案例显示,雷电流通过等电位连接线时产生的电磁力可能拉断小截面导线。
等电位连接系统的维护容易被忽视。每年雷雨季节前要检查连接点的紧固情况,特别是振动场所的螺栓连接。使用红外热像仪检测连接点温度,温差超过5℃的节点需要处理。某超高层建筑维护记录显示,因风力振动导致天线支架等电位连接螺栓松动,雷击时引发火灾。