電氣綜合防雷畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　緒論</b></p><p>　　自古以來，雷電災(zāi)害一直存在，據(jù)有關(guān)研究統(tǒng)計(jì)，地球上任一時(shí)刻平均有2000多個(gè)雷暴在進(jìn)行著，平均每秒有100次閃電，每個(gè)閃電強(qiáng)度可高達(dá)10億伏，足見其能量之大，產(chǎn)生的危害可想而知。</p><p>　　200多年前，富蘭克林發(fā)明避雷針以后，建筑物等設(shè)施已得到了一定的保護(hù)，人們認(rèn)為可以防止雷害，對(duì)防雷問題有所

2、松懈。但是隨著近代高科技的發(fā)展，尤其是微電子技術(shù)的高速發(fā)展，雷電災(zāi)害越來越頻繁，損失越來越大，原先的避雷針已無法保護(hù)建筑物、人和電器設(shè)備。握著電話話筒而受雷擊致死的人時(shí)有所聞，原先許多從來不發(fā)生雷電災(zāi)害的行業(yè)和部門也頻頻受害。這些雷害是人們意料不到的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)今全球平均每年因雷電災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失就超過10億美元，死亡人數(shù)在三千人以上。我國(guó)根據(jù)氣象部門和勞動(dòng)部門的估算，每年雷擊傷亡人數(shù)均超過1萬，其中死亡3000多人。例如1989

3、年８月1２日，我國(guó)青島市黃島油庫(kù)遭雷擊失火，燃燒104小時(shí)才勉強(qiáng)撲滅。傷亡人員近百名，燒毀原油3.6萬噸，整個(gè)油庫(kù)毀壞殆盡，變成一片廢墟。又如某數(shù)據(jù)中心，集全體技術(shù)人員歷時(shí)三年的研究成果和寶貴數(shù)據(jù)因一次雷災(zāi)而化為烏有。類似的案例不勝枚舉。</p><p>　　90年代以后，雷災(zāi)出現(xiàn)新的特點(diǎn)，這主要是因?yàn)橐恍└叽蠼ㄖ呐d起，最典型的就是高層智能大廈，這種高大的建筑物很容易吸引落雷，從而使本身所在建筑及附近建筑遭到破

4、壞。另外，隨著微電子技術(shù)高度發(fā)展及廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，使雷害對(duì)象也發(fā)生了轉(zhuǎn)移──從對(duì)建筑物本身的損害轉(zhuǎn)移到對(duì)室內(nèi)的電器、電子設(shè)備的損害，以至發(fā)生人身傷亡事故。隨之防雷對(duì)象也由強(qiáng)電轉(zhuǎn)移到弱電，雷電產(chǎn)生的電磁脈沖超過直接雷擊而成為主要危害。</p><p>　　從上面的敘述可以看出，防雷工作是十分必要的，各行各業(yè)有關(guān)部門均應(yīng)給予重視。尤其是電氣設(shè)計(jì)人員，在進(jìn)行建筑物的防雷設(shè)計(jì)時(shí)，一定要嚴(yán)格按照我國(guó)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范

5、》（GB50057－94 2000）強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　本文從雷電對(duì)建筑物產(chǎn)生危害的四個(gè)方面入手，先敘述了直擊雷、雷電波侵入、感應(yīng)過電壓和地電位提高等對(duì)建筑及其內(nèi)部設(shè)備的損害，再介紹建筑物防雷等級(jí)確定的方法，然后闡述目前針對(duì)這四種雷電危害的電氣綜合防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)──外部防雷和室內(nèi)防護(hù)，最后以一個(gè)實(shí)際工程對(duì)防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行詳細(xì)的介紹。</p><p><

6、b>　　1 雷擊的危害</b></p><p>　　通常所謂的雷擊是指一部分帶電的云層與另一部分帶異種電荷的云層，或者是帶電的云層對(duì)大地之間迅猛的放電。這種迅猛的放電過程產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃電并伴隨巨大的聲音。當(dāng)然，云層之間的放電主要對(duì)飛行器有危害，對(duì)地面上的建筑物和人、畜沒有很大影響。然而，云層對(duì)大地的放電，則對(duì)建筑物、電子電氣設(shè)備和人、畜危害甚大，這是電氣防雷設(shè)計(jì)的主要對(duì)象。</p>

7、<p>　　雷擊的危害主要有四個(gè)方面：</p><p><b>　　（1）直擊雷</b></p><p>　　帶電的云層對(duì)大地上的某一點(diǎn)發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象，稱為直擊雷。它的破壞力十分巨大，若不能迅速將其瀉放入大地，將導(dǎo)致放電通道內(nèi)的物體、建筑物、設(shè)施、人畜遭受嚴(yán)重的破壞或損害——火災(zāi)、建筑物損壞、電子電氣系統(tǒng)摧毀，甚至危及人畜的生命安全。</p>

8、<p><b>　?。?）雷電波侵入</b></p><p>　　雷電不直接放電在建筑和設(shè)備本身，而是對(duì)布放在建筑物外部的線纜放電。線纜上的雷電波或過電壓幾乎以光速沿著電纜線路擴(kuò)散，侵入并危及室內(nèi)電子設(shè)備和自動(dòng)化控制等各個(gè)系統(tǒng)。因此，往往在聽到雷聲之前，我們的電子設(shè)備、控制系統(tǒng)等可能已經(jīng)損壞。</p><p><b>　?。?）感應(yīng)過電壓<

9、;/b></p><p>　　雷擊在設(shè)備設(shè)施或線路的附近發(fā)生，或閃電不直接對(duì)地放電，只在云層與云層之間發(fā)生放電現(xiàn)象。閃電釋放電荷，并在電源和數(shù)據(jù)傳輸線路及金屬管道金屬支架上感應(yīng)生成過電壓。</p><p>　　雷擊放電于具有避雷設(shè)施的建筑物時(shí)，雷電波沿著建筑物頂部接閃器（避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)或避雷針）、引下線泄放到大地的過程中，會(huì)在引下線周圍形成強(qiáng)大的瞬變磁場(chǎng)，輕則造成電子設(shè)備受到

10、干擾，數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生誤動(dòng)作或暫時(shí)癱瘓；嚴(yán)重時(shí)可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個(gè)系統(tǒng)陷于癱瘓。</p><p><b>　?。?）地電位反擊</b></p><p>　　如果雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或設(shè)施，接地網(wǎng)的地電位會(huì)在數(shù)微秒之內(nèi)被抬高數(shù)萬或數(shù)十萬伏。高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地部分，流向供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)，或者擊穿大地絕緣而流向另一設(shè)施的

11、供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)，從而反擊破壞或損害電子設(shè)備。同時(shí)，在未實(shí)行等電位連接的導(dǎo)線回路中，可能誘發(fā)高電位而產(chǎn)生火花放電的危險(xiǎn)。</p><p>　　如圖1所示，當(dāng)10KA的雷電流通過下導(dǎo)體入地時(shí)，假設(shè)接電阻為10歐姆,根據(jù)歐姆定律,可知在入地點(diǎn)A處電壓為100KV。因A點(diǎn)與C點(diǎn)、D點(diǎn)相連，所以這幾點(diǎn)電壓都為100KV。而E點(diǎn)接地，其電壓值為0，設(shè)備的D點(diǎn)與E點(diǎn)間有100KV的電壓差，足以將設(shè)備損壞。</

12、p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　以上四方面中雷電對(duì)建筑物的危害主要以后雷電波侵入、感應(yīng)過電壓與地電位反擊三者居多，這三者統(tǒng)稱為雷電電磁脈沖。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，直擊雷的損壞僅占15%，而雷電電磁脈沖的損壞占85%。因此，現(xiàn)代建筑的防雷設(shè)計(jì)已不同以往，對(duì)雷電電磁脈沖的防護(hù)必須要加以重視。</p><p>　　2 防雷等級(jí)分類計(jì)算

13、</p><p>　　我們?cè)谥纸ㄖ锓览自O(shè)計(jì)的第一步時(shí)，首先是要確定建筑物的防雷等級(jí)。《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057－97 2000)中，對(duì)建筑物防雷等級(jí)的劃分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三類防雷建筑，還取決于建筑物的預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù)N。</p><p>　　2.1 建筑物的預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù)計(jì)算</p><p>　　建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：&l

14、t;/p><p>　　N = k * Ng * Ae （1）</p><p>　　式中：N ──建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)（次／a）；</p><p>　　k ──校正系數(shù)，在一般情況下取1，在下列情況下取相應(yīng)數(shù)值：位于曠野孤立的建筑物取2；金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7；位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的建筑物，以及特

15、別潮濕的建筑物取1.5；</p><p>　　Ng ──建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度［次／（km2·a）］；</p><p>　　Ae──與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（km2）。</p><p>　　雷擊大地的年平均密度應(yīng)按下式計(jì)算：</p><p>　　Ng ＝ 0.024T d 1.3 （2）</p>

16、<p>　　式中：T d──年平均雷暴日，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)、站資料確定（d／a）。</p><p>　　建筑物等效面積Ae是其實(shí)際平面積向外擴(kuò)大后的面積。其計(jì)算方法分以下三個(gè)方面：</p><p>　?。?）當(dāng)建筑物的高H小于100m時(shí)，其等效面積按以下公式計(jì)算：</p><p><b>　　（3）</b></p>&l

17、t;p>　　式中： L、W、H──分別為建筑物的長(zhǎng)、寬、高（m）。</p><p>　　（2）當(dāng)建筑物的高H等于或大于100m時(shí)，建筑物的等效面積按下式計(jì)算：</p><p>　　Ae ＝[ LW＋2 H（L＋W）＋πH2 ]·10-6　 （4）</p><p>　　（3）當(dāng)建筑物各部位的高不同時(shí)，應(yīng)沿建筑物周邊逐點(diǎn)算出最大擴(kuò)大寬度，其等效面積Ae應(yīng)

18、按每點(diǎn)最大擴(kuò)大寬度外端的連接線所包圍的面積計(jì)算。</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　按以上公式計(jì)算得到N后就可以確定防雷等級(jí)了。一般先把建筑物按其重要性和使用性質(zhì)分為部、省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物和住宅、辦公樓等一般性民用建筑物兩類。</p><p>　　部、省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的

19、公共建筑物其年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N大于0.06次/a時(shí)，該建筑就劃為第二類防雷建筑物；若N大于等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a，則該建筑就劃為第三類防雷建筑物。住宅、辦公樓等一般性民用建筑物其年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N大于0.3次/a時(shí)，該建筑就劃為第二類防雷建筑物；若N大于等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a，則該建筑就劃為第三類防雷建筑物。</p><p>　　那么，如果N小于0.012次/ a該怎么

20、辦呢？按照規(guī)范的要求，如果N小于0.012次/ a，同時(shí)該建筑物又不屬于國(guó)家機(jī)關(guān)、政府大樓等重要建筑的話，可以不做防雷設(shè)計(jì)。但是，從2004年7月開始，上海氣象局對(duì)沒有做建筑防雷設(shè)計(jì)的建筑工程不與審批通過。因此，年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)小于0.012次/ a的建筑物的防雷設(shè)計(jì)還要根據(jù)各個(gè)地方的地方規(guī)定。</p><p><b>　　2.2 計(jì)算舉例</b></p><p>　　

21、例1：南京某大學(xué)教學(xué)樓，其屋頂平面圖見附錄圖紙“教學(xué)樓屋頂平面圖”，各尺寸見平面圖標(biāo)注，試確定其防雷等級(jí)。</p><p>　　解：從建筑屋頂平面圖各標(biāo)高可以看到，此建筑屬于上述三類中的（3），即建筑各部位的高度不同。</p><p>　　但它還有一個(gè)特殊的地方，就是整幢建筑的外形呈半工字形，對(duì)這種特殊的聯(lián)體式的建筑，防雷計(jì)算有兩種不同的可行的方法。一種是把整幢建筑的外周長(zhǎng)加起來，算做等效

22、長(zhǎng)度，然后根據(jù)等效長(zhǎng)度和寬、高來計(jì)算年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)。第二種是把整幢建筑按其結(jié)構(gòu)功用分為三個(gè)單體來分別計(jì)算，計(jì)算后取防雷等級(jí)大的為整個(gè)建筑的防雷等級(jí)，然后根據(jù)每個(gè)單體建筑的長(zhǎng)、寬、高適當(dāng)增設(shè)避雷針。</p><p>　　第一種做法是常規(guī)的做法，而第二種做法是一種經(jīng)驗(yàn)做法，目前已經(jīng)被審圖公司認(rèn)可，之所以可以采取此種方法計(jì)算是因?yàn)橄襁@樣的建筑，因?yàn)槠鋯误w功能不同，建筑里配電設(shè)備一般是按單體設(shè)計(jì)的，每個(gè)單體都有其單獨(dú)的室

23、內(nèi)防護(hù)（將在后面敘述），因此外部防雷也可以分開。</p><p>　　此建筑按第二種方法計(jì)算其年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)。因?yàn)槠鋵?duì)稱，所以只需計(jì)算上邊部分與中間的單體?，F(xiàn)把其按高度分為4塊區(qū)域（兩邊上屋頂樓梯不計(jì)）。計(jì)算如下：</p><p>　　塊1：長(zhǎng)21m、寬18m、高22.9m，所以</p><p>　　Ae1=0.01808</p><p>　

24、　塊2：長(zhǎng)72m、寬21.1m、高21m，所以</p><p>　　Ae2=0.024739</p><p>　　塊3：長(zhǎng)30.2m、寬16.3m、高20.1m，所以</p><p>　　Ae3=0.017439</p><p>　　把Ae1、Ae2、Ae3相加得到上邊部分的建筑等效面積</p><p>　　Ae=0.

25、060258</p><p>　　南京地區(qū)年平均雷暴日T d=35.1d/a，所以</p><p>　　Ng ＝2.449686411</p><p>　　校正系數(shù)k取1，則年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)</p><p><b>　　N 1=0.148</b></p><p>　　此學(xué)校建筑應(yīng)該歸類于人員密集的公

26、共建筑物，其年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N大于0.06，因此此建筑單體屬于二類防雷建筑。下部單體與其對(duì)稱，也屬于二類防雷建筑。</p><p>　　塊4：長(zhǎng)52m、寬37.8m、高14.5m，所以</p><p>　　Ae=0.019726</p><p><b>　　其年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)</b></p><p><b>　　N

27、2=0.0483</b></p><p>　　N大于0.012而小于0.06，所以此建筑單體屬于三類防雷建筑。</p><p>　　綜上所述，可以看到三個(gè)建筑單體的防雷等級(jí)不同，但按照原則，此建筑應(yīng)歸類于二類防雷建筑。因此此建筑的所有防雷設(shè)計(jì)都應(yīng)按照防雷設(shè)計(jì)規(guī)范上“二類防雷建筑物的防雷措施”進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　3 綜合防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p

28、><p>　　3.1 綜合防雷設(shè)計(jì)的六大要素</p><p>　　防雷設(shè)計(jì)是一個(gè)很復(fù)雜的問題，不可能依靠一、二種先進(jìn)的防雷設(shè)備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應(yīng)過電壓的影響，必須針對(duì)雷害入侵途徑，對(duì)各類可能產(chǎn)生雷擊危害的因素進(jìn)行綜合防護(hù)，才能將雷害減少到最低限度。這種綜合防護(hù)主要包括接閃、分流（保護(hù)）、均壓、屏蔽、接地、合理布線，統(tǒng)稱為綜合防雷六大要素。</p><p&

29、gt;<b>　?。?）接閃</b></p><p>　　接閃就是讓在一定程度范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電放電不能任意地選擇放電通道，而只能按照人們事先設(shè)計(jì)的防雷系統(tǒng)的規(guī)定通道，將雷電能量泄放到大地中去。</p><p><b>　?。?）分流（保護(hù)）</b></p><p>　　這是現(xiàn)代防雷技術(shù)迅猛發(fā)展的重點(diǎn)，是保護(hù)各種電子設(shè)備或電

30、氣系統(tǒng)的關(guān)鍵措施。</p><p>　　所謂分流就是在一切從室外來的導(dǎo)體（包括電力電源線、數(shù)據(jù)線、電話線或天饋線等信號(hào)線）與防雷接地裝置或接地線之間并聯(lián)一種適當(dāng)?shù)谋芾灼鱏PD，當(dāng)直擊雷或雷擊效應(yīng)在線路上產(chǎn)生的過電壓波沿這些導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi)或設(shè)備時(shí)，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，雷電電流就由此處分流入地了。雷電流在分流之后，仍會(huì)有少部份沿導(dǎo)線進(jìn)入設(shè)備，這對(duì)于一些不耐高壓的微電子設(shè)備來說是很危險(xiǎn)的，所以對(duì)于這類

31、設(shè)備在導(dǎo)線進(jìn)入機(jī)殼前，應(yīng)進(jìn)行多級(jí)分流（即不少于三級(jí)防雷保護(hù)）。</p><p><b>　?。?）均壓</b></p><p>　　指使建筑物內(nèi)的各個(gè)部位都形成一個(gè)相等的電位，即等電位。若建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋與各種金屬設(shè)置及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導(dǎo)電體，建筑物內(nèi)當(dāng)然就不會(huì)產(chǎn)生不同的電位，這樣就可保證建筑物內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對(duì)防止雷電電磁

32、脈沖干擾微電子設(shè)備也有很大的好處。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實(shí)現(xiàn)等電位的條件，因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。為滿足防雷裝置的要求，應(yīng)有目的地把接閃裝置與梁、板、柱和基礎(chǔ)可靠地焊接、綁扎或搭接在一起，同時(shí)再把各種金屬設(shè)備和金屬管線與之焊接或卡接在一起，這就使整個(gè)建筑物成為良好的等電位體。</p><p><b>　　（4）屏蔽</b></p>&l

33、t;p>　　屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、精密儀器以及自動(dòng)控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內(nèi)的這些設(shè)施，不僅在防雷裝置接閃時(shí)會(huì)受到電磁干擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，有時(shí)附近打雷或接閃時(shí)，也會(huì)受到雷電波的電磁輻射的影響，甚至在其他建筑物接閃時(shí)，還會(huì)受到從該處傳來的電磁波的影響。因此，我們應(yīng)盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋，即建筑物內(nèi)地板、頂板、墻面、及梁、柱內(nèi)的鋼筋，使其構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)籠，從而實(shí)現(xiàn)屏

34、蔽。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同，墻內(nèi)和樓板內(nèi)的鋼筋有疏有密，鋼筋密度不夠時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)按各種設(shè)備的不同需要增加網(wǎng)格的密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個(gè)問題迎刃而解，而且對(duì)防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施。此外，建筑物的整體屏蔽還能防球雷、側(cè)擊和繞擊雷的襲擊。</p><p><b>　　（5）接地</b></p><p>　　接地就是讓已經(jīng)流入防雷系統(tǒng)的閃電電流順利地流

35、入大地，而不能讓雷電能量集中在防雷系統(tǒng)的某處對(duì)被保護(hù)物體產(chǎn)生破壞作用，良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。</p><p>　　過去的一些舊規(guī)范要求電子設(shè)備單獨(dú)接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流干擾設(shè)備的正常工作。但現(xiàn)在，防雷工程設(shè)計(jì)已不提倡單獨(dú)接地，而是更多的與防雷接地系統(tǒng)共用接地裝置，但接地電阻要由原來的小于4Ω減少到1Ω。我國(guó)的現(xiàn)用的規(guī)范規(guī)定，如果電子設(shè)備接地裝置采用專用的接地系

36、統(tǒng)，則其與防雷接地系統(tǒng)的地中距離要大于20m。防雷接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，也是防雷安裝驗(yàn)收規(guī)范中最基本的安全要求。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。</p><p><b>　?。?）合理布線</b></p><p>　　指如何布線才能獲得最好的綜合效果。現(xiàn)代化的建筑物都離不開照明、動(dòng)力、電話、電視和計(jì)算機(jī)等設(shè)備的管線，在防雷設(shè)計(jì)中，必須考慮防雷系

37、統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。為了保證在防雷裝置接閃時(shí)這些管線不受影響，首先，應(yīng)該將這些電線穿于金屬管內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)可靠的屏蔽；其次，應(yīng)該把這些線路的主干線的垂直部分設(shè)置在建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以盡量縮小被感應(yīng)的范圍。除考慮布線的部位和屏蔽外，還應(yīng)在需要的線路上加裝避雷器、壓敏電阻等浪涌保護(hù)器。因此，設(shè)計(jì)室內(nèi)各種管線時(shí)，必須與防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。</p><p>　　3.2 綜合防雷設(shè)計(jì)分類</p&

38、gt;<p>　　傳統(tǒng)的防雷方法主要就是直擊雷的防護(hù)，其技術(shù)措施可分為接閃器、引下線、接地體等。其中接閃器可以根據(jù)建筑物的地理位置、現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、重要程度等，決定是否采用避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)或其聯(lián)合接閃方式。但隨著微電子技術(shù)高度發(fā)展及廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)方法已難以滿足現(xiàn)代建筑防雷的需要。</p><p>　　根據(jù)以上綜合防雷六要素可以把現(xiàn)代防雷保護(hù)分為外部防雷保護(hù)(建筑物或設(shè)施的直擊雷防護(hù))和內(nèi)部

39、防雷保護(hù)(雷電電磁脈沖的防護(hù))兩部份，外部防雷系統(tǒng)主要是為了保護(hù)建筑物免受直接雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故，而內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電波侵入、雷擊感應(yīng)過電壓以及地電位反擊電壓侵入設(shè)備造成的毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的。</p><p>　　3.2.1 外部防雷系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)</p><p>　　如上面所述外部防雷主要是指防止建筑物或設(shè)施（含室外獨(dú)立電子設(shè)備）免遭直擊雷的危害，其技術(shù)措施

40、有接閃器、引下線、接地體等幾種。下面分別闡述它們的類別和具體設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.2.1.1接閃器</p><p>　　接閃器是避雷針、避雷帶(線)、避雷網(wǎng)以及用作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等的總稱。功能是把接引來的雷電流，通過引下線和接地裝置向大地中泄放，以保護(hù)建筑物免受雷害?，F(xiàn)在常用的接閃器有避雷針、避雷帶(線)、避雷網(wǎng)等幾種。</p><p><

41、b>　?。?）避雷針</b></p><p>　　避雷針是靠把雷雨云所帶的異種電荷引導(dǎo)到自身上來，通過良好的接地裝置，把雷電流泄入大地，保護(hù)建筑物不受雷擊的一種金屬裝置。</p><p><b>　　避雷針的工作原理：</b></p><p>　　當(dāng)高空出現(xiàn)雷雨云的時(shí)候，大地上由于靜電感應(yīng)作用，必然帶上與雷雨云相反的電荷，避雷

42、針處于地面建筑物的最高處，與雷雨云的距離最近。由于它與建筑物的鋼筋網(wǎng)有良好的電氣連接，再通過引下線與基礎(chǔ)接地連接，所以它與大地有相同的電位，因此避雷針附近空間的電場(chǎng)強(qiáng)度比較大，容易吸引雷電先驅(qū)，使主放電都集中到它的上面，從而使附近比它低的物體遭受雷擊的幾率大大減少，而避雷針被雷擊的幾率卻大大的提高。由于避雷針與大地有良好的電氣連接，能把雷雨云層中積存的電荷能量傳遞到大地中泄放，使因雷擊而造成的過電壓時(shí)間大大的縮短，所以從很大程度上降低了

43、雷擊的危害性。以上就是避雷針的工作原理。但需要說明，避雷針必須有足夠可靠和接地電阻盡量小的引下線接地裝置與其配套，否則，它不但起不到避雷的作用，反而增大雷擊的損害程度。避雷針不但不能避雷反而是引雷，它是使自身多受雷擊而保護(hù)周圍免受雷擊。我們國(guó)內(nèi)有些教科書，把避雷針的原理說成是靠尖端放電中和云層電荷從而消除閃電，這是錯(cuò)誤的。</p><p>　　避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算方法：</p><p>　

44、　目前世界各國(guó)關(guān)于避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算公式在形式上各有不同，大體上有如下幾種計(jì)算方法：</p><p>　　折線法：即單一避雷針的保護(hù)范圍為一折線圓錐體。</p><p>　　曲線法：即單支避雷針的保護(hù)范圍為一曲線錐體。</p><p>　　直線法：是以避雷針的針尖為頂點(diǎn)作一俯角來確定，有爆炸危險(xiǎn)的建筑物用45°角，對(duì)一般建筑物采用60°角，實(shí)質(zhì)

45、上保護(hù)范圍為一直線圓錐體。</p><p>　　目前我國(guó)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-94 2000）采納了國(guó)際電工委員（IEC）推薦的“滾球法”作為避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算方法。在此就不再敘述，如有需要可參見《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-94 2000）附錄4。</p><p><b>　　避雷針的制作規(guī)格：</b></p><p

46、>　　由許多實(shí)際調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料表明，避雷針的外表形狀與其避雷效果無明顯的關(guān)系。所以，不必過多考慮采用單針式或者其他形式造型的避雷針。避雷針大多采用圓鋼或鋼管制成，其直徑要求如下：</p><p>　　針長(zhǎng)1m以下： 圓鋼為12mm 鋼管為20mm；</p><p>　　針長(zhǎng)1-2m： 圓鋼為16mm 鋼管為25mm；</p><p>　　煙囪頂上的針： 圓鋼為2

47、0mm 鋼管為40mm (見GB50057-94 2000第四章)。</p><p>　　近來國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上經(jīng)銷一種叫主動(dòng)式避雷針的產(chǎn)品，主要來自法國(guó)和澳大利亞。據(jù)廠家稱，這此產(chǎn)品能夠隨大氣電場(chǎng)變化而吸收能量，當(dāng)存儲(chǔ)的能量達(dá)到某一程度時(shí)，便會(huì)在避雷針尖放電，尖端周圍空氣離子化，使避雷針上方形成一條人工向上的雷電先導(dǎo)，它比自然的向上的雷電通道能更早的于雷雨云向下的雷電先導(dǎo)接觸，形成主放電通道。這樣，雷雨云靠該避雷針放電

48、的幾率就增加了，相當(dāng)于避雷針的保護(hù)范圍加大了，或者相當(dāng)于將避雷針加高了。</p><p><b>　　（2）避雷帶(線)</b></p><p>　　20世紀(jì)初，在電力系統(tǒng)，為了使輸電線路少受雷擊，采用了在輸電線路上方架設(shè)平行的鋼線避雷的方法。這種架設(shè)在輸電線路上方的鋼線，稱之為避雷線。后來在房屋建筑上也推廣了這種形式，開始布設(shè)在方脊、屋角、房檐等處作雷電保護(hù)，現(xiàn)在這

49、種方法已經(jīng)被避雷帶所替代。</p><p>　　在房屋建筑屋頂周圍，用扁平的金屬帶做接閃的方法稱之為避雷帶，它是由避雷線改進(jìn)而來。在建筑物屋頂上，使用避雷帶比避雷針有較多的優(yōu)點(diǎn)，它可以與樓房頂?shù)难b飾結(jié)合起來，可以與房屋的外形較好的配合，即美觀防雷效果又好。特別是大面積的建筑，它的保護(hù)范圍大而有效，這是避雷針?biāo)鶡o法比的。</p><p>　　避雷帶一般采用扁鋼制作，其截面積不小于48mm2，

50、厚度不應(yīng)小于4mm，現(xiàn)今的一般做法是不管建筑物屬于幾類防雷建筑，都采用4X40的鍍鋅扁鋼制作避雷帶。根據(jù)規(guī)定二類防雷建筑避雷帶應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格。三類防雷建筑避雷帶應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于20m×20m或24m×l6m的網(wǎng)格。如果同時(shí)還有避雷針，則避雷針應(yīng)用避雷帶相互連接。</p><p><b>　?。?）避雷網(wǎng)</b&

51、gt;</p><p>　　避雷網(wǎng)是指利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)作為雷電保護(hù)的方法，也叫做暗裝避雷網(wǎng)。暗裝避雷網(wǎng)是把最上層屋頂作為接閃設(shè)備。根據(jù)一般建筑物的結(jié)構(gòu)，鋼筋距面層只有6-7cm，面層愈薄，雷擊點(diǎn)的洞愈小。但有些建筑物的防水層和隔熱層較厚，入彀鋼筋距面層厚度大于20cm，最好另裝輔助避雷網(wǎng)。輔助避雷網(wǎng)一般可用直徑為6mm或以上的鍍鋅圓鋼，網(wǎng)格大小可根據(jù)建筑物重要性，分別采用5mX5m或10mX10m的圓

52、鋼制成。建筑物頂上往往有許多突出物，如金屬旗桿、透氣管、鋼爬梯、金屬煙囪、風(fēng)窗、金屬天溝等，都必須與避雷網(wǎng)焊成一體做接閃裝置。</p><p>　?。?）安裝避雷帶和避雷網(wǎng)注意事項(xiàng)</p><p>　　a. 避雷帶及其連接線經(jīng)過沉降縫（沉降縫：一座較長(zhǎng)的多層建筑物，往往在橫向上把建筑物分成幾段，段與段之間留有一段空隙，防止各段因下沉不一致而引起建筑物損壞）時(shí)，應(yīng)留有10-20cm以上余量的

53、跨越線。</p><p>　　b. 有女兒墻的平頂房屋，其寬度小于24m時(shí)，只須沿女兒墻上部敷設(shè)避雷帶；寬度大于24m時(shí)，須在房面上兩條避雷帶之間加裝明裝連接條。</p><p>　　c. 房屋面坡度為27°-35°且長(zhǎng)度不超過75m時(shí)，只需沿屋脊敷設(shè)避雷帶。四坡頂房屋，應(yīng)在各坡脊上裝上避雷帶。為使檐角得到保護(hù)，應(yīng)在屋角上裝短避雷針或?qū)⒈芾讕У囊戮€從檐角上繞下來。如果

54、屋檐高度高于12m，且長(zhǎng)度大于75m時(shí)，要在屋脊和房檐上都敷設(shè)避雷帶。</p><p>　　d. 當(dāng)屋頂面積非常大時(shí)，應(yīng)在屋頂上敷設(shè)金屬網(wǎng)格，即避雷網(wǎng)。避雷網(wǎng)分明網(wǎng)和暗網(wǎng)，網(wǎng)格越密，可靠性越好，網(wǎng)格的密度可視建筑物重要程度而定，重要建筑物采用5X5m的網(wǎng)格，一般建筑物用20X20m的網(wǎng)格即可。</p><p>　　3.2.1.2引下線</p><p>　　連接接閃器

55、與接地裝置的金屬導(dǎo)體稱為引下線。現(xiàn)代建筑多利用建筑物的柱筋作避雷引下線。因?yàn)槔讚魰r(shí)引下線上有很大的雷電流流過，會(huì)對(duì)附近接地的設(shè)備、金屬管道、電源線等產(chǎn)生反擊或旁側(cè)閃擊，而實(shí)踐證明這種方法可以減少和避免這種反擊。它還比專門引下線有更多的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橹摻钆c梁、樓板的鋼筋都是連接在一起的，和接地網(wǎng)絡(luò)形成了一個(gè)整體的"法拉第"籠，它們處于等電位狀態(tài)，雷電流會(huì)很快被分散掉，可以避免反擊和旁側(cè)閃擊的現(xiàn)象發(fā)生。</p>

56、<p>　　規(guī)范對(duì)引下線的設(shè)計(jì)有如下要求：</p><p><b>　　表1</b></p><p>　　另外，普通引下線采用圓鋼時(shí)，其直徑為不應(yīng)小于16mm；采用扁鋼時(shí)，其截面積最小為 48mm2；厚度不小于4mm。裝在煙囪上的引下線其尺寸是：圓鋼直徑大于24mm；扁鋼截面積不小于100mm2，厚度為4mm。</p><p>　

57、　為便于檢查避雷設(shè)施連接導(dǎo)體的導(dǎo)電情況和接地體的散流電阻，要在建筑物四周的引下線上做斷接卡子，斷接卡子距地面最高為1.8M。當(dāng)利用混凝土柱鋼筋做引下線時(shí)，因?yàn)槭菑纳隙逻B接一體，因此不能設(shè)置斷接卡子測(cè)試接地電阻。需在柱內(nèi)做為引下線的鋼筋上，距室外地面0.5m處的柱子外側(cè)，另焊一根圓鋼(Φ≥10)引至柱外側(cè)的墻體上，做為防雷測(cè)試點(diǎn)。每根引下線處的沖擊接地電阻不能大于5Ω。</p><p>　　3.2.1.3接地體&

58、lt;/p><p>　　接地裝置應(yīng)優(yōu)先利用建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋。有鋼筋混凝土地梁時(shí)，應(yīng)將地梁內(nèi)鋼筋連成環(huán)形接地裝置；沒有鋼筋混凝土地梁時(shí)，也可在建筑物周邊無鋼筋的閉合條形混凝土基礎(chǔ)內(nèi)，用40x4mm鍍鋅扁鋼直接敷設(shè)在槽坑外沿，形成環(huán)形接地。 </p><p>　　當(dāng)將變壓器和柴油發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)工作接地、電氣保護(hù)接地和弱電系統(tǒng)工作接地等共用接地裝置時(shí)，接地電阻值應(yīng)不大于1Ω。 采用共用接

59、地裝置時(shí)，弱電系統(tǒng)應(yīng)將各自設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)與建筑物絕緣的接地端子，用25mm2以上的銅芯電纜或?qū)Ь€穿焊接鋼管做單獨(dú)的引下線，在建筑物基礎(chǔ)處與接地板相連。弱電系統(tǒng)一般要求接地電阻不大于4Ω，如若設(shè)獨(dú)立的接地系統(tǒng)，其與防雷接地系統(tǒng)的距離要大于20m。</p><p>　　3.2.2 內(nèi)部防雷系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)</p><p>　　構(gòu)筑和作用于建筑物內(nèi)部的防雷工程稱為內(nèi)部防雷工程，其系統(tǒng)就是內(nèi)部防雷系統(tǒng)。建

60、筑物內(nèi)部防雷工程涉及面較寬，面對(duì)的是包括感應(yīng)雷、傳導(dǎo)雷和因線路上浪涌高電壓所造成電網(wǎng)波動(dòng)在內(nèi)的眾多損害，歸納起來危害最大的主要方面是高電壓的引入。</p><p>　　高電壓引入是指雷電高電壓通過金屬線引導(dǎo)到室內(nèi)或其他地方造成破壞的雷害現(xiàn)象。高電壓引入的電源有三種：其一是直擊雷直接擊中金屬導(dǎo)線，讓高壓雷電以波的形式沿著導(dǎo)線兩邊傳播而引入室內(nèi)，即雷電波侵入；第二種是來自感應(yīng)雷的高電壓脈沖，即感應(yīng)過電壓；第三是地電位

61、反擊，這種反擊會(huì)沿著電力系統(tǒng)的零線，保護(hù)接地線和各種形式的接地線，以波的形式傳入室內(nèi)或傳播到更大的室內(nèi)范圍，造成大面積的危害。</p><p>　　針對(duì)以上三種雷害內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要有屏蔽、安裝防雷器SPD和等電位連接等三種措施。屏蔽措施已經(jīng)在防雷設(shè)計(jì)六大要素中有所闡述，下面主要闡述防雷器SPD設(shè)計(jì)安裝和等電位連接。</p><p>　　3.2.2.1 防雷器SPD設(shè)計(jì)安裝</p>

62、;<p>　　SPD中文簡(jiǎn)稱電涌保護(hù)器，又稱浪涌保護(hù)器。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電涌保護(hù)器主要是指抑制傳導(dǎo)來的線路過電壓和過電流的裝置。它的組成器件主要包括放電間隙、壓敏電阻、二極管、濾波器等。根據(jù)構(gòu)成組件和使用部位的不同，電涌保護(hù)器可分為電壓開關(guān)型SPD、限壓型SPD和組合型SPD。而根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合分類，電涌保護(hù)器又可分成電力系統(tǒng)SPD和信息系統(tǒng)SPD。一般信息系統(tǒng)SPD由信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)者負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)選型。這里主要闡述一下電涌保護(hù)器

63、在建筑物電力系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。</p><p>　　電力系統(tǒng)防雷主要是為了防止雷電波通過電源線路而對(duì)計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對(duì)地泄放后的殘壓過大，或因更大的雷電流在擊毀避雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備，以及防止線纜遭受二次感應(yīng)，依照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-94 2000）和《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004，應(yīng)采取分級(jí)保護(hù)、逐級(jí)泄流的原則。其具體設(shè)計(jì)做法

64、：</p><p>　　一是在大樓電源的總進(jìn)線處安裝放電電流較大的一級(jí)電源避雷器，這里一般要用三相電壓開關(guān)型SPD；二是在重要樓層或重要設(shè)備電源的進(jìn)線處加裝二或三級(jí)電源避雷器，一般用限壓型SPD；三是在末端配電處安裝四級(jí)或稱為末端電源避雷器，一般用限壓型SPD。究竟要使用幾級(jí)SPD，可以有建筑防雷等級(jí)確定。一般一類防雷建筑需要四級(jí)；二類需要三級(jí)；三類需要二級(jí)。為了確保遭受雷擊時(shí)，高電壓首先經(jīng)過一級(jí)電源避雷器，然后

65、再經(jīng)過二、三級(jí)或末級(jí)電源避雷器，一級(jí)電源避雷器和二級(jí)電源避雷器之間的距離要大于10米，如果兩者間距不夠，可采用帶線圈的防雷箱，這樣可以避免二級(jí)或三級(jí)電源避雷器首先遭受雷擊而損壞。</p><p>　　這里有三個(gè)需要注意的地方：一是電涌保護(hù)器與母排連接的導(dǎo)線要短而直，長(zhǎng)度不能超過5m，連接線過長(zhǎng)可能導(dǎo)致上級(jí)SPD還沒分流，電涌就串到下級(jí)SPD處，導(dǎo)致下級(jí)SPD一下子被燒毀；二是SPD安裝線路上應(yīng)該裝有過電流保護(hù)器，

66、原因是為了防止因SPD老化而造成短路。這里的過電流保護(hù)器主要使用斷路器，按一般經(jīng)驗(yàn)做法，二級(jí)SPD上的斷路器整定電流選40A，三級(jí)SPD上的斷路器整定電流選32A，末級(jí)SPD上的斷路器整定電流選25A，而一級(jí)SPD無需裝設(shè)，因?yàn)橐患?jí)SPD使用電壓開關(guān)型SPD，其內(nèi)部已有自帶的過電流保護(hù)器。三是各個(gè)SPD都需要與接地裝置之間進(jìn)行等電位連接。（參見附錄圖紙“系統(tǒng)圖”）</p><p>　　3.2.2.2 等電位連接&

67、lt;/p><p>　　等電位連接是綜合防雷系統(tǒng)中的最重要的一項(xiàng)基本措施。GB50057—94 2000版里強(qiáng)調(diào)了等電位連接在內(nèi)部防雷中的作用。等電位連接是為減小在需要防雷的空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)、爆炸、生命危險(xiǎn)的一項(xiàng)很重要的措施，特別是在建筑物內(nèi)部防雷空間防止發(fā)生生命危險(xiǎn)的最重要的措施。</p><p>　　建筑物的等電位連接設(shè)計(jì)主要有以下幾種：</p><p>　　（1）總

68、等電位連接和局部等電位連接</p><p>　　總等電位連接MEB的作用在于降低建筑物內(nèi)間接接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物外經(jīng)電氣線路和各種金屬管道引入的危險(xiǎn)故障電壓的危害，它主要通過進(jìn)線配電箱近旁的總等電位聯(lián)結(jié)端子板(接地母排)將下列導(dǎo)電部分互相連通：進(jìn)線配電箱的PE(PEN)母排；公用設(shè)施的金屬管道，如上、下水、煤氣等管道；建筑物金屬結(jié)構(gòu)；如果做了人工接地，也包括其接地極引線。 建筑物每一電

69、源進(jìn)線都應(yīng)做總等電位連接，各個(gè)總等電位連接端子板應(yīng)互相連通。</p><p>　　局部等電位連接LEB是指當(dāng)電氣裝置或電氣裝置的某一部分的接地故障保護(hù)不能滿足切斷故障回路的時(shí)間要求時(shí)，應(yīng)在局部范圍內(nèi)做的等電位連接。它包括PE母線或PE干線；公用設(shè)施的金屬管道；如果可能，也包括建筑物金屬結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）建筑物內(nèi)部導(dǎo)電部件的等電位連接</p><p>

70、　　等電位連接不僅僅是針對(duì)雷電暫態(tài)過電壓的，還包括其它如工作過電壓、操作過電壓等暫態(tài)過電壓的防護(hù)，特別是在有過電壓的瞬間對(duì)人身和設(shè)備的安全防護(hù)。因此，有必要將建筑物內(nèi)的設(shè)備外殼、水管、暖氣片、金屬梯、金屬構(gòu)架和其他金屬外露部分與共用接地系統(tǒng)做等電位連接。而且需要注意的是，絕不能因檢修等原因切斷這些連接。但是，對(duì)于燃?xì)夤艿?，只在進(jìn)入建筑物處與接地系統(tǒng)相連，但在每個(gè)接頭處要有輔助跨接線。因?yàn)槿細(xì)夤艿辣旧聿蝗菰S有多個(gè)接地連接，使其成為接地系統(tǒng)

71、的一部分。</p><p>　?。?）信息系統(tǒng)的等電位連接</p><p>　　對(duì)信息系統(tǒng)的各個(gè)外露可導(dǎo)電部件也要建立等電位連接網(wǎng)絡(luò)，并與共用接地系統(tǒng)相連。接至共用接地系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)有兩種結(jié)構(gòu)：S型（星型）結(jié)構(gòu)和M型（網(wǎng)格型）結(jié)構(gòu)。對(duì)于工作頻率小于0.1MHZ的電子設(shè)備，一般采用S型（星型）結(jié)構(gòu)；對(duì)于頻率大于10MHZ的電路，一般采用M型（網(wǎng)格型）結(jié)構(gòu)。</p><

72、;p>　　（4）各樓層的等電位連接</p><p>　　將每個(gè)樓層的等電位連接與建筑物內(nèi)的主鋼筋相連，并在每個(gè)房間或區(qū)域設(shè)置接地端子，由于每層的所有接地端子彼此相連，而且又與建筑物主鋼筋相連，這就使每個(gè)樓層成了等電位面。再將建筑物所有接地極、接地端子連接形成等電位空間。最后，將屋頂上的設(shè)備和避雷針等與避雷帶連接形成屋面上的等電位。</p><p>　　（5） 接地網(wǎng)的等電位連接<

73、;/p><p>　　在某中意義上說，建筑物的共用接地系統(tǒng)在大范圍內(nèi)即為等電位連接，比如我們常見的計(jì)算機(jī)房的工作接地、屏蔽接地和防雷接地等采用同一接地系統(tǒng)的原理就是避免各接地間產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓差對(duì)設(shè)備造成影響。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物利用基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)做接地體，一般要圍繞建筑物四周增設(shè)環(huán)形接地體，并與建筑物被柱內(nèi)用作引下線的柱筋焊接，這樣就大大降低了接地網(wǎng)由于雷電流造成地電位不均衡的概率（參見附錄圖紙“基礎(chǔ)接地平面圖”）

74、。</p><p>　　綜上所述，樓層下部有接地網(wǎng)，樓層里有等電位均壓網(wǎng)，樓頂物體與避雷裝置連接在一起形成等電位，這樣就在電氣上成為法拉第籠式結(jié)構(gòu)，人和設(shè)備在此環(huán)境中絕無雷擊危險(xiǎn)。因此，等電位連接在建筑物及其電子信息系統(tǒng)中是最重要的一項(xiàng)電氣安全措施。</p><p>　　另外，為保證等電位連接的可靠導(dǎo)通，等電位連接線和接地母排應(yīng)分別采用銅線和銅板。等電位連接這一電氣安全措施并不需復(fù)雜價(jià)昂的

75、電氣設(shè)備，它所耗用的不過是一些導(dǎo)線，不象埋在地下的人工接地極易因受土壤腐蝕而失效(實(shí)際上在實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了接地，因它所連接的水管和基礎(chǔ)鋼筋等本身已起到低電阻長(zhǎng)壽命的接地作用)，它在保證電氣安全上的作用遠(yuǎn)勝于我們過去習(xí)慣采用的專門打入地下的人工接地。在發(fā)達(dá)國(guó)家不要求住戶打入人工接地，但住宅樓內(nèi)如不做總等電位連接和浴室內(nèi)的局部等電位連接，非但甲方不予驗(yàn)收，當(dāng)?shù)毓╇姽疽惨噪姎馍喜话踩珵橛删芙^供電。看來我國(guó)的各地氣象主管機(jī)構(gòu)和建設(shè)

76、主管部門還得要加強(qiáng)新建建筑物中等電位連接一項(xiàng)的審核力度。</p><p><b>　　4 工程舉例</b></p><p>　　有南京某一大學(xué)教學(xué)樓，同例1，對(duì)此幢建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)步驟如下：</p><p>　　4.1 防雷等級(jí)分類計(jì)算</p><p>　　由例1得：N 1=0.148、 N2=0.0483，兩者

77、之中取其大者，由此確定此建筑屬于二類防雷建筑。因此此建筑的所有防雷設(shè)計(jì)都應(yīng)按照防雷設(shè)計(jì)規(guī)范上“二類防雷建筑物的防雷措施”進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　4.2 外部防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.2.1 接閃器</b></p><p>　　本工程采用避雷帶作為主要的的接閃器。另外，根據(jù)上下部建筑單體長(zhǎng)度和高度，決定在其最高點(diǎn)分別裝

78、設(shè)避雷針。避雷帶采用40X4熱鍍鋅扁鋼，考慮到美觀，對(duì)熱鍍鋅扁鋼進(jìn)行貼零敷設(shè)。避雷帶過伸縮縫和沉降縫時(shí)應(yīng)留有10cm的余量。避雷針型號(hào)為PDC6.3，其針對(duì)二類建筑的保護(hù)半徑為93m，滿足要求。避雷針應(yīng)與避雷帶相互連接。</p><p><b>　　4.2.2 引下線</b></p><p>　　利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)兩根不小于Ø16的主筋做為防雷引下線, 上端與避雷

79、帶焊接，下端與接地體焊接，并在建筑物四處外角處的引下線上距地0.6m做暗裝測(cè)試點(diǎn)。二類防雷建筑的引下線間距為不大于18m，因此，在此建筑每擱16m設(shè)一引下線。根據(jù)規(guī)定二類防雷建筑避雷帶應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格。</p><p><b>　　4.2.3 接地體</b></p><p>　　本工程利用基礎(chǔ)梁內(nèi)的主筋作為接

80、地體，圖示基礎(chǔ)梁內(nèi)的上下兩層鋼筋均焊成一個(gè)回路。接地體四周與引下線焊接處要引出2米鍍鋅扁鋼供補(bǔ)打接地極用。在MEB、LEB端子板處用兩根40*4熱鍍鋅扁鋼與基礎(chǔ)接地體兩條主鋼筋相焊接引上至各等電位端子箱。用兩根40*4熱鍍鋅扁鋼與基礎(chǔ)接地體兩條主鋼筋相焊接沿豎井引上至電梯機(jī)房作工作接地體。</p><p>　　4.3 內(nèi)部防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 防雷器SPD設(shè)計(jì)安裝&

81、lt;/p><p>　　參見附錄“系統(tǒng)圖”。</p><p>　　4.2.2 等電位連接</p><p>　　在建筑物總進(jìn)線處敷設(shè)總等電位端子板，在電信機(jī)房、校園網(wǎng)機(jī)房、電梯機(jī)房處敷設(shè)局部等電位端子板，做等電位連接。</p><p><b>　　4.2.3其它</b></p><p>　　應(yīng)寫于設(shè)計(jì)說

82、明中，如下：</p><p>　?。?）進(jìn)入建筑物的各種線路及金屬管道采用全線埋地引入，所有進(jìn)出建筑的各種金屬管道、建筑物金屬結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備金屬外殼PE干線均應(yīng)與總等電位端子板或就近的防雷引下線地坪下一米處引出扁鋼連通。</p><p>　　（2）本單體采用TN-S系統(tǒng)，各插座回路均采用漏電保護(hù)開關(guān)，低壓開關(guān)柜下側(cè)設(shè)專用接地線(PE)，它與配電室的等電位端子箱相焊接，在配電室內(nèi)PE線采用4

83、0x4熱鍍鋅扁鋼沿室內(nèi)周邊敷設(shè)。</p><p>　?。?）本工程采用電氣保護(hù)接地，各層弱電設(shè)備單點(diǎn)接地與防雷接地共用接地裝置，接地電阻不大于1歐姆，施工后如實(shí)測(cè)接地電阻不能滿足要求，應(yīng)補(bǔ)打接地極。</p><p>　　（4）用電、配電、控制設(shè)備的金屬外殼、電梯軌道、金屬構(gòu)架、金屬燈具的外殼等必須與保護(hù)線(PE)線可靠連接，以保障操作安全，在鋼管與鋼管連接處和鋼管與接線盒連接處，均需用不小

84、于Ø6的圓鋼作跨接線焊接。</p><p><b>　　4.4 設(shè)計(jì)圖紙</b></p><p>　　參見附錄圖紙“屋頂防雷平面圖”與“基礎(chǔ)接地平面圖”。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　防雷是建筑物必不可少的一個(gè)措施，現(xiàn)代建筑因?yàn)槠鋬?nèi)部越來越多的電子設(shè)備

85、的使用，使其受到雷擊危害的概率大大增加，形式也越來越多?？梢赃@樣說，雷電并沒有改變，變的是建筑的使用環(huán)境。因此現(xiàn)時(shí)的電氣防雷設(shè)計(jì)要求已大大不同于以往，雷電電磁脈沖對(duì)建筑及其內(nèi)部設(shè)備的損害已大大超過以往直擊雷對(duì)建筑物的損害。</p><p>　　所以，現(xiàn)代的建筑防雷設(shè)計(jì)應(yīng)該全面考慮雷擊危害的各種因素，應(yīng)采用綜合防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由外部防直擊雷，內(nèi)部防雷電電磁脈沖，用外部防雷和內(nèi)部防雷的各種措施保護(hù)建筑、設(shè)備、人員的安全