王浩 崔東凱 矯翔宇

摘 要：防雷工程現(xiàn)已成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn).而防雷裝置的檢測(cè)工作作為防雷減災(zāi)的基礎(chǔ)保障，也是目前社會(huì)探討的主要話(huà)題。而在臨建設(shè)施的現(xiàn)場(chǎng)防雷安全檢測(cè)中，一般是按照設(shè)計(jì)審核意見(jiàn)和GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)，包括現(xiàn)場(chǎng)工地塔吊、腳手架、現(xiàn)場(chǎng)工房等的防雷接地檢測(cè)，以防止或減少雷擊造成的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。通過(guò)總結(jié)2019年國(guó)慶70周年和2021年建黨100周年天安門(mén)廣場(chǎng)臨建設(shè)施的檢測(cè)工作經(jīng)驗(yàn)，提出了臨建項(xiàng)目中防雷檢測(cè)應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞 ：臨建設(shè)施 ?防雷設(shè)施現(xiàn)狀 ?防雷檢測(cè) 天安門(mén)廣場(chǎng)

Discussion on Lightning Protection Detection of Temporary Facilities in Tiananmen Square in the 100th Anniversary of the Founding of the Communist Party of China

WANG Hao CUI Dongkai JIAO Xiangyu

（Beijing Lightning Protection Device Safety Testing Center，Beijing，100089 China）

Abstract： Lightning protection engineering has become the focus of the whole society， and the detection of lightning protection devices， as the basic guarantee of lightning protection and disaster reduction， is also the main topic discussed by the society at present. The on-site lightning protection safety detection of temporary facilities is generally carried out in accordance with the design review opinions and the provisions of GB50057-2010 <Code for Design of Lightning Protection of Buildings>， including the lightning protection and grounding detection of on-site tower cranes， scaffolds and on-site workshops， so as to prevent or reduce personal casualties and property losses caused by lightning. By summarizing the testing experience of temporary facilities in Tiananmen Square on the 70th anniversary of national day in 2019 and the 100th anniversary of the founding of the Communist Party of China in 2021， this paper puts forward the matters needing attention in lightning protection testing in temporary projects.

Key Words： T emporary facilities; Current situation of lightning protection facilities; Lightning protection detection; Tian'anmen square

慶祝中國(guó)共產(chǎn)黨成立100周年大會(huì)在北京天安門(mén)廣場(chǎng)隆重舉行。大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，天安門(mén)城樓雄偉壯麗。廣場(chǎng)兩旁100面紅旗迎風(fēng)飄揚(yáng)，十分耀眼。不遠(yuǎn)處的人民英雄紀(jì)念碑拔地而起，大紅色拱門(mén)在中央，黨徽熠熠生輝，黨徽兩旁的“1921”和“2021”代表了中國(guó)共產(chǎn)黨波瀾壯闊的百年歷程。中央電視臺(tái)這次采用了多方面的拍攝技術(shù)。其中包括我國(guó)自主開(kāi)發(fā)，目前最先進(jìn)的天鷹座、天琴座相機(jī)系統(tǒng)。這需要性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠的設(shè)備輔助拍攝。支撐設(shè)備的卡車(chē)起重機(jī)高級(jí)設(shè)備起到了關(guān)鍵作用。為力保這些臨建設(shè)施及輔助設(shè)施的正常運(yùn)行，防雷系統(tǒng)完善就尤為重要。

1.檢測(cè)內(nèi)容

作為幫助此次中央電視臺(tái)直播的業(yè)界唯一設(shè)備制造商，中聯(lián)中科出動(dòng)卡車(chē)起重機(jī)高級(jí)設(shè)備，在天安門(mén)廣場(chǎng)的重要拍攝點(diǎn)負(fù)責(zé)天琴座、天水利座索道支援建設(shè)等相關(guān)工作。讓天琴座的東西自由滑動(dòng)的索道由中聯(lián)中科兩輛200t卡車(chē)起重機(jī)負(fù)責(zé)架設(shè)。這兩臺(tái)起重機(jī)分別矗立在中國(guó)國(guó)家博物館和人民大會(huì)堂，設(shè)置了60m高的索道，允許攝像機(jī)自由穿過(guò)天安門(mén)廣場(chǎng)，在360m范圍內(nèi)自由拍攝。

天琴座北面有中聯(lián)中科110t卡車(chē)起重機(jī)建立的天鷹座二維索道攝像機(jī)系統(tǒng)。升降機(jī)高40m，跨度長(zhǎng)380m，搭載的陀螺圖像系統(tǒng)上下左右滑動(dòng)，從人民大會(huì)堂穿過(guò)天安門(mén)廣場(chǎng)，到達(dá)中國(guó)國(guó)家博物館，滿(mǎn)足近400m的東西縱深跨度和360°全方位拍攝需求，展示現(xiàn)場(chǎng)激動(dòng)人心的畫(huà)面全景。

這次活動(dòng)臨建設(shè)施防雷檢測(cè)點(diǎn)位包括：兩輛200t卡車(chē)起重機(jī)（高度60m）、兩輛110t卡車(chē)起重機(jī)（高度40m）、每輛車(chē)體配重設(shè)施、每輛吊車(chē)4個(gè)支腿、每輛吊車(chē)4個(gè)支腿下墊護(hù)板、外側(cè)圍擋腳手架。

在腳手架?chē)鷵鮾?nèi)側(cè)樹(shù)根處利用長(zhǎng)度為1.5mφ18的兩根銅包鋼接地棒作為接地體（使用銅材制作接地網(wǎng)，不僅有效提升接地網(wǎng)自身的抗腐蝕能力，而且降低了惡劣環(huán)境對(duì)接地裝置運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生的不利影響，確保防雷系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性[1]）。接地裝置的連接材質(zhì)選用截面積為22mm2 銅編織帶，將2個(gè)接地極、卡車(chē)起重機(jī)主體、車(chē)體配重設(shè)施、吊車(chē)4個(gè)支腿、吊車(chē)4個(gè)支腿下墊護(hù)板、外側(cè)圍擋腳手架等臨建設(shè)施采用纏繞抱箍壓接式并聯(lián)在一起。

2.測(cè)量接地電阻值

接地類(lèi)型可以根據(jù)安裝作用來(lái)劃分：（1）對(duì)于工作接地類(lèi)型，可以將大地作為導(dǎo)線(xiàn)。（2）對(duì)于保護(hù)接地類(lèi)型，要將設(shè)備外部及不帶電的部位接地，以便當(dāng)雷擊到建筑物時(shí)，能迅速地進(jìn)行接引。（3）對(duì)于電壓保護(hù)接地類(lèi)型，也可稱(chēng)之為防雷接地，即通過(guò)電壓對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)或利用設(shè)備的金屬部分與地面進(jìn)行連接。采用上述防雷接地施工技術(shù)，可大大提高建筑物的防雷性能，保證建筑物安全[2]。接地電阻測(cè)量采用電位降法：在離被測(cè)接地體一定距離的土壤中插入電流極和電壓極，經(jīng)電流極向被測(cè)接地體注入恒定電流，電流流經(jīng)接地體后再通過(guò)大地—電流極形成回路。測(cè)量電壓極與接地體之間的電壓，通過(guò)公式R=U/I，求出接地體的接地電阻[3]。因廣場(chǎng)上全部鋪設(shè)硬化路面，為了確保測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，盡量將測(cè)量用的電流極和電壓極鋪設(shè)在廣場(chǎng)東側(cè)樹(shù)坑中與被測(cè)接地裝置平行且垂直于地網(wǎng)。當(dāng)反復(fù)測(cè)量被測(cè)物接地極的接地電阻值為27Ω時(shí)，為了確保數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性，又對(duì)廣場(chǎng)周邊的華燈桿，監(jiān)控探頭桿進(jìn)行了多個(gè)測(cè)試。結(jié)果都在3～4Ω?？梢哉J(rèn)定被測(cè)物臨建設(shè)施的接地極的接地電阻值為27Ω是有效數(shù)據(jù)（可選用降低電阻的方法：改變接地極材料或使用長(zhǎng)效復(fù)合降阻劑[4]）。

3.發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及確定問(wèn)題因素

在防雷系統(tǒng)中，接地裝置的作用主要是接地電流排泄[5]。而已知接地極的接地電阻值為27Ω時(shí)，反復(fù)測(cè)量已經(jīng)采用22mm2的銅編織帶抱箍壓接的外側(cè)圍擋腳手架、吊車(chē)4個(gè)支腿、車(chē)體配重設(shè)施、卡車(chē)起重機(jī)主體及卡車(chē)起重機(jī)吊臂時(shí)發(fā)現(xiàn)接地電阻值逐步升高。最終超過(guò)了40Ω。

采用等電位測(cè)試儀測(cè)量上述電氣連接的等電位連接過(guò)渡電阻值，依據(jù)《建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB/T 21431—2015），等電位連接過(guò)渡電阻值≤0.2Ω[6]。發(fā)現(xiàn)每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)位之間相差的過(guò)渡電阻值非常大，迅速確定問(wèn)題因素。在測(cè)量接地電阻時(shí)給接地裝置（接地極）施加一個(gè)電流I，測(cè)量出接地極上的電壓U，電壓與電流相除就得到了接地電阻?？此坪?jiǎn)單，但實(shí)際測(cè)量的電流是指“流過(guò)接地裝置入地的電流?！边@個(gè)電流與導(dǎo)線(xiàn)中流過(guò)的電流是不一樣的。在導(dǎo)線(xiàn)中，電流沿著導(dǎo)線(xiàn)流動(dòng)，形成連續(xù)閉合的回路，其路徑是確定的可預(yù)見(jiàn)的。而流過(guò)接地裝置入地的電流我們就比喻制作一個(gè)電流回路，在三極直線(xiàn)法測(cè)量接地電阻時(shí)就需要在遠(yuǎn)方打一個(gè)輔助電流極。也就是因?yàn)閺V場(chǎng)的路面土壤情況、地下管道、電纜情況、低表面有雜散的電流等都會(huì)影響到接地電阻值測(cè)量后每個(gè)點(diǎn)之間的差異變化。為更有說(shuō)服力，在每個(gè)連接點(diǎn)固定不動(dòng)的情況下采用武漢康達(dá)等電位測(cè)試儀進(jìn)行過(guò)度電阻值測(cè)試。以被測(cè)物臨建設(shè)施的接地極為測(cè)試基準(zhǔn)點(diǎn)逐一測(cè)量以上設(shè)施的過(guò)度電阻值情況。發(fā)現(xiàn)也存在電位差的情況。

這時(shí)將接地極上的編織銅帶和所有纏繞抱箍壓接點(diǎn)位全部打開(kāi)，將編織銅帶拉直后測(cè)量編織銅帶兩端的過(guò)度電阻值又沒(méi)有太大差異。同時(shí)可以明顯看出被拉直的銅編織帶上存在多處明顯斷絲和氧化的情況，而且非常嚴(yán)重。初步認(rèn)定是連接材質(zhì)的損壞和氧化程度較高影響的接地電阻值的變化。從施工方中了解到，所有接地棒、等電位連接所用的銅編織帶均延用了2019年70周年時(shí)廣場(chǎng)臨建設(shè)施的材料。

為了進(jìn)一步證明使用有明顯損壞痕跡的連接導(dǎo)體對(duì)接地電阻值和過(guò)渡電阻的產(chǎn)生影響，將所有檢測(cè)數(shù)據(jù)整理在一起。利用公式R=ρL/S來(lái)進(jìn)行有效計(jì)算。公式中ρ表示導(dǎo)體的電阻率，是由其本身性質(zhì)決定（這里采用的是銅材質(zhì)編織銅帶，銅的電阻率ρ=0.0185Ω.mm2/m，這是常溫下的，但是電阻率隨溫度變化會(huì)有一些差異。），L表示導(dǎo)體的長(zhǎng)度（這里可以認(rèn)為是連接導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度），S表示導(dǎo)體的橫截面積。

施工單位要保障防雷工程設(shè)計(jì)施工期間的等電位連接質(zhì)量[7]。以上表來(lái)看，連接導(dǎo)體的有效截面積呈現(xiàn)不規(guī)律變化，當(dāng)銹蝕程度高、斷點(diǎn)較多時(shí)，有效截面積減小，導(dǎo)致過(guò)渡電阻值升高，說(shuō)明連接導(dǎo)體的銹蝕和斷點(diǎn)程度已經(jīng)影響到其正常使用效果，最終采用多條22 mm2銅編織帶相互并聯(lián)纏繞抱箍壓接以上臨建設(shè)施后解決了以上存在的問(wèn)題。

4.結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)際檢測(cè)出現(xiàn)的接地電阻值結(jié)合公式反復(fù)計(jì)算互相論證，當(dāng)連接導(dǎo)體損壞嚴(yán)重導(dǎo)致橫截面積減小時(shí)接地電阻值會(huì)逐步增大，從而無(wú)法滿(mǎn)足施工中接地連接導(dǎo)體的最低要求。以此結(jié)論可以證明，現(xiàn)實(shí)中采用22mm2的銅編織帶斷點(diǎn)較多，氧化情況嚴(yán)重，其真正意義上達(dá)不到有效的連接。嚴(yán)重影響正常連接時(shí)過(guò)渡電阻值，也建議在今后臨建設(shè)施的施工中選擇可靠有效的連接導(dǎo)體。

作為防雷工作者，我們應(yīng)本著“以人為本、安全第一、預(yù)防為主”的方針， 為了保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展， 最大限度保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全， 減少因雷電災(zāi)害造成更大的損失。更應(yīng)主動(dòng)、及時(shí)、到位的開(kāi)展防雷技術(shù)服務(wù)工作，不忘社會(huì)責(zé)任，為防雷安全做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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