民用住宅的防雷及用电保护设计的探讨

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摘　要：通过对民用住宅配用电系统的设计、施工，对安全用电、规范设计作了有益的探索与实践。

　　 关键词：住宅防雷；用电保护；改进措施

1　问题的提出

　　 四川省水利电力学校96讲师楼由市一建筑设计院负责设计。原设计中的防雷及用电保护存在以下不足之处。

　　 （1）防雷保护措施在原设计中未有具体技设施工图和任何文字说明，只有一平面示意图。

　　 （2）对于用电保护措施原设计中提出：“本栋住宅楼采用保护接地方式。”但接地极的制作及埋设位置和敷设要求均未有具体设计。

　　 （3）96讲师楼的配电方案其安全性和合理性也有欠妥之处。

　　 对于以上不足之处，提出了整改意见，并受校方委托补作了防雷与用电保护设计，同时经原设计院同意后实施。

2　相关设计与加强措施

2．1　防雷设计

　　 96讲师楼防雷保护接地极为环状接地体，其设计预埋深度为0．8 m。当基础开挖至50 cm左右时以下均为砂砾层，由于砂砾层电阻率较大且直接影响防雷接地效果，为此重作设计采用40 mm×40 mm的镀锌角钢，其长度为1．5 m／根，间隔5 m（考虑屏蔽效应影响）一根侧面斜向强行置入接地极周围的素土层中，然后将镀锌角钢与防雷接地极焊接。

采用以上接地措施后，经测试，其接地电阻为1.52Ω≪10Ω达到了防雷设计的要求。

2．2　下引线的设计与加强措施

　　 根据《城乡建筑电气设计施工手册》之规定：“民用建筑物可利用建筑物柱内及基础内钢筋作为防雷下引线。”据此采用96讲师楼四个角柱内钢筋作为防雷下引线。由于柱内主筋、支筋间全部采用扎接，为了加强泄雷以及前弱雷电波陡度，设计时采用一根22 mm镀锌圆钢从地基圈梁钢筋→柱内钢筋→避雷带焊接为一整体，搭头焊接部分长度不小于15 cm，并采取相应的防腐措施。采用以上措施后，96讲师楼防雷设计经过了三个雷雨季节的考验，其防雷效果是理想的。

3　保护接地的设计

　　 原设计中规定：“96讲师楼采用保护接地方式”。

据此在设计时选用了形状系数为0．867的接地极，考虑到96讲师楼二个单元需同时引入保护接地，为了提高接地保护的可靠性，接地极的埋设见图1所示。从投入使用近三年来看，还未发生过任何伤害事故。

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4　“反击”问题的考虑与防护

　　 原设计中下杆进户线采用VLV－3×16＋1×10并从96讲师楼侧墙三楼处进户。根据计算3×16的主电缆截面明显偏小。修改设计时，考虑到今后负荷的增加以及美观、检修方便等因素，改为VLV29－3×50＋1×16。但修改后由于受场地限制，使直埋电缆与防雷接地极的安全距离不够。根据《建筑电气设计》手册规定：当防雷接地装置未与电气设备的接地装置或埋地金属管道相连时，两者之间的距离应符合下式的要求，SD≥0．2Rch且不应小于2 m。据此在设计施工时将防雷接地极和进户电缆的埋设深度同时作调整，使它们在地中的直线距离满足安全距离的要求并且将该段电缆穿SG78－74管加盖30 mm厚的沥清层，见图2。经实践证明是安全的。

5　结束语

　　 通过补充和修改用电设计，体会到一方面人们使用家用电器的种类和数量越来越多，用电负荷越来越大对用电及保护提出了更高、更严的要求；另一方面配用电设计有时相对滞后，即便是正规设计单位，在配用电及保护的设计上也有值得商讨的地方。归纳起来主要有以下三点。

　　 （1）设计单位在资料收集，土壤电阻率的测量等方面做得不够，设计时对接地极的形状系数、阻值大小、埋设位置和深度都未作要求，因而施工单位对接地极的制作不规范，往往随意将一截角钢或扁钢置入地下即作为保护接地极；

　　 （2）未考虑“反击”的影响，以该校某栋职工住宅楼为例：下杆进户线的进户点选择在6楼顶，这样进户线与顶层避雷带间的距离只有30～40 cm左右，显然存在着安全隐患（空气击穿强度约为500 kV／m，通常规定SK≥5 m）。

　　 （3）在同一配电系统中保护接零、接地混用。造成这种安全隐患的主要原因是：对于一些老的住宅楼特别是一些老式平房，当时的设计未考虑保护接地措施，于是一些用户就自行将三眼插座内的接地（零）接线桩头与插座电源进线的零线桩头用铜丝或铝丝直接连接，构成保护接零，而新近修建的住宅楼设计中常采用保护接地方式，这样在同一配电系统中形成了接零、接地混用。为了消除这种安全隐患，一方面应采取相应的补救措施，另一方面应大力加强用电安全知识教育，避免安全事故的发生。

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