建筑塔吊接地技术

【摘 要】现代建筑工程施工现场,在进行塔吊安装的过程中,其中所采用的接地技术安装质量,将会对整个建筑塔吊的安全使用带来直接的影响.在对建筑塔吊接地技术进行研究的过程中,主要涉及到了多个不同的方面,这其中主要包括了供电设备接地、防雷接地、通信源感应接地、塔吊共用接地等多个方面进行合理的优化设计,以此来使得建筑的塔吊能够从根本上满足塔吊对于雷电磁场防护的需要.本篇文章主要针对建筑塔吊的接地技术进行了全面详细的探讨,以期为我国建筑的塔吊接地技术发展作出贡献.

【关 键 词】建筑塔吊；共用接地；防护措施；优化设计

前言

在建筑工地高耸的建筑塔吊由于自身完全是通过金属部件的方式来构造而成,大量的电磁波在塔吊的闭合回路之中产生了较大的电压和电磁辐射,从而使得塔吊的金属表面产生了电荷,在这一过程中如果说遭遇了雷雨天气,那么在雷击之下,必然会导致财产损失,如果在雷击过程中周边还有施工人员存在,还极有可能存在生命威胁.所以,建筑塔吊在进行接地的过程中,必须要采用科学合理的措施来进行,最大限度的避免其中存在大量的安全隐患.下文主要提出了共用接地混合系统,对其中所涉及到的多方面设计重点是进行了阐述.

1.塔吊接地技术原理

1.1建筑塔吊感应电压特点

当电台的发射功率为P,发射天线到塔吊的距离为r,天线为各向同性天线,自由空间电场强度有效值为：

那么,建筑塔吊因临近通讯发射源受到电磁辐射而感应电压Ui（x）的分布特点是与地面垂直的电场从地面到塔臂（离地面hp）的积分：

式中z为与地面垂直的电场方向上的积分变量；hp为塔吊高度.可见,塔吊感应电压是随塔吊高度呈递增变化,且高度增加感应电压逐渐增大.

同时,雷电流是一个非周期性的脉冲波：

式中Im为雷电流的幅值；a,b为由雷电流波形决定的常数；t为作用时间.那么,塔吊上的感应雷过电压为：

式中I为雷电流；V为雷电放电速度；s为塔吊与雷电先导的水平距离；h为塔吊高度.

可见,雷电对塔吊产生的感应电压随塔吊导体两端电阻的增加呈非线性增加趋势.特别是塔臂两端电阻明显不对称,据最大不匹配原理,使吊钩产生的感应过电压极大,给施工带来很大的危险性.

1.2单点并联分离接地和串联公共接地

对于单点并联分离接地系统,如感应电是低频（30～300kHz）的则是较好的连接接地方式.在这种情况下,任何一个接地电位只受其接地电流和阻抗的影响,但弊端也很明显.所以,建筑塔吊临近通讯发射源作业时,一般不适合使用这种单点并联分离接地系统.

2、建筑塔吊的共用接地混合系统的优化设计

任何一个具有良好防护效果的接地系统都应当是能够有效对雷电感应高压电和磁辐射进行防御的,同时还能够在完全避免额外开支的情况之下确保接地系统的安全性.所以说,建筑工程在对塔吊进行接地的过程中,一般都不会主张使用独立接地的方式来为塔吊提供防护,而是直接对防雷接地、供电设备接地、防电磁辐射等多个接地系统进行实混合使用.在目前大量的塔吊接地工程之中,使用共用接地系统的方式是极为普遍的,这一设计方式已经逐渐推广到了建筑塔吊的防电磁辐射以及防雷高压电感应接地系统中进行应用.

在进行塔吊接地实际操作的过程中,其共用接地混合系统的操作模式就是直接把防静电、防电击、防电磁辐射、防雷等多个方面的建筑搭接保护措施直接与电气设备的接地功能和工作接地的线路与共用接地网相连接,也就是直接将接地的母线和接地系统中所涉及到的各个部分都连接到一个接地体之上：在进行连接的过程中,接地线必须要和塔吊顶部的避雷装置进行连接,而其接地线的下部就必须要是和接地网进行相应的连接,其中间部位就必须要和整个塔吊的框架结构进行连接.在对塔吊在地面上的整体处理完毕之后,将塔吊框架之上所存在的接地线与避雷装置上的等电位接地网进行连接.并且以此来使得,整个塔吊网的等电位连接能够转变成为法拉第笼.其中所使用的接地引下线必须要保证是利用厚度达到3mm,宽度为25mm扁紫铜线与塔吊结构之中的钢结构进行板顶,而其中所利用的接地体主要是深基础之中的桩基和自然接地体相连接构成的.在这其中所使用到的电容器,必须要采取不同的容量值,至少要达到2000～3000μF之间,才能够使得耐压值基本符合实际使用要求,并且以此来保证不同频率之下的感应电能够经过传导之后,直接传递到大地之中.此外,接地的引线长度应当要确保不高于1/20波长,在这一长度范围下,引线能够维持在一个较低的阻抗状态之下；接地线并非需要达到等长的状态,不均匀的长度起啊其能够有效的环节1/4波长所产生谐振以及雷电波等侵入现象.

除此之外,依据塔吊吊钩端所产生的感应过电压较大这一现象,就必须要在塔吊的吊钩附近,安装一个能够进行随意移动,并且频率多样的接地提醒.如此以来,在吊钩落地进行物资吊运的过程中,其附件接地系统便能够直接夹住吊钩上部的钢丝束,再加上塔吊之上所存在的电容器数值不同,那么,吊钩在这一过程中所产生的电荷便能够完全传入到大地之中,从而为塔吊的正常运行提供了切实有效的保障作用.并且这一吊钩附件自身具有着较高的移动性,能够随意的跟随吊钩移动,其施工人员在操作的过程中也较为方便,无需在吊钩之上专门使用相应的绝缘绳,这极大的提升了吊运效率.此外,在塔吊上部的附件也同样能够与共用接地混合系统进行连接,通过这一方式,便达到了双层保护的效果.

3.接地体技术要点

3.1接地体的特点

依据建筑塔吊自身所具有的特性不同,其接地系统就应当充分的利用自然接地体,也就是利用直接将塔吊的地下基础桩体进行埋藏的方式,使其中的主筋桩基能够直接和接地体这两个部分能够良好的结合在是以期,那么在这种接地情况之下,其塔吊自身的接地点就至少有4处,也就是塔吊自身框架的四角主体钢柱.利用这一方式来进行接地,不但能够切实有效的对塔吊间电位和电阻等进行降低,还能够起到塔吊加固的作用.此外,利用保护端子排以及自然接地的方式,能够切实有效的保证塔吊处在一个等电位环境之下,而其中所涉及到的感应电压也在这一过程下降到了一个无害的范围之内.3.2接地体的安装

在建筑塔吊自身进行深基主筋的桩基安装的过程中,务必要充分的考虑到接地安装的应用,实际好似用的过程中,最好是使用垂直接地体的形式,而塔吊的角钢垂直角度就应当严格按照相关规范来进行,其接地体自身的上端位置与地面距离的具体深度不能够低于0.6m,其接地体在位置设计的过程中,引出导体至少要超出地面距离30cm以上.

3.3接地装置的连接与保护

塔吊的接地装置处于地上的部分,可以利用螺纹的方式来使得两者连接在以期,而螺纹的连接则必须要使用防腐蚀、防锈、放松等几个方面的性能；接地装置的地下部分在进行焊接的过程中,则必须要保证经过焊接处理,焊接位置不能够出现虚焊的现象,如果说在进行焊接的过程中是使用深基础中的主筋桩基钢筋来当做是自然接电线的时候,其接头或者是伸缩缝就应当通过相应的方式来进行跨度连接.并且接地线可以和塔吊自身框架之上的多个接头进行绑定,但是在绑定的过程中,务必要让各个部分都够良好的接触在一起.同时,如果说塔吊自身的接地装置是直接安装在具有一定腐蚀性的软性土壤之中,就必须要针对接地装置采取相应的防腐措施,并且在各个部位的焊接处都应当涂抹上相应的防腐漆,同时,还必须要避免接地装置遭受到机械性的损伤,在工程施工的过程中,还应当对接地装置进行定期的翻看,避免出现安全隐患而无法第一时间发现.除此之外,当塔吊接地工程完工之后,相关责任部门必须要针对这一方面来进行严格的验收.

4.结语

综上所述,由于塔吊自身在建筑工地之中所处的位置较高,而自身的结构组成也完全是由金属框架来构成,这直接促使塔吊自身所具有的接地技术安全性要求极为严格.只有将大量的接地技术进行混合性的运用,才能够使得塔吊的接地技术安全有保障,最大限度的减少塔吊之上所产生的感应电压,以此来从根本上解决塔吊接地的安全问题.但是必须要加以重视的是,目前所应用的各项技术还不完善,还应当针对该行业领域进行全面深入的研究,以此来使得塔吊接地技术的安全性能够持续不断的提升.