建筑物防雷检测仪器及方法应用

周树彬+许佳龙

摘  要：准确、迅速地应对雷击灾害，是对高层建筑的基本要求，也是高层建筑必须具有的基本性能。阐述了几种防雷检测仪在防雷检测工作中的工作原理，并结合实际情况，分析了这几种防雷检测仪器的性能是否符合相关的规范要求。

关键词：电阻测试仪;等电位测试仪;钳形表;建筑防雷

中图分类号：TU895              文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.142

1  4102接地电阻测试仪

1.1  4102测量原理

4102接地电阻测试仪是一种比较常用的测量仪表，它的基本依据是欧姆定律，同属三极法，如图1所示。其测量手段是在被测地线接地桩（称为E）一侧地上打入两根辅助测试桩，要求这两根测试桩位于被测地桩的同一测，三者基本在一条直线上。距被测地桩较近的一根辅助测试桩（称为P）距离被测地桩20 m左右，距被测地桩较远的一根辅助测试桩（称为C）距离被测地桩40 m左右。测量时，根据需要按下X1 Ω、X10 Ω、X100 Ω量程开关中的一个，然后再按下“MEAS”按钮，就可以在仪表盘上读出接地体的接地电阻值。使用仪表时，“OK”灯发亮，如果不亮，则表示C和E端子中的接地电阻值超过了容许值，需重新检查各条引线与接地棒之间的连接状况。测试仪通过内部磁电机产生电能，在被测地桩E和较远的辅助测试桩C之间“灌入”电流，此时，在被测地桩E和辅助地桩P之间可获得一电压，仪表通过测量该电流和电压值，即可计算出被测接地桩的电阻值。

图1  4102测试原理图

1.2  4102在检测中的适用范围

根据4102的测量原理可知，它的优势在于：根据图1可知，在P，C两根辅助测试桩与大地良好接触后，即可测试出E点，即图1中防雷装置和设备的接地电阻值。就E点所得的接地电阻值而言，该检测仪具有测量准确、真实的优点。

不足之处在于：①当测量30 m以上的窗户、栏杆、接闪带等金属物和防雷装置时，E点之间的测试线需要从每一层楼抛向地面，这样既降低了检测人员的工作效率，也会面临一些危险，例如测试线可能碰到电线或线盘从高空坠落等;②在测量屋面的接闪带时，由于引下线都是利用柱内钢筋与屋面接闪装置进行连接的，所以只要有一根引下线与接闪带焊接，就能测出接闪装置的接地电阻值。也就是说，当有一根或几根引下线未与接地装置连接时，也能测出接闪带的接地电阻值，这就影响了防雷装置的准确性和真实性。

根据4102的优势和不足，在测量图1中给出的测试物的接地电阻值时，笔者认为4102接地电阻测试仪适合测量位于地平面和地下室内的防雷装置和金属物的接地电阻值，例如大楼的预留测试点、强弱电井内的等电位连接排、电梯和地平面及以下的金属物等。当然，测量整栋大楼的基础接地网络的接地电

阻值才是4102最主要的任务，因为当整栋楼的基础接地网络的接地电阻值未能达到设计或规范要求时，势必会导致整栋楼防雷装置的接地电阻值超标。

2  3690等电位测试仪

2.1  测量原理

将仪表测量端子的两个电流输出端子用两根测试线接到被测导体的两个端子，两个电压输入端子也接到被测导体的两个端子。电压端子应位于电流端子的内侧，并尽量靠近被测试点，以减少引线电阻引入的误差。接线完毕后，选择适合的量程，按下测试键就可以测量被测导体的电阻值。

2.2  在检测中的适用范围

根据3690的测量原理可知，它能测量出两个物体通过一根或多根连接导体连接后的过渡电阻值，优势在于：①方便，不受场地空间的约束;②效率高，可以在每一层楼单独放线，避免了收放线的麻烦。

不足之处在于：①所测量出来的值只能代表过渡电阻值，在检测中也只能作为参考值;②检测中必须要有一个独立的基准点，以确保检测数值的真实性。

根据3690的优势和不足，在检测图1中的防雷装置和金属物时，3690适合测量30 m及以上外墙面的金属物、卫生间等电位以及屋面金属物等，当然，3690仪器测量最重要的就是选择基准点。由图1可知，一般情况下，强电井内的等电位连接排只与基础地梁内的钢筋做电气连接。这样就确保了其他金属物在通过3690测试仪测量时，必须与基础接地装置有电气导通。只有这样，所测金属物的过渡电阻值才会显示在3690仪器上面。

3  钳形测量接地电阻测试仪

3.1  钳形表测量原理

钳形接地电阻测试仪的基本原理是以伏安法测量回路电阻。钳口部分内设置电压线圈和电流线圈，通过电压线圈提供激励信号，在被测回路上感应一个电势E.在电势E的作用下，在被测回路产生电流I.钳形表对E和I进行测量，通过Ro=R+RL这一公式可得到被测回路的总电阻，其中，RL为导线电阻，Ro=E/I.

3.2  钳形表在检测中的适用范围

根据钳形表的测量原理可知，它能准确地测出防雷装置的回路电阻值，优势有：①保证防雷装置隐蔽部分回路之间的可靠连接，测量出单根引下线与柱内钢筋、基础接地装置的连接情况;②使用便捷，能在短时间内测量出每一根引下线的回路电阻值。

不足之处在于：①它所测得的值并不是接地电阻值，所以只能作为检测当中的一个参考值;②钳形表的钳形卡子需要防雷装置留有足够的空间，限制了钳形表的使用。

根据钳形表的优势和不足，在检测防雷装置时，钳形表适合测量位于接闪带与柱内钢筋之间的连接线，通过对每一根连接线的测量，能准确地测量出每一根引下线与接闪带之间的电

气导通情况。

根据对以上三种检测仪器的分析，笔者认为在检测高层建筑物中的防雷装置中，可以分以下三步完成：①使用4102接地电阻测试仪测量地平面及以下的防雷装置的接地情况，首先通过测量测试点、强电井接地母排、地下室金属物等的接地情况，来判断该建筑物接地装置的接地电阻值是否符合相关规范和施工设计要求。②当4102接地电阻测试仪测量的接地电阻值符合规范等要求时，就可以使用3690等电位测试仪测量30 m及以上各楼层的窗户、栏杆、卫生间的等电位以及屋面金属物的过渡电阻值。基准点的选择最好直接与接地装置电气导通的强电井内等电位连接排，通过测量的值来判断各部件的金属物是否与该楼内的其他防雷装置进行了等电位连接。③在测量完以上的金属物和防雷装置的接地电阻值后，就可以使用钳形表测量每一根引下线的回路电阻值，根据回路电阻值就可以判断每一根引下线在构造柱内的电气导通情况。钳形表测量回路电阻值这一原理刚好弥补了其他仪器的不足。需要说明的是，引下线与接闪带之间的连接基本采用的都是焊接，无法采用断开的方式来测量每一根引下线的接地电阻值，当有一根引下线与基础接地装置电气导通后，使用4102和3690等检测仪器都无法准确地测量出单根引下线是否良好接地。

4  结束语

综上所述，高层建筑的防雷检测工作是不可忽视的重要工作，我们可以对上文提及的防雷检测仪器进行优势互补。这样不仅可以快速测量出防雷装置和金属物的接地电阻值，同时也能查出防雷装置与金属物之间点电气导通的实际情况，有益于防雷工作的高效开展。

参考文献

[1]郭贺奇.防雷接地检测特殊场地异常原因分析[J].气象与环境科学，2011（S1）.

[2]陈秋，邓建辉.浅谈建筑防雷检测方法[J].科学之友，2011（21）.

〔编辑：王霞〕

Building Mine Detection Equipment and Methods

Zhou Shubin， Xu Jialong

Abstract： Accurately and quickly respond to lightning disasters， is a basic requirement for high-rise buildings， but also the basic properties of high-rise buildings must have. Elaborated several lightning detector works in mine detection work， combined with the actual situation， analyze the performance of these types of lightning detection equipment meets the relevant specifications.

Key words： resistance tester; other potential tester; clamp meter; architectural lightning