建筑綜合防雷設(shè)計

1、四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)設(shè)計(論文)題目: 建筑綜合防雷設(shè)計 專 業(yè): 建筑電氣工程技術(shù) 班 級: 學 號: 姓 名: 指導(dǎo)教師: 二二一二年十二月十日一二年十二月十日四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學 生姓 名學號班級專業(yè)設(shè)計（或論文）題目建筑綜合防雷設(shè)計指導(dǎo)教師姓名職 稱工作單位及所從事專業(yè)聯(lián)系方式備 注設(shè)計（論文）內(nèi)容：（1）建筑防雷分類；（2）建筑防雷等級計算；（3）綜合防雷系統(tǒng)設(shè)計；（4）外部防雷系統(tǒng)設(shè)計；（5）內(nèi)部防雷系統(tǒng)設(shè)計。進度安排：第 49 周：查找資料選擇參考方案； 第 10、11 周：確定方案撰寫論文；第 12、13 周：修改論文、確定初稿； 第 14

2、、15 周：檢查定稿；第 16、17 周：答辯。主要參考文獻、資料(寫清楚參考文獻名稱、作者、出版單位)：1王時煦.建筑物防雷設(shè)計 中國建筑工業(yè)出版社2林維勇.建筑防雷系統(tǒng) 雷電水利電力出版社3朱林根.建筑電氣設(shè)計手冊下冊 中國建筑出版社4金 磊.雷電電磁脈沖的防護 中國建筑出版社 5朱呂通.建筑防雷系統(tǒng)安全手冊 中國計劃出版社6鄭 強.智能建筑設(shè)計與施工系列圖集消防系統(tǒng) 中國建筑出版社7查仁柏.半導(dǎo)體消雷器的設(shè)計 中國建筑工業(yè)出版社審批意見教研室負責人：年 月 日目 錄摘 要 .5第 1 章 緒論 .61.1 建筑物防雷的發(fā)展歷史 .61.2 建筑防雷設(shè)計的概述 .6第 2 章 建筑物防雷分

3、類及防雷等級計算 .72.1 第一類防雷建筑物 .72.2 第二類防雷建筑物 .72.3 第三類防雷建筑物 .72.4 建筑物的預(yù)計年雷擊次數(shù)計算 .8第 3 章 雷擊的分類及危害 .103.1 直擊雷 .103.2 雷電波侵入 .103.3 感應(yīng)過電壓 .103.4 地電位反擊 .10第 4 章 綜合防雷系統(tǒng)設(shè)計 .124.1 綜合防雷設(shè)計的六大要素 .124.1.1 接閃 .124.1.2 分流 .124.1.3 均壓 .124.1.4 屏蔽 .134.1.5 接地 .134.1.6 合理布線 .144.2 綜合防雷設(shè)計分類 .144.3 外部防雷系統(tǒng)及其設(shè)計 .144.3.1 接閃器 .

4、154.3.2 引下線.174.3.3 接地體.184.4 內(nèi)部防雷系統(tǒng)及其設(shè)計 .184.4.1 防雷器 SPD 設(shè)計安裝.194.4.2 等電位連接 .20結(jié) 論 .22參考文獻 .23附 錄 .24附錄一：建筑綜合防雷系統(tǒng)圖 .24第 1 頁摘摘 要要在人類生存的環(huán)境中有許多自然災(zāi)害，如地震、暴雨、冰雹、水災(zāi)、旱災(zāi)、火災(zāi)、雷擊等等。對此，人們總是想方設(shè)法進行防御，或減輕它們所造成的損失。雷擊就是嚴重的自然災(zāi)害之一。但就我國而言，過去防雷設(shè)計在整個建筑設(shè)計中所占的比重很小。電氣設(shè)計人員不重視，其他專業(yè)的設(shè)計人員更不重視，但雷擊所造成的損失卻無法輕視。如 1989 年山東黃島油庫遭受雷擊并引

5、起大火，損失慘重。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)用到各個領(lǐng)域，使雷害對象也從對建筑物本身的損害轉(zhuǎn)移到對室內(nèi)的電器、電子設(shè)備的損害，以至發(fā)生人身傷亡事故。隨之防雷對象也由強電轉(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。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子計算機早已步入社會的各行各業(yè)。建筑物內(nèi)幾乎無不設(shè)有復(fù)雜程度不同的微電子設(shè)備和計算機系統(tǒng)，民用建筑也不例外。雷電電磁脈沖干擾日益成為頻發(fā)事故。面對這種挑戰(zhàn)，設(shè)計人必須轉(zhuǎn)變觀念，把雷電電磁脈沖防護當作防雷設(shè)計的重點。這不只是電氣一個專業(yè)的事，因為它涉及到電子設(shè)備的位置和管線

6、的布置等問題。各個專業(yè)應(yīng)充分協(xié)商，從整體上解決防雷設(shè)計上的問題。否則，建筑物設(shè)計得再好，也無法正常使用。關(guān)鍵詞 建筑防雷；防雷裝置；安全隔離距離；等電位連接第 2 頁第 1 章 緒 論1.1 建筑物防雷的發(fā)展歷史70 年代以前，人們聽到的雷擊事故多是擊中建筑物或大樹，嚴重的造成了建筑物燒毀或人員傷亡。那時被雷擊的建筑物絕大多數(shù)是沒有安裝防雷裝置（避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)）?，F(xiàn)在聽到的雷擊事故相對少了，其原因是，六層以上的多層建筑物和高層建筑物都安裝了防雷裝置。有時，接閃器接閃后，即使是微電子設(shè)備因雷電電磁脈沖感應(yīng)受損，局外人也不知道，本單位做些局部修理也就完事了。其實，現(xiàn)在的雷擊事故并不算少。雷

7、擊建筑物對某一棟樓而言可能是百年不遇的事，但防雷裝置接閃則是較常見的，這也是正常的。1.2 建筑防雷設(shè)計的概述本文從建筑物防雷分類及防雷等級計算開始，再從雷電對建筑物產(chǎn)生危害的四個方面入手，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建筑及其內(nèi)部設(shè)備的損害，再介紹建筑物防雷等級確定的方法，然后闡述目前針對這四種雷電危害的電氣綜合防雷系統(tǒng)的設(shè)計外部防雷和室內(nèi)防護所用的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)是否與建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大煙囪上的避雷裝置所保護等等。第 3 頁第 2 章 建筑物防雷分類及防雷等級計算2.1 第一類防雷建筑物1.凡制造、使用、貯存炸藥、火藥、起爆藥

8、、火工品等大量爆炸物質(zhì)的建筑物，因電火花而引起爆炸會造成巨大破壞和人身傷亡者。2.具有 0 區(qū)或 10 區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。3.具有 1 區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物，因電火花而引起爆炸會造成巨大破壞和人身傷亡者。2.2 第二類防雷建筑物1.制造、使用、貯存爆炸物物資的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。2.具有 1 區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。3.具有 2 區(qū)或 11 區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物。4.預(yù)計雷擊次數(shù)大于 0.06 次/a（a 表示年）的部、省級辦公建筑物及其他重要活人員密集的公共建筑物；預(yù)計雷擊次數(shù)大于 0.03

9、 次/a 的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。5.工業(yè)企業(yè)內(nèi)有爆炸危險的露天鋼質(zhì)封閉氣罐。6.國家級重要建筑物。2.3 第三類防雷建筑物1.根據(jù)雷擊后對工業(yè)生產(chǎn)的影響據(jù)產(chǎn)生的后果，并結(jié)合當?shù)貧庀?、地形、地質(zhì)及周圍環(huán)境等因素，確定需要防雷的 21 區(qū)、22 區(qū)、23 區(qū)火災(zāi)危險環(huán)境。2.預(yù)計雷擊次數(shù)大于或等于 0.06 次/a 的一般工業(yè)建筑物。3.預(yù)計雷擊次數(shù)大于或等于 0.012 次/a 且小于或等于 0.06 次/a 的部、省級辦公建筑物及其他重要或人員密集的公共建筑物；預(yù)計雷擊次數(shù)大于 0.06 次/a且小于或等于 0.3 次/a 的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。4.在平均雷暴日大于 1

10、5d/a(d 表示天）的地區(qū)，高度為 15m 及以上的煙囪、第 4 頁水塔等孤立高聳建筑物；在平均雷暴日小于或等于 15d/a 的地區(qū)，高度 20m 及以上的煙囪、水塔等孤立高聳建筑物。5.省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。2.4 建筑物的預(yù)計年雷擊次數(shù)計算建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)應(yīng)按下式計算： N= k * Ng * Ae （2-1）式中：N 建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)（次a） ；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、山谷風口等處的建筑物，以及特別

11、潮濕的建筑物取 1.5；Ng建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度次（km2a） ；Ae與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（km2） 。雷擊大地的年平均密度應(yīng)按下式計算： Ng 0.024T d 1.3 (2-2) 式中：T d年平均雷暴日，根據(jù)當?shù)貧庀笈_、站資料確定（da） 。建筑物等效面積Ae是其實際平面積向外擴大后的面積。其計算方法分以下三個方面：1.當建筑物的高 H 小于 100m 時，其等效面積按以下公式計算： （2-610)200()200( )(2HHHHWLLWAe3）式中： L、W、H分別為建筑物的長、寬、高（m） 。2.當建筑物的高 H 等于或大于 100m 時，建筑物的等效面

12、積按下式計算： Ae LW2 H（LW）H2 10-6 （2-4）3.當建筑物各部位的高不同時，應(yīng)沿建筑物周邊逐點算出最大擴大寬度，其等效面積Ae應(yīng)按每點最大擴大寬度外端的連接線所包圍的面積計算。 )200(HHD第 5 頁（2-5）按以上公式計算得到 N 后就可以確定防雷等級了。一般先把建筑物按其重要性和使用性質(zhì)分為部、省級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。第 6 頁第 3 章 雷擊的分類及危害3.1 直擊雷電的云層對大地上的某一點發(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、

13、人畜遭受嚴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。3.2 雷電波侵入雷電不直接放電在建筑和設(shè)備本身，而是對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散，侵入并危及室內(nèi)電子設(shè)備和自動化控制等各個系統(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。3.3 感應(yīng)過電壓雷擊在設(shè)備設(shè)或線路的附近發(fā)生，或閃電不直接對地放電，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。 雷擊放電于具有避雷設(shè)施的建筑物時，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）

14、 、引下線泄放到大地的過程中，會在引下線周圍形成強大的瞬變磁場，輕則造成電子設(shè)備受到干擾，數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生誤動作或暫時癱瘓；嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個系統(tǒng)陷于癱瘓。3.4 地電位反擊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)信號系統(tǒng)，或者擊穿大地絕緣而流向另一設(shè)施的供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號系統(tǒng)，從而反擊破壞或損害電子設(shè)備。同時，在未實行等電位連接的導(dǎo)線回路中，可能誘發(fā)高電位而產(chǎn)生火花放電的危險。第 7 頁如圖 3-1 當 10KA 的雷電流通過下導(dǎo)體入地時，假設(shè)接電阻

15、為 10 歐姆,根據(jù)歐姆定律,可知在入地點 A 處電壓為 100KV。因 A 點與 C 點、D 點相連，所以這幾點電壓都為 100KV。而 E 點接地，其電壓值為 0，設(shè)備的 D 點與 E 點間有 100KV的電壓差，足以將設(shè)備損壞。圖 3-1以上四方面中雷電對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)計已不同以往，對雷電電磁脈沖的防護必須要加以重視。第 8 頁第第 4 章章 綜合防雷系統(tǒng)設(shè)計綜合防雷系統(tǒng)設(shè)計4.1 綜合防雷設(shè)計的六大要素防雷設(shè)計是一個

16、很復(fù)雜的問題，不可能依靠一、二種先進的防雷設(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，必須針對雷害入侵途徑，對各類可能產(chǎn)生雷擊危害的因素進行綜合防護，才能將雷害減少到最低限度。這種綜合防護主要包括接閃、分流、均壓、屏蔽、接地、合理布線，統(tǒng)稱為綜合防雷六大要素。4.1.1 接閃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)計的防雷系統(tǒng)的規(guī)定通道，將雷電能量泄放到大地中去。4.1.2 分流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線）與防雷接地裝置或接地線之間并聯(lián)一種適當?shù)谋芾灼?SPD，當直擊雷或雷擊效應(yīng)在線路上產(chǎn)

17、生的過電壓波沿這些導(dǎo)線進入室內(nèi)或設(shè)備時，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，仍會有少部份沿導(dǎo)線進入設(shè)備，這對于一些不耐高壓的微電子設(shè)備來說是很危險的，所以對于這類設(shè)備在導(dǎo)線進入機殼前，應(yīng)進行多級分流（即不少于三級防雷保護） 。4.1.3 均壓指使建筑物內(nèi)的各個部位都形成一個相等的電位，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)當然就不會產(chǎn)生不同的電位，這樣就可保證建筑物內(nèi)不會產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對防止雷電電磁脈沖干擾微電子設(shè)備也有很大的好處。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實現(xiàn)等電

18、位的條件，因為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋第 9 頁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，這就使整個建筑物成為良好的等電位體。4.1.4 屏蔽屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設(shè)備、電子計算機、精密儀器以及自動控制系統(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會受到電磁干擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，有時附近打雷或接閃時，也會受到雷電波的電磁輻射的影響，甚至在其他建筑物接閃時，還會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

19、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)成一個網(wǎng)籠，從而實現(xiàn)屏蔽。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，設(shè)計人員應(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問題迎刃而解，而且對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。4.1.5 接地接地就是讓已經(jīng)流入防雷系統(tǒng)的閃電電流順利地流入大地，而不能讓雷電能量集中在防雷系統(tǒng)的某處對被保護物體產(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。過去的一些舊規(guī)范要求電子設(shè)備單獨接地，目的是防止電

20、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)計已不提倡單獨接地，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 4 減少到 1。我國的現(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。4.1.6 合理布線指如何布線才能獲得最好的綜合效果?，F(xiàn)代化的建筑物都離不開照明、動力、第 10 頁電話、電視和計算機等設(shè)備的管線，在防雷設(shè)計中，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。為了保證在防雷裝置接閃時這些管線不受影響，

21、首先，應(yīng)該將這些電線穿于金屬管內(nèi)，以實現(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器。因此，設(shè)計室內(nèi)各種管線時，必須與防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。4.2 綜合防雷設(shè)計分類傳統(tǒng)的防雷方法主要就是直擊雷的防護，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)計方法已難以滿足現(xiàn)代建筑防雷的需要。根據(jù)以上綜

22、合防雷六要素可以把現(xiàn)代防雷保護分為外部防雷保護(建筑物或設(shè)施的直擊雷防護)和內(nèi)部防雷保護(雷電電磁脈沖的防護)兩部份，外部防雷系統(tǒng)主要是為了保護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。4.3 外部防雷系統(tǒng)及其設(shè)計外部防雷主要是指防止建筑物或設(shè)施（室外獨立電子設(shè)備）免遭直擊雷的危害，其技術(shù)措施有接閃器、引下線、接地體等幾種。4.3.1 接閃器接閃器是避雷針、避雷帶、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，以保護建

23、筑物免受雷害?，F(xiàn)在常用的接閃器有避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等幾種。1.避雷針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，保護建筑物不受雷擊的一種金屬裝置。第 11 頁避雷針的工作原理：當高空出現(xiàn)雷雨云的時候，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強度比較大，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

24、。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間大大的縮短，所以從很大程度上降低了雷擊的危害性。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周圍免受雷擊。避雷針保護范圍的計算方法：折線法：即單一避雷針的保護范圍為一折線圓錐體。曲線法：即單支避雷針的保護范圍為一曲線錐體。直線法：是以避雷針的針尖為頂點作一俯角來確定，有爆炸危險的建筑物用 45角，對一般建筑物采用 60角，實質(zhì)

25、上保護范圍為一直線圓錐體。避雷針的制作規(guī)格：由許多實際調(diào)查統(tǒng)計資料表明，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：針長 1m 以下： 圓鋼為 12mm 鋼管為 20mm；針長 1-2m： 圓鋼為 16mm 鋼管為 25mm；煙囪頂上的針： 圓鋼為 20mm 鋼管為 40mm 。近來國內(nèi)市場上經(jīng)銷一種叫主動式避雷針的產(chǎn)品，主要來自法國和澳大利亞。據(jù)廠家稱，這此產(chǎn)品能夠隨大氣電場變化而吸收能量，當存儲的能量達到某一程度時，便會在避雷針尖放電，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)

26、，它比自然的向上的雷電通道能更早的于雷雨云向下第 12 頁的雷電先導(dǎo)接觸，形成主放電通道。這樣，雷雨云靠該避雷針放電的幾率就增加了，相當于避雷針的保護范圍加大了，或者相當于將避雷針加高了。2.避雷帶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，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，它的保護范圍大而有效，這是避雷針所無法比的。避雷帶一般采用扁鋼制作，其截面積不小于 48mm2，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 4X

27、40 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)在整個屋面組成不大于 10m10m 或12m8m 的網(wǎng)格。三類防雷建筑避雷帶應(yīng)在整個屋面組成不大于 20m20m 或24ml6m 的網(wǎng)格。如果同時還有避雷針，則避雷針應(yīng)用避雷帶相互連接。3.避雷網(wǎng)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

28、物重要性，分別采用 5mX5m 或 10mX10m 的圓鋼制成。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、風窗、金屬天溝等，都必須與避雷網(wǎng)焊成一體做接閃裝置。4.安裝避雷帶和避雷網(wǎng)注意事項避雷帶及其連接線經(jīng)過沉降縫（沉降縫：一座較長的多層建筑物，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，應(yīng)留有 10-20cm 以上余量的跨越線。房屋面坡度為 27-35且長度不超過 75m 時，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，應(yīng)在屋角上裝短第 13 頁避雷針或?qū)⒈芾讕У囊戮€從檐角上繞下來。

29、如果屋檐高度高于 12m，且長度大于 75m 時，要在屋脊和房檐上都敷設(shè)避雷帶。當屋頂面積非常大時，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。4.3.2 引下線連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體稱為引下線?，F(xiàn)代建筑多利用建筑物的柱筋作避雷引下線。因為雷擊時引下線上有很大的雷電流流過，會對附近接地的設(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，因為柱鋼筋與梁、樓板的鋼筋都是連接在一起的，和接

30、地網(wǎng)絡(luò)形成了一個整體的法拉第籠，它們處于等電位狀態(tài)，雷電流會很快被分散掉，可以避免反擊和旁側(cè)閃擊的現(xiàn)象發(fā)生。規(guī)范對引下線的設(shè)計有如下要求如表 3-1：表 3-1另外，普通引下線采用圓鋼時，其直徑為不應(yīng)小于 16mm；采用扁鋼時，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。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。當利用混凝土柱鋼筋做引下線時，因為是從上而下連接一體，因此不能設(shè)置斷接卡子測試接地電阻。需在柱內(nèi)做為

31、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(10)引至柱外側(cè)的墻體上，做為防雷測試點。每根引下線處的沖擊接地電阻不能大于 5。建筑物防雷等級引下線數(shù)量引下線間距離一類防雷建筑2 根12m二類防雷建筑2 根18m三類防雷建筑2 根25m第 14 頁4.3.3 接地體接地裝置應(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，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，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 40 x4mm 鍍鋅扁鋼直接敷設(shè)在槽坑外沿，形成環(huán)形接地。 當將變壓器和柴油發(fā)電機的中性點工作接地、電氣保護接地和弱電系統(tǒng)工作接地等共用接地裝

32、置時，接地電阻值應(yīng)不大于 1。 采用共用接地裝置時，弱電系統(tǒng)應(yīng)將各自設(shè)備機房內(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 4，如若設(shè)獨立的接地系統(tǒng)，其與防雷接地系統(tǒng)的距離要大于 20m。4.4 內(nèi)部防雷系統(tǒng)及其設(shè)計構(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)。建筑物內(nèi)部防雷工程涉及面較寬，面對的是包括感應(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。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

33、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；第三是地電位反擊，這種反擊會沿著電力系統(tǒng)的零線，保護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。針對以上三種雷害內(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)計六大要素中有所闡述，下面主要闡述防雷器 SPD 設(shè)計安裝和等電位連接。4.4.1 防雷器 SPD 設(shè)計安裝SPD 中文簡稱電涌保護器，又稱浪涌保護器。根據(jù) IEC 標準規(guī)定，電涌保護器

34、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第 15 頁括放電間隙、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)用場合分類，電涌保護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)計者負責設(shè)計選型。這里主要闡述一下電涌保護器在建筑物電力系統(tǒng)防雷設(shè)計中的應(yīng)用。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計算機及相關(guān)設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對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

35、筑物防雷設(shè)計規(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)采取分級保護、逐級泄流的原則。其具體設(shè)計做法：一是在大樓電源的總進線處安裝放電電流較大的一級電源避雷器，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)備電源的進線處加裝二或三級電源避雷器，一般用限壓型 SPD；三是在末端配電處安裝四級或稱為末端電源避雷器，一般用限壓型 SPD。究竟要使用幾級 SPD，可以有建筑防雷等級確定。一般一類防雷建筑需要四級；二類需要三級；三類需要二級。為了確保遭受雷擊時，高電壓首先經(jīng)過一級電源避雷器，然后再經(jīng)過二、三級或末級電源避雷器，一級電源避

36、雷器和二級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，這樣可以避免二級或三級電源避雷器首先遭受雷擊而損壞。這里有三個需要注意的地方：一是電涌保護器與母排連接的導(dǎo)線要短而直，長度不能超過 5m，連接線過長可能導(dǎo)致上級 SPD 還沒分流，電涌就串到下級SPD 處，導(dǎo)致下級 SPD 一下子被燒毀；二是 SPD 安裝線路上應(yīng)該裝有過電流保護器，原因是為了防止因 SPD 老化而造成短路。這里的過電流保護器主要使用斷路器，按一般經(jīng)驗做法，二級 SPD 上的斷路器整定電流選 40A，三級 SPD 上的斷路器整定電流選 32A，末級 SPD 上的斷路器整定電流選 25A，而一

37、級 SPD 無需裝設(shè)，因為一級 SPD 使用電壓開關(guān)型 SPD，其內(nèi)部已有自帶的過電流保護器。三是各個 SPD 都需要與接地裝置之間進行等電位連接。4.4.2 等電位連接等電位連接是綜合防雷系統(tǒng)中的最重要的一項基本措施。GB5005794 第 16 頁2000 版里強調(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、生命危險的一項很重要的措施，特別是在建筑物內(nèi)部防雷空間防止發(fā)生生命危險的最重要的措施。建筑物的等電位連接設(shè)計主要有以下幾種：1.總等電位連接和局部等電位連接總等電位連接 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

38、建筑物外經(jīng)電氣線路和各種金屬管道引入的危險故障電壓的危害，它主要通過進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。 建筑物每一電源進線都應(yīng)做總等電位連接，各個總等電位連接端子板應(yīng)互相連通。局部等電位連接 LEB 是指當電氣裝置或電氣裝置的某一部分的接地故障保護不能滿足切斷故障回路的時間要求時，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)。2.建筑物內(nèi)部導(dǎo)電部件的等電位連接等電位連接不僅僅是針對雷電暫態(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，特別是在有過電壓的瞬間對人身和設(shè)備的安全防護。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