建筑物的防雷措施

摘要：本文闡述了雷電入侵形式，分析建筑物直擊雷防護(hù)，提出建筑物雷擊電磁脈沖防護(hù)，以構(gòu)成完整防雷體系，確保建筑物內(nèi)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：建筑物；直擊雷；電磁脈沖；雷電

中圖分類號： TU8；X92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.20.061

隨著城市化進(jìn)程不斷加快，建筑物數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑物遭受雷擊概率也在增加，建筑物內(nèi)家用電器種類日趨增多，一旦電子設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遭受雷擊，將會造成嚴(yán)重?fù)p失。我國每年因雷擊破壞建筑物情況時常出現(xiàn)，對防雷系統(tǒng)可靠性和安全性水平提出了更高要求，所以做好建筑物防雷措施十分重要。

1 雷電侵入形式

1.1 直擊雷

建筑物容易遭受直雷擊部位主要有屋檐、屋脊、屋角、女兒墻、檐角，而高層建筑物易出現(xiàn)側(cè)擊和繞擊，主要原因是現(xiàn)代建筑物內(nèi)安裝電子電氣設(shè)備或金屬物被雷電擊中產(chǎn)生雷電流造成的。

1.2雷電波侵入

雷電流會沿電氣線路和管道進(jìn)入建筑物內(nèi)部，直接威脅建筑物內(nèi)電子電氣及人員生命財(cái)產(chǎn)安全。雷電擊中架空線路，高電位將會借助電源線、信號線及導(dǎo)線進(jìn)入變電站或建筑物內(nèi)部。雷電波侵入會損壞電氣設(shè)備或使建筑物金屬設(shè)備發(fā)生放電，造成破壞。

1.3感應(yīng)雷

雷電流產(chǎn)生的電磁效應(yīng)或靜電效應(yīng)稱之為感應(yīng)雷，會有巨大高電壓產(chǎn)生。一旦建筑物遭受到雷電感應(yīng)，建筑物內(nèi)部構(gòu)架與接地不良金屬設(shè)備易產(chǎn)生火花，嚴(yán)重威脅建筑安全。建筑物被雷電擊中，雷電流通道附近會產(chǎn)生強(qiáng)大感應(yīng)電磁場，干擾或破壞建筑物內(nèi)電子設(shè)備。

2建筑物直擊雷防護(hù)

2.1 引下線

將圓鋼或扁鋼作為引下線材料，圓鋼直徑應(yīng)>8mm，扁鋼橫截面積>48mm2，厚度>4mm，應(yīng)優(yōu)選圓鋼。將引下線沿建筑物四周均勻或?qū)ΨQ放置，一類、二類、三類防雷建筑物引下線間距應(yīng)在12m、18m和25m以內(nèi)。一般民用建筑物，可以將樁內(nèi)直徑>12mm的2根或4根主筋作為引下線使用。將引下線主筋從上到下焊接，其上部應(yīng)與接閃器可靠焊接，下部應(yīng)與基礎(chǔ)鋼筋焊接，同時還要與各層板筋、梁筋、地梁面筋等焊接，確保其構(gòu)成完整電氣通路。

2.2接閃器選擇和布置

建筑物上避雷網(wǎng)或避雷帶進(jìn)行結(jié)合組成接閃器。分別沿建筑物屋角、屋檐、屋脊及檐角等易受雷擊部分敷設(shè)避雷網(wǎng)或避雷帶，避雷帶或避雷網(wǎng)材料應(yīng)選擇圓鋼或扁鋼，接閃器可選擇獨(dú)立避雷針（線、網(wǎng)）；直接架設(shè)在建筑物上的避雷針（網(wǎng)、帶）中的一種或多種組成。對于第一類防雷建筑物網(wǎng)格應(yīng)≤6m×4m或5m×5m；第二類防雷建筑物網(wǎng)格≤12m×8m或10m×10m；第三類防雷建筑物≤24m×16m或20m×20m。

2.3防側(cè)擊雷

第一類防雷建筑物高度在30m以上，可以從30m起<6m處將水平避雷帶沿建筑物四周敷設(shè)并與引下線連接；第二類防雷建筑物高度>45m，在>45m處將鋼構(gòu)架和混凝土鋼筋連接；第三類防雷建筑物高度<60m，應(yīng)將鋼結(jié)構(gòu)建筑物、混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋互相連接。可以選擇柱子鋼筋或鋼柱作為防雷裝置引下線；對于豎直敷設(shè)金屬管道和金屬物上下端都要與防雷裝置可靠連接。應(yīng)將不同級別防雷建筑物外墻上欄桿、門窗等金屬物與防雷裝置連接。

2.4接地裝置

建筑物接地裝置設(shè)計(jì)時，可優(yōu)先考慮自然接地體。應(yīng)注意分析建筑物基礎(chǔ)鋼筋能否作為接地裝置，若不能則選擇人工接地體，確保以硅酸鹽為基料的水泥和四周土壤含水量<4%。選擇共用接地，將接入設(shè)備中最小值作為共用接地系統(tǒng)接地電阻值。由于受到地質(zhì)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響，土壤電阻率會增加，需要降低接地電阻值，主要有：①有效長度應(yīng)高于外引長度，選取多支線外引接地裝置，根據(jù)計(jì)算有效長度；②在較深低電阻率土壤中埋入接地體；③使用降阻劑；④直接換土。

3建筑物雷擊電磁脈沖防護(hù)

3.1 合理屏蔽及布線

為有效降低雷擊電磁脈沖影響，線路敷設(shè)時應(yīng)做好屏蔽措施，做好建筑物和房間外部屏蔽，確保微電子設(shè)備安全。為避免強(qiáng)大感應(yīng)電壓和電流，適當(dāng)安排布線和電纜敷設(shè)路徑，降低信號線纜和供電線纜圍成范圍，確保屏蔽效果達(dá)到最佳。

3.2等電位連接

應(yīng)保證建筑物內(nèi)金屬管線、墻板、地面處在同一電位，利用科學(xué)合理方法降低防雷區(qū)域內(nèi)金屬設(shè)備和各個系統(tǒng)電位差，可在兩個防雷區(qū)界面上采用屏蔽措施，將通過界面的金屬物可靠等電位連接。

3.3浪涌保護(hù)器選擇與布置

進(jìn)入到建筑物內(nèi)所有導(dǎo)電物需在防雷區(qū)交界處等電位連接，并設(shè)置合適浪涌保護(hù)器，之后計(jì)算雷電流分流和雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估，根據(jù)結(jié)果選擇合適浪涌保護(hù)器。限壓型和電壓開關(guān)型浪涌保護(hù)器之間線路長度應(yīng)>10m，若線路上安裝多個浪涌保護(hù)器，限壓型浪涌保護(hù)器之間線路長度應(yīng)>5m。在LPZ0A或LPZ0B區(qū)與LPZl區(qū)交界面，進(jìn)線開關(guān)中安裝浪涌保護(hù)器，作為一級防護(hù)；在LPZl和LPZ2 交界面，樓層配電箱處安裝浪涌保護(hù)器，作為二級防護(hù)；LPZ2與后續(xù)防雷區(qū)交界面安裝浪涌保護(hù)器，作為三級防護(hù)。

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作者簡介：程小勤，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：防雷工作。endprint