＠ 雷电防御 对防雷检测工作中几个实际问题的探讨 潘忠 （西宁市气象局，青海 西宁８１００１６） 摘要：防雷 ａ＇ｌ是防雷技术服务工作中一项基本内容，确定一个建筑物防雷装置是否合格，很大程度上 取决于所用检测方法的正确性和检测数据的可靠性。在总结近几年防雷检测中遇到的一些实际问题进行思 考并就这些问题的处理提出解决办法。 关键词：检测；问题；探讨 引言 接地装置四周地势开阔平坦、土质均匀，不需增加辅 助测试线就能直接测量，这样测得的数据也较为准 检测是防雷技术服务工作中的一项最基本内 确。但实际情况往往不是这样，特别是在城区和山坡 容，确定一个建筑物防雷装置是否合格，很大程度上 上检测时。在接地电阻测量中遇到的一些问题主要 取决于所用检测方法的正确性和检测数据的可靠 是。 性。对接地电阻检测更需如此。各防雷技术服务机构 （１）场地狭窄这种情况在城区检测时经常会遇 作出的检测结论直接关系到一个受检项目防雷装置 到。由于房屋密度大，房屋与房屋之间距离较近，特 是否需要整改以及是否经得起雷击考验，可谓责任 别是地面被硬化以后，很难找到适合插测试电极的 重大。这就要求检测方法必须要正确、检测数据必须 土壤。对此，可以采用以下三种方法来进行测量：一 要可靠。也唯有如此，才能树立防雷检测工作的专业 是直接在地面上加水测量ｆ在４１０５表的使用说明中 性和权威性。虽然有关的防雷检测操作规程、防雷技 有这一条）；二是利用花坛或人行道树下土壤进行测 术规范和仪器使用说明中都提供了一些基本检测方 量ｆ需要注意布线的方向应尽量与接地装置边缘垂 法，但实际情况千差万别，不能一概而论。本文分析 直）；三是利用金属管道等自然接地体来进行“两点 了近几年来在防雷检测验收工作中遇到的一些实际 法”测量（这种方法测量误差较大，一般不用）。 问题并进行了思考。 １接地电阻测量 （２）土质差异或不均这种情况在山坡上检测经 常会遇到。由于受地质条件和环境，检测对象周 围的土质可能存在较大差异或不均，有时在测量时 接地电阻是防雷检测工作中一个基本技术指 随着接地极的方位发生改变得到的测量数据也有所 标，也是衡量一个防雷装置是否合格的重要依据。接 不同，甚至相差很大。遇到这种情况，可以从不同方 地电阻大小，直接反映了接地装置对雷电流泄放能 位进行测量，测得的数值均作为参考。在最终确定接 力，以及在防雷装置各处所产生对地瞬时电位的高 地电阻值时，应该以较小数值为准，而不是进行算术 低及持续时间。后者也决定了在该处发生雷电反击 平均。因为“水往低处流，电也往低处走”，当接地装 的机率及强度。因此，接地电阻测量是防雷检测工作 置周围土质不均时，雷电流不可能向四周均匀流散， 中一项基本内容。在有关防雷技术规范和检测仪器 而是主要向接地电阻较小的方向流散。 使用说明中都提供了一些基本的接地电阻测量方 （３）电磁干扰现象。在从高层建筑物上放线检测 法，但在实际工作中，由于受地形、地质及周边环境 时，可能会遇到这样的情况，刚把测试线连接到接地 影响，测量操作往往会受到一定。理想的情况是 电阻测试仪上，还没开始测量，仪器的读数就发生跳 一４６～ 冒电防御 青海气象＠ 变，而无法进行测量。这是由于空间电磁场在测试线 点在检测机房等要求接地电阻值较小的场所时尤其 上产生了较强的感应电动势和感应电流所致。遇到 应注意。虽然也可以在每次检测时对线阻进行测量 这种情况，则应通过房屋内部的楼梯问重新拉线进 和校验，但总是不太方便，而且随机误差也大。 行测量，或者避开电磁干扰的时间段再测。因为房屋 通过对比测试和分析，发现辅助测试线越长，测 墙壁对空问电磁场具有一定的屏蔽作用，随着时间 量误差越大；测试线绕组越多，测量误差越大；接地 的变化空间电磁场强度也不会一直持续下去。 电阻越大，测量误差越大；检测仪器测试电流频率越 （４）地电位干扰现象。在变压器附近测量接地电 高，测量误差越大。所以在接地电阻测量操作中，能 阻时，经常会遇到这样的情况接地电阻测试仪上测 出的数值不稳定、在一定范围内波动。这是地电位干 扰，在其它大电流设备附近测量时也可能遇到这种 情况，可以换个时间再测接地电阻或远离大电流设 备，找个适合插测试电极的土壤测量其相对静止时 的数值为准。为了使弱电设备免受地电位干扰，机房 接地装置一般应远离变压器等大电流设备的接地装置。 （５）被测地网与保护对象分离在防雷检测工作 中，也经常会遇到这种情况。由于建筑物所在位置土 壤电阻率较高，为了降低接地电阻，在离其较远的地 方敷设了人工接地体，或者是机房、特殊设备的接地 装置为接地装置。在测量这些地方的接地电阻 时，测试电极布设应以人工接地体为中心，在其周围 直接测量，这样测得的数值才较为准确 如果测试电 极仍布设在检测对象周围，则测得的数值会比实际 情况有差距，也没什么意义。因为这时雷电流的流散 是以人工接地体为中心进行的。当然检测点可以是 在检测对象上，但测试电极的位置不应改变，或者是 在测量了接地装置的接地电阻后再选择一个基准 点，对其余各点直接进行等电位测试。 （６）辅助测试线的使用在防雷检测工作中，经 常会遇到因测试电极布设不方便或需要从房顶放线 检测，仪器自身所带的测试线不够长、需要增加辅助 测试线进行检测的情况很普遍。这时有两个问题需 要注意：一是辅助测试线尽量短一些，能用短线就不 用长线；二是辅助测试线应尽量散开．最好不要缠绕 在一起形成线圈，以减小辅助测试线因自感现象产 生的感生电流对测量结果的影响。 因为常用的接地电阻测试仪的测试电流为低频 电流，当测试线较短时，测试电流在测试线上产生的 感抗可以忽略不计；但当测试线很长、特别是缠绕在 金属物体上形成多匝线圈时，测试电流在测试线上 产生的感抗将较大，从而影响检测数据准确性。这一 不用辅助测试线的尽量不用。 （７）检测仪器的使用，在使用一个检测仪器之 前，我们必须对其工作原理、技术参数、操作环境和 安全注意事项等内容有一个较清楚的了解，避免因 使用方法不当而造成检测数据错误过大。 在选择一个具体的检测项目中需要使用检测仪 器时，主要应考虑两点：即测量数据的准确性和现场 检测的方便性。准确测量防雷接地装置接地电阻一 般应使用“三极法”布线进行接地电阻的测量，而房 屋和机房内部的检测使用等电位测试仪更为方便。 另外，要对防雷检测使用的仪器按要求定期进行检 定。 （８）测试电极布设在接地电阻测量中，最常用的 测量方法是直线布极“三极法”。为了使测得的数据 更准确，在布设测试电极时有两个问题需要注意： 一是测试电极布设方向及位置。在进行具体测 量之前，首先应了解清楚被测地网位置、形状及大 小。测试电极应布设在被测地网之外的一定距离，且 布设方向应与地网边沿垂直。如果测试电极布设在 地网之内，则测得的数值肯定比较小，显然是错误 的：如果布极方向与地网边沿不垂直，则测得的数值 也会偏小，误差较大。 二是测试电极布设间距。辅助电压极与辅助电 流极之间的距离，有关防雷技术规范规定电流极距 地网边沿的距离应为地网对角线长度（或直径１的２～ ３倍，电压极的距离为其一半或０．６１８倍，布设间距 各种仪器都有具体的要求。 （９）检测点的选择在防雷检测工作中，很多人认 为测量的点越多越好。比如测量避雷带的接地电阻， 只要避雷带各个部分是相互焊接连通的，测试电极 位置保持不变，那么在避雷带上各点所测得的数值 不会有多大变化。因为相互焊接连通的金属物体其 自身电阻是很小，在防雷检测时可以忽略不计。所以 ４７—— ＠青海气象 雷电防御Ｏ 说在防雷检测工作中，用仪器测量只是其中的一部 量方法的局限性ｆ测试电极始终要布设在被测地网 分，而且也不是检测的点越多越好，关键是检测时选 之外１，可能无论怎么整改，都难以将接地电阻值降 点一定要到位，尽量选具有代表性和关键性的点进 到要求。在这种情况下，仅仅根据接地电阻值大小来 行测量。对于接地装置，一般应从２个以上的方位进 判断一个接地装置是否合格就没有意义，而接地装 物内部等电位连接情 行测量：而对室内各点，则可以一个接地端子或接地 置的大小及其敷设方式、建（筑）干线为基点来进行等电位测试。 况等就比接地电阻的特定值更为重要。如果硬是要 （１０）施工过程中接地电阻的测量。在防雷接地 求受检单位将接地电阻值降到很小，这在工程上既 装置施工过程中，经常会有施工单位要求去测量接 地电阻，以便在阻值不合格时及时整改。一般来说， 接地电阻测量应在接地装置焊接完成并回填以后再 进行，这样测得的数值才比较准确。如果没有回填， 甚至还没有浇注完基础接地系统，则测得的数值肯 定会偏大，只能供参考。所以在接地装置施工过程 中。重要的不是测量接地电阻，而是查看其接地装置 的焊接质量及预留接地情况。在接地装置周围土壤 完全回填并压实以后，接地电阻值还会有一定的减小。 ２防雷装置的有效性 要说一个防雷装置完全“合格”是比较困难的， 因为“防雷装置”是一个整体概念，它由多个部分组 成，只有当各个部分都检测合格时，才能取得检测合 格证书。如果有某一方面存在问题或不足，就不能说 该项目防雷装置“合格”，只能出据检测报告和整改 意见书。 （１）接地电阻值的可靠性 由于接地电阻值是我们判断一个接地装置是否 合格的主要依据，所以判断所测接地电阻值的准确 性与可靠性就非常重要。如前所述，影响接地电阻值 测量准确性的主要因素有现场测量的方法、土质状 况、辅助测试线阻抗、仪器误差以及人为误差等，在 分析时应综合考虑这些因素，并结合现场检测实际 情况对检测数值进行分析。如果测得的接地电阻值 较大、超出了相关规范中的允许值，则还应进行工频 电阻与冲击电阻换算，看其冲击电阻是否符合规范 要求。如果测得的电阻值较小并符合共用接地系统 要求，则无需进行换算。 （２）高土壤电阻率地区接地装置的有效性 接地电阻值的大小是判断一个接地装置是否合 格的主要依据，但并非唯一依据。在土壤电阻率大的 地区（如石山、河床等地区），由于现用电位降原理测 一４８一 不可行，也无必要。这一点在文献『１］第３．２．４条第六 款和第４．３．４条第一款条文中有说明，在文献［２］和 『３］等相关规范中也有类似的规定及说明。 为了衡量土壤电阻率大的地区接地装置的有效 性，不能因为土壤电阻率大、接地电阻难以降低就认 为接地装置不重要、随便做一个地网就行了，其实正 好相反，由于土壤电阻率大，接地装置也应该做得更 大．才能对雷电流起到较好的散流作用。虽然此时对 接地电阻值可以不作要求，但对接地装置的大小和 房屋内部的等电位连接情况要求更高，一定要做好。 另外，对于第一类防雷建筑物的防直击雷装置，除了 有冲击接地电阻值要求外，有时还有安全距离要求。 （３）设计要求接地电阻≤ｌＱ的问题 在新建项目防雷装置的检测验收中，经常会遇 到这种情况，由于在文献［２］中规定弱电系统“若与 防雷接地系统共用，则接地电阻值应≤１Ｑ，因此很 多设计单位就将共用接地系统的接地电阻值统统设 计为≤１Ｑ，而没有考虑工程成本和实际需求。很多 高层建筑物的设计要求是接地电阻值应≤１Ｑ。而实 测阻值往往为１～４ｎ，有些地区要将接地电阻值降到 １Ｑ以下比较困难。遇到这种情况怎么办呢？ 在防雷检测验收工作中，将一般共用接地系统 的接地电阻值确定为≤４ｎ，是根据文献『４］第６．４．２ 条和６．４．３条中规定的交流工作接地和安全保护接 地的“接地电阻不应＞４ ”和“共用一组接地装置。其 接地电阻值按其中最小值来确定”的原则得出的。直 流工作接地的“接地电阻应按计算机系统具体要求 确定”，而一般房屋不是专为某个具体的计算机系统 设计的，因而可以不考虑这个问题。此外，文献『５］和 文献［６］中均规定“宜共用接地装置，其接地电阻不 应＞４ｎ”。文献『１］中对一般建筑物的防雷电感应接 地、电气设备接地、防雷电波侵入接地与防雷接地共 用接地装置时，只要求其冲击接地电阻＜１０ｆ￣。所以 冒电防御 在实际检测验收工作中将一般共用接地系统的接地 ＠ 现在一般的机房都安装了防静电地板，但很多 电阻值确定为￣＜４１２是比较合适的。 （４）过渡电阻的测量 机房的防静电地板并没有接地。文献［４］第６．３．４条 和６．３．５条规定，“主机房内的导体必须与大地作可 文献［１］第３．２．２条第二款规定，“当长金属物 靠的联接，不得有对地绝缘的孤立导体”，“导静电地 的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻＞０．０３ｎ 面、活动地板、工作台面必须进行防静电接地”。第 时，连接处应用金属线跨接”。事实上，０．０３Ｑ用现有 ６．３．６条和６．３．７条的条文说明中说“静电接地装置 仪器是很难测量的电阻，因为一般仪器的测量精度 是清除静电的基本措施。为保证工作人员的安全，静 都达不到这个量级，即使一些数字化仪表能够测出 这么小的数值，其误差也比较大，也不能说测出来的 数值就是准确的。因此文献［５］和文献［６］中均直接 规定了“对爆炸危险区域内的输油ｆ输气）管道的法 兰、胶管两端等连接处应用金属线跨接”，也用不着 测过渡电阻，只要直接检查法兰、阀门、胶管等的跨 接情况良好就可以。 （５）电源ＳＰＤ的安装级数 对于电源ＳＰＤ的安装级数，文献［１］和文献［２］ 中均没有作出明确的规定，而且对电源ＳＰＤ的安装 要求也比较低。文献［７］中给出了浪涌保护器的安装 位置示意图，但在实际检测验收工作中，由于各受检 单位经费原因，往往不愿意安装那么多电源ＳＰＤ。而 且很多建筑物由于所处的地理位置、配电线路引入 方式和室内弱电设备较少等原因，也确实用不着安 装那么多电源ＳＰＤ。在实际工作中到底安装几级电 源ＳＰＤ比较合适呢？ 对于这个问题，应该结合受检单位的需要和要 求、建筑物所处的地理位置、雷电活动强度、建筑物 内电子信息设备的多少及重要程度、配电线路的引 入方式等综合因素来确定。对于一般民用建筑，如果 配电线路为架空引入，则至少应安装两级电源ＳＰＤ， 且电源ＳＰＤ可以安装在配电线路的分支处，而不必 在每个楼层配电箱处都安装；如果建筑物内电子信 息设备较多且重要，应在其配电线路上安装三级电 源ＳＰＤ．在设备较为集中的机房配电线路上必须安 装三级电源ＳＰＤ；如果建筑物内主要是照明线路，没 有什么电子信息设备，或者建筑物处于城区，配电线 路为埋地引入的，则至少应安装一级电源ＳＰＤ。电源 ＳＰＤ的通流容量主要根据建筑物所处的地理位置和 雷电活动强度、配电线路引入方式及电源ＳＰＤ的安 装位置等来确定。 （６）机房防静电问题 电接地系统要串联一个１．０ＭＱ限流电阻。”在一般 的机房检测中，测量泄漏电阻和安装限流电阻并不 重要。关键是要检查和弄清楚进出机房的布线和网 络设备防雷接地情况以及各个设备的金属外壳、防 静电地板支架等接地情况。防静电活动地板支架相 连接后接地一般不应少于２处。只要机房内的各种 接地做好了，防静电就应该没有什么问题。 结语 在雷电防护检测工作中，有很多实际问题是难以 从相关技术规范中直接找到答案，需要我们进一步 学习和理解各类防雷技术规范规定的精神实质的基 础上，具体问题具体分析，不断总结和提高服务技 能。同时，在检测工作中应力戒教条主义，既要保证 受检单位的防雷安全要求，也要有利于防雷工作顺 利开展，同时还要为地方经济建设和社会发展提供 优质的防雷技术服务。 参考文献 『１］中华人民共和国国家标准１９９４年《建筑物防雷 设计规范｝（ＧＢ５００５７—９４）． 『２］中国建筑工业出版社２００８年《民用建筑电气设 计规范》ｆＪＧＪ １６—２００８）． 『３］气象行业标准ＱＸ２—２０００（（新一代天气雷达站防 雷技术规范｝（ＱＸ２—２０００）． ［４］《电子计算机机房设计规范））（ＧＢ５０１７４—９３）国家 技术监督局１９９３年２月． 『５］中华人民共和国国家标准２００２年《汽车加油加 气站设计与施工规范｝（ＧＢ５０１５６—２００２）． 『６］中华人民共和国国家标准２００２年《石油库设计 规范｝（ＧＢ５００７４—２００２）． 『７］中华人民共和国国家标准２００４年《建筑物电子 信息系统防雷技术规范））（ＧＢ５０３４３—２００４）． 一４９—
