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淺談綜合防雷工程設計

閱讀：126發(fā)布時間：2021-7-2

淺談綜合防雷工程設計

　　自從200多年前科學家富蘭克林和羅蒙偌索夫通過大量的科學實驗建立了雷電學說，發(fā)明了避雷針以來，隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們已從簡單的避雷針發(fā)展到多種形式的防雷裝置，從防直擊雷開始發(fā)展到既防直擊雷又防感應雷的綜合防雷體系。這些都標志著人類文明的進步。以下僅淺談綜合防雷的工程設計。
　　按照現(xiàn)代防雷觀點，綜合防雷分為外部防雷和內(nèi)部防雷部分，外部防雷主要是指防雷擊雷、側(cè)擊雷對建筑物的傷害。建筑物防雷通過建筑物本身的基礎接地體、引下線、避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷網(wǎng)格、均壓環(huán)、等電位、避雷器等的保護作用，以盡量大可能減弱雷擊時對建筑物內(nèi)的電磁效應，同時為建筑物內(nèi)部設備的感應雷防護提供必要的條件，避免了建筑物遭受直擊雷和側(cè)擊雷的雷擊，從而保護了建筑物本身、設備和人。內(nèi)部防雷保護主要是指設備防止雷電感應和防止線路上的雷電波的侵入，其采取主要的技術措施是屏蔽、接地、等電位處理，及安裝分流限壓裝置，來控制削減雷電感應和雷電波的入侵，從而保護設備和人身安全免遭雷電感應的傷害。因此，綜合防雷工程設計也分為外部防雷裝置設計和內(nèi)部防雷裝置設計問題。外部防雷工程設計應在認真調(diào)查地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動規(guī)律以及被保護建筑物的使用特點等基礎上，詳細研究防雷裝置的形式及布置，進行工程設計。內(nèi)部防雷的設計應認真調(diào)查建筑物的供電形式、地極的設置情況、房屋的屏蔽效果、管線的敷設、電子設備的屏蔽情況放置的環(huán)境距離外墻的安全距離、等電位外理以及雷電活動的規(guī)律等情況，以便提出相應的改進措施，設計出合理，有效的防雷電感應的工程方案來。由于綜合防雷工程設計內(nèi)容繁雜，項目要求很細，而且還要涉及到很多各行各業(yè)的規(guī)范條文，限于篇幅內(nèi)容，僅將個人了解的各個設計要點列舉如下：
　　一、防雷分類問題：建筑物應根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷的要求分為一、二、三類防雷建筑物。具體來說就是根據(jù)建筑物的是否處于易燃易爆場所或者是否處于火災危險環(huán)境；是否屬于國家、省、市級重要辦公場所，或者是否屬于重點文物保護單位；是否處于地理、地質(zhì)環(huán)境易遭受雷擊的地方，或者是否屬于孤立曠野的高聳建筑物等等來劃分防雷類別。根據(jù)新的GB50057-94《建筑物防雷規(guī)范》的在關規(guī)定，一、二、三類防雷建筑物的滾球半徑分別為了30M，45M，60M。滾球半徑越少，保護范圍越窄，受保護的建筑物越安全，遭受雷擊的概率越低，因此，凡是屬于易燃易爆場所、重要的辦公場地、人員密集的公共場所、孤立曠野的高聳建筑物都屬于一、二類的防雷建筑物。
　　二、接閃器和引下線的問題：接閃器在一般情況下多數(shù)采用避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶。有時在大面積需要保護情況下，可以采用避雷線保護。在搞環(huán)境防雷時，可以采用ＣＡ－Ａ３防雷器或法國提前放雷避雷針保護。在一般情況下，除去一類雷建筑物需要采用獨立避雷針、獨立地極保護外，其余的類別均可采用針、網(wǎng)帶保護，地極可作合設地極處理。保護范圍的計算分別可按一、二、三類防雷建筑物的滾球半徑計算。用GB50057-94規(guī)范作圖方法來驗證受保護的建筑物是否得到無空隙的保護。另外，不同的防雷類別其引下線及網(wǎng)格的距離不相同。一、二、三類防雷建筑物的引下線距離分別為12米、18米25米，天面網(wǎng)格的間距一類為5×5米，或6×4米，二類為10×10M或12×8M；三類為20×20或24×16M。
　　三、地極及地極接地沖擊電阻的問題：如果建筑物的防雷地極是獨立地極的話，一般要離開建筑物基礎的地中距離３M以遠；如果是通信用的獨立地極的話，則要求離開建筑物20M以遠，并要求接地電阻<４歐。除去一類防雷建筑物屬于０區(qū)和１區(qū)，用獨立避雷針、獨立地極保護外，其余類別一般情況下，都采用合設地極的方式，尤其是框架結(jié)構(gòu)的建筑物更應采用本身基礎作合設地極使用。一、二類防雷建筑物的接地沖擊電阻<１０歐、一般情況下，三類防雷建筑物的接地沖擊電阻<３０歐。但若與防感應雷的地極共用，這時的接地沖擊電阻也應為<１０歐。如果建筑物本身與通訊地合設地極，則這時的接地沖擊電阻應<１歐。
　　四、均壓環(huán)的設計和施工問題：均壓環(huán)是一條閉合的藏在建筑物外墻內(nèi)的水平避雷帶。它一方面與外墻所有的引下線焊接相連，另一方面又與外墻上所有金屬門、窗、玻璃幕墻相通，將它們所接閃到的雷電流通過均壓環(huán)、引下線的作用，將雷電流引入大地匯放。一、二、三類防雷建筑物均壓環(huán)的設置高度分別為30M、45M、60M，并且每三層（12米間距）設置一條均壓環(huán)。
　　五、電子設備的等電位處理問題：等電位處理就是用金屬導體把設備的金屬外殼與接地的匯流排連接起來。等電位處理的目的就是消除電位差，因此，所有引入室內(nèi)的金屬管道、電纜屏蔽層在各個不同的防雷區(qū)間之間均應作等到電位處理，另外，室外凡互相跨越或平行敷設的金屬管道，如果其間距少于100MM規(guī)定的間距，也應用金屬線互相跨接起來，采取等電位的處理方法避免反擊。室內(nèi)電子設備的等到電位的連接方式應采用一點式方法接地，而不應互相串聯(lián)連接接地，以免引起干擾現(xiàn)象。
　　六、設備屏蔽的處理問題：屏蔽的作用是防止雷電感應對電子設備和干擾，根據(jù)不同的對象，屏蔽分有房屋屏蔽、管線屏蔽和設備屏蔽三種。屏蔽的效果與材料的導磁率有關，與材料的厚度尺寸有關；與網(wǎng)孔的大小尺寸有關。網(wǎng)孔越少，材料越厚，材料的導磁率越好則屏蔽的效果越好。因此，在房屋屏蔽上采用無間隙屏蔽，這時屏蔽。如果達不到全屏蔽的止的，則所采用的金屬材料網(wǎng)孔越密越好。第二種管線的屏蔽，整段管線應金屬連接良好，不應有空隙產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象。另外，頭尾兩端都應良好接地，如果距離太長，中間也要接地一次。電子設備的屏蔽應將設備的金屬外殼采用一點的接地方式接地，如果體積過大，應有兩點接地。接地的線徑應>６平方毫米為宜。
　　七、線纜的敷設問題：線纜采用埋地套鐵管的方式敷設。纜井應設計在建筑物的幾何中心。室內(nèi)的線纜布置應避開外墻、梁柱等雷電流集中流過的地方，以免對線纜產(chǎn)生大的干擾現(xiàn)象。同理，電子設備的放置問題，也應離開外墻、梁柱有一定的安全距離。
　　八、供電形式：供電的形式采用TN－S系統(tǒng)。供電線路埋地套鐵管引入。N線、PE線重復接地引出，電源裝電源避雷器。
　　九、各種信號線裝信號避雷器問題：對信號避雷器的選擇的要求是工作頻率適合、傳輸功率大，插入損耗低、驗波系數(shù)少，雷電通流量大，響應時間快，殘壓低的信號避雷器。同時避雷器應有良好的接地。

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