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11.8 接地网


11.8.1 民用建筑宜优先利用钢筋混凝土中的钢筋作为防雷接地网,当不具备条件时,宜采用圆钢、钢管、角钢或扁钢等金属体作人工接地极。

11.8.2 垂直埋设的接地极,宜采用圆钢、钢管、角钢等。水平埋设的接地极宜采用扁钢、圆钢等。人工接地极的最小尺寸应符合本规范表12.5.1的规定。

11.8.3 接地极及其连接导体应热镀锌,焊接处应涂防腐漆。在腐蚀性较强的土壤中,还应适当加大其截面或采取其他防腐措施。

11.8.4 垂直接地体的长宜为2.5m。垂直接地极间的距离及水平接地极间的距离宜为5m,当受场所限制时可减小。

11.8.5 接地极埋设深度不宜小于0.6m,接地极应远离由于高温影响使土壤电阻率升高的地方。

11.8.6 当防雷装置引下线大于或等于两根时,每根引下线的冲击接地电阻均应满足对该建筑物所规定的防直击雷冲击接地电阻值。

11.8.7 为降低跨步电压,防直击雷的人工接地网距建筑物入口处及人行道不宜小于3m,当小于3m时,应采取下列措施之一:
    1 水平接地极局部深埋不应小于1m;
    2 水平接地极局部应包以绝缘物;
    3 宜采用沥青碎石地面或在接地网上面敷设50~80mm沥青层,其宽度不宜小于接地网两侧各2m。

11.8.8 当基础采用以硅酸盐为基料的水泥和周围土壤的含水率不低于4%以及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时,钢筋混凝土基础内的钢筋宜作为接地网,并应符合下列要求:
    1 每根引下线处的冲击接地电阻不宜大于5Ω;
    2 利用基础内钢筋网作为接地体时,每根引下线在距地面0.5m以下的钢筋表面积总和,对第二类防雷建筑物不应少于4.24Kc2(m2),对第三类防雷建筑物不应少于1.89Kc2(m2)。
    注:Kc为分流系数,取值与本规范第11.3.5条中的取值一致。

11.8.9 当采用敷设在钢筋混凝土中的单根钢筋或圆钢作为防雷装置时,钢筋或圆钢的直径不应小于10mm。

11.8.10 沿建筑物外面四周敷设成闭合环状的水平接地体,可埋设在建筑物散水以外的基础槽边。

11.8.11 防雷装置的接地电阻,应考虑在雷雨季节,土壤干、湿状态的影响。

11.8.12 在高土壤电阻率地区,宜采用下列方法降低防雷接地网的接地电阻:
    1 可采用多支线外引接地网,外引长度不应大于有效长度 (2√ρ);
    2 可将接地体埋于较深的低电阻率土壤中,也可采用井式或深钻式接地极;
    3 可采用降阻剂,降阻剂应符合环保要求;
    4 可换土;
    5 可敷设水下接地网。

条文说明

11.8.2 条文规定的最小截面,已经考虑了一定的耐腐蚀能力,并结合多年的实际使用尺寸而提出的。经验证明,规定的截面及厚度在一般情况下能得到良好的使用效果,但是,必须指出,在腐蚀性较大的土壤中,还应采取加大截面或采取其他防腐措施。

11.8.4 接地体的长度是沿用原规范的规定。2.5m的长度是合适的,实践证实,这个长度既便于施工,又能取得较好的泄流效果,可以继续使用。
    当接地网由多根水平或垂直接地极组成时,为了减少相邻接地极的屏蔽作用,接地极的间距规定为5m,此时,相应的利用系数约为0.75~0.85。当接地网的敷设场所受到限制时,上述距离可以根据实际情况适当减小一些,但一般不应小于接地极的长度。

11.8.5 接地导体埋设深度一般在冻土层以下但不应小于0.6m,同时要求远离高温影响的地方。众所周知,接地导体埋设在较深的土层中,能接触到良导电性的土壤,其释放电流的效果好,接地导体埋得越深,土壤的湿度和温度的变化就越小,接地电阻越稳定。

11.8.8 早在20世纪60年代初期,国内外就开始采用钢筋混凝土基础作为各种接地网。通过近50年的运行和总结,证明是切实可行的,现已普遍采用。利用建筑物的钢筋混凝土基础作为接地网的理由是:
    关于钢筋混凝土的导电性能,中国建筑工业出版社出版的《基础接地体及其应用》一书指出,钢筋混凝土在其干燥时,是不良导体,电阻率较大,但当具有一定湿度时,就成了较好的导电物质,电阻率常可达100~200Ω·m。潮湿的混凝土导电性能较好,是因为混凝土中的硅酸盐与水形成导电性盐基性溶液。混凝土在施工过程中加入了较多的水分,成形后结构中密布着很多大大小小的毛细孔洞,因此就有了一些水份储存。当埋入地下后,地下的潮气,又可通过毛细管作用吸入混凝土中,保持一定湿度。
    根据我国的具体情况,土壤一般可保持有20%左右的湿度,即使在最不利的情况下,也有5%~6%的湿度。原苏联对安装在湿度不低于5%的土壤中的柱子和基座的钢筋体进行试验,认为可以作为自然接地体。在不损坏它们的电气和机械特性下,能把极大的冲击电流引入大地。
    在利用基础内钢筋作为接地极时,有人不管周围环境条件如何,甚至位于岩石上也利用,这是错误的。因此,规定了“周围土壤的含水量不低于4%”。从图11-1可见混凝土的含水量约在3.5%及以上时其电阻率就趋于稳定,当小于3.5%时电阻率随水分的减小而增大。因此,含水量定为不低于4%。该含水量应是当地历史上一年中最早发生雷闪时间以前的含水量,不是夏季的含水量。
    图11-1所示,在混凝土的真实湿度的范围内(从水饱和到干涸)其电阻率的变化约为520倍。在重复饱和和干涸的整个过程中,没有观察到各点的位移,也就是每一湿度有一相应的电阻率。

混凝土湿度对其电阻率的影响

  当基础的外表面有沥青质的防腐层时,以往认为该防腐层是绝缘的,不可利用基础内钢筋作接地极。但是,实践证实并不是这样,国内外都有人作过测试和分析,认为是可利用作为接地极的。《建筑电气》曾刊登一篇译文名称为《利用防侵蚀钢筋混凝土基础作为接地体的可能性》,在其结论中指出:“厚度3mm的沥青涂层,对接地极电阻无明显的影响,因此,在计算钢筋混凝土基础接地电阻时,均可不考虑涂层的影响。厚度为6mm的沥青涂层或3mm的乳化沥青涂层或4mm的粘贴沥青卷材,仅当周围土壤的等值电阻率≤100Ω·m和基础面积的平均边长S≤100m时,其基础网电阻约增加33%,在其他情况下这些涂裱层的影响很小,可忽略不计。”
    因此,本条规定钢筋混凝土基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时,宜利用其作为接地网。

11.8.10 闭合环状接地体,环越小,环内的电位越平,地面的均压效果越好,环内被保护物体越安全。但是考虑到维修方便和疏散雷电流的效果好等因素,规定了沿建筑物外面四周敷设在闭合环状的水平接地网,可埋设在建筑物散水以外的基础槽边。
    将接地导体直接敷设在基础坑底与土壤接触是不合适的。由于接地体受土壤的腐蚀早晚是会破损的,被基础压在下边,日后无法维修,因此规定应敷设在散水以外。散水一般距建筑物外墙皮0.5~0.8m,散水以外的地下土壤也有一定的湿度,对电阻率的下降和疏散雷电流的效果好。

11.8.11 防雷装置的接地电阻值,是指每年雨季以前开春以后测量的电阻值。防雷装置每年均应检查和测量一次,有损坏的地方能早日发现修复,否则比不装防雷装置更危险,这是因为装了避雷针的建筑物,受雷击的可能比不装防雷装置的建筑物高的缘故。

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【已废止】民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008
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