談?wù)劷ㄖ锓览自O(shè)計要點

1、<p>　　談?wù)劷ㄖ锓览自O(shè)計要點</p><p>　　摘要：所謂防雷保護，就是要么將雷電引至他處，要么利用等電位聯(lián)結(jié)的法拉第籠的屏蔽原理去抵御雷電的侵入，使自己免遭損害。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：防雷 ，保護 ，法拉第籠 ，等電位聯(lián)結(jié) ，SPD </p><p>　　Abstract: the so-called lightning protect

2、ion, either will lead to lightning elsewhere, or USES, the Faraday cage equipotential connection of shielding against the invasion of the principle of lightning, make yourself from damage. </p><p>　　Keywords

3、: lightning protection, protection, a Faraday cage, equipotential connection, the SPD </p><p>　　中圖分類號：TU856文獻標(biāo)識碼：A文章編號： </p><p>　　由于大氣環(huán)境被破壞，極端的天氣災(zāi)害包括雷電現(xiàn)象等越來越多，造成的損失也極大，如觸目驚心的7.23動車追尾事故，就是由于雷電造成停

4、電再加上應(yīng)急處置不當(dāng)造成的。雷電是不可避免的，但減少雷電造成災(zāi)害的方法和措施還是比較完備的，關(guān)鍵是必須認真落實。對于建筑物而言，完備的防雷設(shè)施，完全能夠避免大部分雷電災(zāi)害，因此，我們作為工程設(shè)計單位必須認真做好防雷工程設(shè)計。防止雷電災(zāi)害的措施不外乎以下兩種： </p><p>　　其一，是將雷擊引到別處去，引到不對人們生活造成災(zāi)害的地方去。比較成熟的應(yīng)用，如電力系統(tǒng)架空線路上方全程覆蓋避雷線（如圖1），由于其位置

5、比電力線路更容易遭到雷擊，因而將絕大部分的雷電引走，保護了電力系統(tǒng)的安全。 </p><p><b>　　圖1 </b></p><p>　　而對于民用建筑物而言，則是在其外部支設(shè)避雷帶。除此之外，在富蘭克林成功地將雷電通過避雷針引入大地后，人們在避雷針這方面的研究也沒有停止過。目前，除傳統(tǒng)金屬避雷針外，各種預(yù)放電式的避雷針（如圖2）也是品種繁多，由于其價格昂貴而少有

6、推廣，但作為一種探索、一種嘗試，倒是非常有益和值得的。筆者曾在太湖邊的一個別墅群中試用過幾套，目前尚未有過雷擊記錄。 </p><p><b>　　圖2 </b></p><p>　　其二，對于鋼筋混凝土建筑物而言，可將房屋的屋面鋼筋、柱內(nèi)鋼筋以及建筑物的基礎(chǔ)鋼筋等金屬構(gòu)件進行等電位聯(lián)結(jié)，當(dāng)雷電擊中建筑物時，雷電流經(jīng)由房屋內(nèi)的金屬構(gòu)件迅速地擴散到大地，從而避免遭受雷電

7、損害。其理論原理就是法拉第籠的屏蔽作用，由雷電引發(fā)的高電位只影響法拉第籠本身，而不影響其內(nèi)的各場所。剖析其整個過程，最關(guān)鍵的應(yīng)該是等電位聯(lián)結(jié)。 </p><p>　　上述兩種方式的防雷裝置，其工作原理完全不一樣，因此對于接地裝置、接地電阻的要求應(yīng)該是不一樣的，第一種方式，是要將雷電流迅速地引至大地，因而接地電阻要小，GB50057也對不同類別防雷建筑物的接地電阻提出了相關(guān)要求；而第二種方式，就建筑物防雷本身而言，

8、跟接地電阻值關(guān)系不大，除占地很小的構(gòu)筑物（如：煙囪、水塔）和獨立基礎(chǔ)的建筑物外，均無需考慮引下線處可能出現(xiàn)的跨步電壓，因此也無需對接地電阻值提出較高要求，舉個極端的例子，飛行器的防雷，其接地電阻是無窮大。 </p><p>　　更多的時候，我們在設(shè)計建筑物防雷裝置時，設(shè)置了避雷帶，同時利用建筑柱筋作引下線，利用房屋基礎(chǔ)接地，同時又外引接地極，看似混合使用了上述兩種方式，其實質(zhì)還是第二種方式（法拉第籠的屏蔽作用）。

9、明白了上述防雷的基本原理后，在建筑物防雷設(shè)計時，就可以更好地去理解和執(zhí)行規(guī)范（GB50057），而不是拘泥于規(guī)范條文了。 </p><p>　　有了上面的探討，在設(shè)計具有大量電子信息設(shè)備的建筑物的時候，也就掌握了設(shè)計方法。首先，利用建筑物外圍的屋面、梁、柱、墻內(nèi)的鋼筋組成最外層等電位的屏蔽網(wǎng)（屏蔽層外稱之為LPZ0區(qū)，屏蔽層內(nèi)稱之為LPZ1區(qū)），由于這個網(wǎng)存在間隙，必然會有部分雷電的能量穿透，但已經(jīng)衰減，如果這個

10、能量還足以破壞建筑物內(nèi)的電子產(chǎn)品，那么就需要在這些設(shè)備的外側(cè)作第二道等電位的屏蔽網(wǎng)（屏蔽層內(nèi)稱之為LPZ2區(qū)），以此類推，還可以做第三道屏蔽（屏蔽層內(nèi)稱之為LPZ3區(qū)）。值得注意的是，每一層屏蔽層都應(yīng)該是等電位的，否則，就會有高電位（能量）被引入本區(qū)域，由于建筑物有大量的管線進出，這些管線就會把高電位引入，因此，所有的管線在進出所在防雷區(qū)域時必須進行等電位聯(lián)結(jié)，對于像水管、風(fēng)管、金屬橋架、電纜金屬外皮等可以通過金屬線纜直接與等電位裝置相

11、連，對于無法直接相連的管線（如強、弱電電纜的芯線、作陰極保護的燃氣管道等），那么就通過SPD相連接，使其在有雷電流時導(dǎo)通，而在平時斷開。（見圖3） </p><p><b>　　圖3 </b></p><p>　　關(guān)于SPD的選擇，GB50057中規(guī)定從建筑外（LPZ0A、LPZ0B區(qū)）至LPZ1區(qū)，選用I級試驗的電涌保護器（SPD）,從LPZ1至LPZ2，LPZ2至

12、LPZ3區(qū)域，其電涌保護器可按GB50343的規(guī)定進行選擇。 </p><p>　　順便提一下，由于雷電流具有高頻高壓擊穿空氣間隙的能力，所以對于利用建筑柱內(nèi)鋼筋作避雷引下線時，可不要求必須焊接，綁扎、壓接、套接的施工方式均可以滿足防雷設(shè)計的技術(shù)要求。 </p><p>　　以上是筆者在工作和學(xué)習(xí)中的一點體會，供同行參考、借鑒。 </p><p><b>