建筑物防雷接地綜合設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

常州工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文目錄第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研 31.1：設(shè)計(jì)任務(wù) 31.1.1直擊雷： 31.1.2雷電波侵入： 31.1.3感應(yīng)過(guò)電壓： 31.1.4地電位反擊： 41.2：調(diào)研 41.2.1雷電的種類(lèi) 41.2.2建筑物的防雷分類(lèi)： 5第二部分設(shè)計(jì)說(shuō)明 72.1：建筑物的防雷措施 72.2分流影響 102.2.1均衡電位 102.2.2屏蔽作用 102.2.3接地效果 112.2.4合理布線 112.2.5機(jī)電大樓主樓部分 122.3直擊雷的防護(hù) 122.3.1具體操作 122.3.2感應(yīng)雷的防護(hù) 122.3.4主供電源系統(tǒng)的防護(hù) 132.3.5：其它弱電系統(tǒng)設(shè)備感應(yīng)雷防護(hù)措施 142.3.6具體安裝如下： 152.4防雷接地系統(tǒng) 152.4.1、接地系統(tǒng)（地網(wǎng)）設(shè)計(jì)： 152.4.2接地的方法： 162.4.3接地系統(tǒng)電阻的計(jì)算： 172.4.4具體實(shí)施方法： 18第三部分設(shè)計(jì)成果 19第四部分結(jié)束語(yǔ) 22第五部分致謝 23第六部分參考文獻(xiàn) 24第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研1.1：設(shè)計(jì)任務(wù)在人類(lèi)所面臨的生存環(huán)境中，存在著很多自然災(zāi)害，如地震，冰雹，海嘯，火山爆發(fā)，水災(zāi)，旱災(zāi)等。而雷電作為一種再常見(jiàn)不過(guò)的自然現(xiàn)象，擁有著極其強(qiáng)大的能量。這即意味著，當(dāng)這種自然現(xiàn)象演變成為一種自然災(zāi)害時(shí)具有極強(qiáng)的破壞性。盡管在人類(lèi)和社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，我們已經(jīng)開(kāi)始想盡辦法抵制所受到的影響，盡量將這種災(zāi)害帶來(lái)的各類(lèi)損失降至最低。可是依據(jù)我國(guó)現(xiàn)狀，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，防雷設(shè)計(jì)依舊處于一種尷尬的地位。無(wú)論是從事電氣行業(yè)本身的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)者不審慎的態(tài)度，亦或是其他非專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人士的不了解狀況，都使得這種禍患頻繁發(fā)生，所造成的直接損失數(shù)以億計(jì)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)了建筑物防雷接地綜合設(shè)計(jì)，保證人身安全，和財(cái)產(chǎn)安全。雷擊的危害主要有四個(gè)方面：1.1.1直擊雷：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?chē)?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。1.1.2雷電波侵入：雷電不直接放電在建筑和設(shè)備本身，而是對(duì)布放在建筑物外部的線纜放電。線纜上的雷電波或過(guò)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(tīng)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。1.1.3感應(yīng)過(guò)電壓：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(guò)電壓。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(guò)程中，會(huì)在引下線周?chē)纬蓮?qiáng)大的瞬變磁場(chǎng)，輕則造成電子設(shè)備受到干擾，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。1.1.4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(huì)在數(shù)微秒之內(nèi)被抬高數(shù)萬(wàn)或數(shù)十萬(wàn)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)。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，建筑物的規(guī)模不斷擴(kuò)大，其內(nèi)各種電氣設(shè)備的使用日趨增多，尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的普及，建筑物越來(lái)越多采用各種信息化的電氣設(shè)備。我國(guó)每年因雷擊破壞建筑物內(nèi)電氣設(shè)備的事件時(shí)有發(fā)生，所造成的損失非常巨大。因此建筑物的防雷設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。1.2：調(diào)研1.2.1雷電的種類(lèi)雷電的種類(lèi)主要分為三類(lèi)，直擊雷，感應(yīng)雷，雷電波侵人。因此建筑防雷設(shè)計(jì)中也需要考慮三種防雷措施。直擊雷如前所述，這里則不再贅述。直擊雷的產(chǎn)生具有強(qiáng)大的雷電流，當(dāng)這種強(qiáng)大的雷電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，將會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)為熱能，由此產(chǎn)生的高溫會(huì)造成易燃物燃燒，或金屬熔化飛濺，而引起火災(zāi)，爆炸；另一方面強(qiáng)大的直擊雷可擊穿電氣設(shè)備的絕緣。當(dāng)直擊雷襲擊配電網(wǎng)的線路和設(shè)備時(shí)，將通過(guò)很大的雷電流，由此產(chǎn)生的過(guò)電壓我們稱之為直擊雷過(guò)電壓。感應(yīng)雷也稱為雷電感應(yīng)，一般分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。由于感應(yīng)雷電流強(qiáng)大的電磁場(chǎng)交替變化產(chǎn)生的電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)，會(huì)造成戶外電線，金屬管道，金屬設(shè)備等放電，引起建筑物內(nèi)的危險(xiǎn)品爆炸和易燃品燃燒。靜電感應(yīng)雷是由于帶電云層接近地面，在架空線路導(dǎo)電或其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量的電荷引起的，將產(chǎn)生很高的電位。當(dāng)帶有負(fù)電荷的雷云靠近線路時(shí)，束縛著導(dǎo)線上的正電荷，一旦雷云對(duì)地放電，雷云中的負(fù)電荷被中和，由此失去對(duì)導(dǎo)線上正電荷的束縛，導(dǎo)線上的正電荷向?qū)Ь€兩側(cè)流動(dòng)，由此而產(chǎn)生的過(guò)電壓稱為感應(yīng)過(guò)電壓。電磁感應(yīng)雷是由于雷電放電時(shí)，巨大的沖擊雷電流在周?chē)臻g產(chǎn)生急速變化的磁場(chǎng)引起的。這種變化迅速的磁場(chǎng)能在鄰近的導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢(shì)。由此引起的電磁能量若不及時(shí)泄人大地，可能產(chǎn)生電火花引起火災(zāi)爆炸等事故。雷電侵人波是指雷電在架空線路上會(huì)產(chǎn)生沖擊電壓，使雷電波沿線路迅速傳播。若侵人建筑物內(nèi)，可造成電氣線路和配電裝置絕緣層擊穿，產(chǎn)生短路。1.2.2建筑物的防雷分類(lèi)：建筑物應(yīng)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,按防雷要求分為三類(lèi).第一類(lèi)防雷建筑物:

一、凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、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(huì)造成巨大破壞和人身傷亡者.

二、具有0區(qū)或10區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物.三、具有1區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物,因電火花而引起爆炸,會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡者.第二類(lèi)防雷建筑物:一、國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物.國(guó)家級(jí)的會(huì)堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車(chē)站、國(guó)賓館、國(guó)家級(jí)檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物.國(guó)家級(jí)計(jì)算中心、國(guó)際通訊樞紐等對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重要意義且裝有大量電子沒(méi)備的建筑物.制造、使用或貯存爆炸物質(zhì)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.具有1區(qū)爆炸危險(xiǎn)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.

具有2區(qū)或11區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物.

七、工業(yè)企業(yè)內(nèi)有爆炸危險(xiǎn)的露天鋼質(zhì)封閉氣罐.

預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.06次/a的部、省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物.

預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物.第二部分設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1：建筑物的防雷措施一、應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線(網(wǎng)),使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi).架空避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于5m×5m或6m×4m.如圖1-1：圖1-1：?jiǎn)沃П芾揍樀谋Ｗo(hù)范圍二、排放爆炸危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風(fēng)管等的管口外的以下空間應(yīng)處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi),當(dāng)有管帽時(shí)應(yīng)按表3.2.1確定;當(dāng)無(wú)管帽時(shí),應(yīng)為管口上方半徑5m的半球體.接閃器與雷閃的接觸點(diǎn)應(yīng)設(shè)在上述空間之外.有管帽的管口外處于接閃器保護(hù)范圍內(nèi)的空間隔裝置內(nèi)的壓力與同圍空氣壓力的壓力差（kpa）排放物的比重管帽以上的垂直高度(m)距管口處的水平距離(m)〈5重于空氣125~25重于空氣2.55≤25輕于空氣2.55>25重或輕于空氣55。三、排放爆炸危險(xiǎn)氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風(fēng)管等,當(dāng)其排放物達(dá)不到爆炸濃度、長(zhǎng)期點(diǎn)火燃燒、一排放就點(diǎn)火燃燒時(shí),及發(fā)生事故時(shí)排放物才達(dá)到爆炸濃度的通風(fēng)管、安全閥,接閃器的保護(hù)范圍可僅保護(hù)到管帽,無(wú)管帽時(shí)可僅保護(hù)到管口.四、獨(dú)立避雷針的桿塔、架空避雷線的端部和架空避雷網(wǎng)的各支柱處應(yīng)至少設(shè)一根引下線.對(duì)用金屬制成或有焊接、綁扎連接鋼筋網(wǎng)的桿塔、支柱,宜利用其作為引下線.

五、獨(dú)立避雷針和架空避雷線(網(wǎng))的支柱及其接地裝置至被保護(hù)建筑物及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物之間的距離,應(yīng)符合下列表達(dá)式的要求,但不得小于3m.1.

地上部分:當(dāng)hx<5Ri時(shí),

Sa1≥0.4(Ri+0.1hx)

(3.2.1-1)

當(dāng)hx≥5Ri時(shí),sa1≥0.1(Ri+hx)

(3.2.1-2)

地下部分:

Se≥0.4Ri

(3.2.1-3)

式中

Sa1-空氣中距離(m);Se1-地中距離(m);Ri-獨(dú)立避雷針或架空避雷線(網(wǎng))支柱處接地裝置的沖擊接地電阻(Ω);Hx-被保護(hù)物或計(jì)算點(diǎn)的高度(m).如圖1-2所示：圖1-2：防雷裝置至保護(hù)物的距離

六、架空避雷線至屋面和各種突出屋面的風(fēng)帽、放散管等物體之間的距離,應(yīng)符合下列表達(dá)式的要求,但不應(yīng)小于3m:

當(dāng)(h+l/2)<5Ri時(shí),

Sa2≥0.2Ri+0.03(h+l/2)

(3.2.1-4)當(dāng)(h+l/2)≥5Ri時(shí)

a2≥0.05Ri+0.06(h+l/2)

(3.2.1-5)式中Sa2

-

避雷線(網(wǎng))至被保護(hù)物的空氣中距離(m)h

-

避雷線(網(wǎng))的支柱高度(m);七、架空避雷網(wǎng)至屋面和各種突出屋面的風(fēng)帽、放散管等物體之間的距離,應(yīng)符合下列表達(dá)式的要求,但不應(yīng)小于3m:當(dāng)(h+l1)<5Ri時(shí),Sa2≥1/n〔0.4Ri+0.06(h+l1)〕

(3.2.1-6)當(dāng)(h+l1)≥5Ri時(shí)Sa2≥1/n〔0.1Ri+0.12(h+l1)〕

(3.2.1-7)式中l(wèi)1-從避雷網(wǎng)中間最低點(diǎn)沿導(dǎo)體至最近支柱的距離(m)n-從避雷網(wǎng)中間最低點(diǎn)沿導(dǎo)體至最近支柱并有同一距離l1的個(gè)數(shù).八、獨(dú)立避雷針、架空避雷線或架空避雷網(wǎng)應(yīng)有獨(dú)立的接地裝置,每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10Ω.在土壤電阻率高的地區(qū),可適當(dāng)增大沖擊接地電阻..防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是為了防止和減少雷擊建筑物所發(fā)生的人身傷亡和文物、財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)建筑物采取一定的防雷措施，防雷措施應(yīng)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行的規(guī)范要求，對(duì)建筑物進(jìn)行防雷劃分，本設(shè)計(jì)的建筑物屬于第二類(lèi)防雷建筑物。依據(jù)建筑物的防雷分類(lèi)選擇合適的防雷措施。一般防雷裝置有接閃器、引下線、接地體。對(duì)建筑物進(jìn)行必要的局部等電位連接。在本設(shè)計(jì)中要根據(jù)建筑物的防雷等級(jí)，選擇合理的防雷裝置，畫(huà)出屋頂防雷平面圖，并根據(jù)建筑物的防雷、安全用電及防靜電等要求，選擇合理的接地型式，畫(huà)出等電位連接示意圖。防雷是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。在這里介紹一下建筑物防雷設(shè)計(jì)的六項(xiàng)重要因素：接閃功能指實(shí)現(xiàn)接閃功能所應(yīng)具備的條件，包括接閃器的形式（避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)）、耐流耐壓能力、連續(xù)接閃效果、造價(jià)以及接閃器與建筑物的美學(xué)統(tǒng)一性等2.2分流影響指引下線對(duì)分流效果的影響。引下線的粗細(xì)和數(shù)量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過(guò)的雷電流就小，其感應(yīng)范圍就小。引下線相互之間的距離不應(yīng)小于規(guī)范中的規(guī)定。當(dāng)建筑物很高，引下線很長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在建筑物的中間部位增加均壓環(huán)，以減小引下線的電感電壓降。這不僅可以分流，而且還可以降低反擊電壓2.2.1均衡電位使建筑物內(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。2.2.2屏蔽作用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(lái)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)六面體的網(wǎng)籠，即籠式避雷網(wǎng)，從而實(shí)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(shí)，設(shè)計(jì)人應(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(wèn)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。2.2.3接地效果

指接地效果的好壞。良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。每個(gè)建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好、最經(jīng)濟(jì)。當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物符合規(guī)范條件時(shí)，應(yīng)利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。當(dāng)達(dá)不到規(guī)范中規(guī)定的條件或基礎(chǔ)包在防水卷材層內(nèi)時(shí)，可做周圈式接地裝置，但應(yīng)將周圈式接地裝置預(yù)先埋在基礎(chǔ)槽的最外邊（不必離開(kāi)建筑物3m以外）。接地體靠近基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋有利于均衡電位，同時(shí)還可節(jié)省為挖深溝所花費(fèi)的人力和物力。在基礎(chǔ)完工后再挖深溝則易影響基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。對(duì)木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)建筑物，必須做獨(dú)立引下線并采用獨(dú)立接地方式。當(dāng)土壤電阻率大，使用接地極較多時(shí)，也可做周?chē)浇拥匮b置。因?yàn)橹苋κ浇拥匮b置的沖擊阻抗小于獨(dú)立接地裝置的沖擊阻抗，而且有利于改善建筑物內(nèi)的地電位分布，減小跨步電壓。采用獨(dú)立式接地方式時(shí)，以鉆孔深埋接地極（約4～12m）的效果為最好，深孔接地極容易達(dá)到地下水位，且能減少接地極的用鋼量2.2.4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(kāi)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)置在高層建筑物的中心部位，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。在管線較長(zhǎng)或橋架等設(shè)施較長(zhǎng)的路線上，還需要兩端接地。第三，應(yīng)該注意電源線、天線和屋頂高處的彩燈及航空障礙燈等線路的引入做法，防止雷電波侵入。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)慮.2.2.5機(jī)電大樓主樓部分機(jī)電大樓共六層，是學(xué)校重要的實(shí)習(xí)和考試地點(diǎn)，根據(jù)建筑物防雷規(guī)范，判定學(xué)校為第二類(lèi)防雷建筑由于學(xué)校供電、信號(hào)系統(tǒng)防護(hù)點(diǎn)多、面廣，因此，為了保護(hù)建筑物和建筑物內(nèi)各向電子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不受雷電損害或使雷擊損害降低到最低程度，應(yīng)從整體防雷的角度來(lái)進(jìn)行防雷方案的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在都采取綜合防雷，綜合防雷設(shè)計(jì)方案應(yīng)至少包括5個(gè)方面：直擊雷的防護(hù)、感應(yīng)雷的防護(hù)、屏蔽、等電位聯(lián)結(jié)、防雷接地，缺少任何一方面都是不完整的，有缺陷的和有潛在危險(xiǎn)的。2.3直擊雷的防護(hù)機(jī)電大樓應(yīng)做避雷帶或安裝避雷針，避雷針保護(hù)范圍應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，有效保護(hù)建（構(gòu)）筑物；避雷帶應(yīng)平整、順直、牢固，無(wú)倒?fàn)?、斷裂；旗桿應(yīng)做好接地；接地引下線應(yīng)牢固、平整，且遠(yuǎn)離出入口，在距地以上1.8米以下設(shè)立絕緣保護(hù)層。2.3.1具體操作一般采用Φ10-18的熱鍍鋅圓鋼，或是水管，沿墻一周布設(shè)，而在建筑的內(nèi)角和外角，都要設(shè)置避雷針。如果大樓的面積過(guò)大，則需要在樓面布設(shè)避網(wǎng)，與避雷帶一起，形成整體的接閃系統(tǒng)，建筑面積大，機(jī)電大樓為了避免地震以及大樓本體的熱脹冷縮，機(jī)電大樓內(nèi)有許多細(xì)小間縫，因此，在間縫上方，避雷器應(yīng)當(dāng)稍微向上凸起，，留下空間，避免建筑變形的張力導(dǎo)致避雷帶斷裂.2.3.2感應(yīng)雷的防護(hù)防止雷電波侵入的措施一般有以下幾項(xiàng)：

①低壓線路全線最好采用電纜直埋敷設(shè)，并在進(jìn)戶端將電纜外皮與接地裝置相接。當(dāng)采用架空線時(shí)，在進(jìn)入建筑物處應(yīng)采用一段長(zhǎng)度不小于(ρ為埋電纜處的土壤電阻率，Ω·m)的鎧裝電纜直埋引入，在架空線與電纜連接處應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器，電纜外皮與絕緣子鐵腳應(yīng)連在一起接地，沖擊接地電阻不應(yīng)大于10Ω。②架空金屬管道進(jìn)入建筑物處，應(yīng)與防感應(yīng)雷的接地裝置相連，距離建筑物100m以內(nèi)的一段管道，每隔25m左右接地一次，其沖擊接地電阻不應(yīng)大于20Ω;埋地或在地溝內(nèi)敷設(shè)的金屬管道，在進(jìn)入建筑物處也應(yīng)與防感應(yīng)雷的接地裝置相連。所有上述接地應(yīng)盡量利用建筑物的鋼筋混凝土或金屬基礎(chǔ)作為接地裝置，并和其他接地共用這種接地裝置。雷電侵入波的保護(hù)裝置主要有以下幾種：①閥型避雷器主要由放電間隙和非線性電阻這兩部分組成。當(dāng)高幅值雷電波侵入被保護(hù)對(duì)象時(shí)，避雷器間隙先行放電，從而可限制加在絕緣上的過(guò)電壓值。在泄放雷電流的過(guò)程中，由于非線性電阻的作用，可將避雷器的殘壓限制在設(shè)備絕緣水平以下，從而在雷電流通過(guò)后能自動(dòng)將工頻續(xù)流切斷。②保護(hù)間隙它是一種簡(jiǎn)單而有效的過(guò)電壓保護(hù)元件，由兩個(gè)金屬電極構(gòu)成，兩個(gè)電極之間保持一定的間隙距離。當(dāng)雷電流傳來(lái)后，間隙先行擊穿，把雷電流引入大地，從而可避免設(shè)備承受過(guò)電壓。③管形避雷器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有熄弧能力的保護(hù)間隙。2.3.4主供電源系統(tǒng)的防護(hù)在雷擊事故中，由電力線引雷而損壞電子設(shè)備占百分之八十以上，根據(jù)IEC規(guī)范、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及專(zhuān)家建議，并根據(jù)現(xiàn)狀及要求，應(yīng)采取下列防護(hù)措施：①

在變壓器進(jìn)入總配電房處并聯(lián)三相電源防雷箱做為一級(jí)防雷，并以最短的距離將地線接到接地母排上，對(duì)整個(gè)學(xué)校的電源系統(tǒng)進(jìn)行防雷保護(hù)②

在總電源箱處并聯(lián)安裝單相電源防雷箱做為二級(jí)防雷（根據(jù)電壓選型），并以最短的距離將地線接到接地母排上，對(duì)整棟樓的電源系統(tǒng)進(jìn)行防雷保護(hù)。③

根據(jù)實(shí)際供電使用情況，在教學(xué)樓的部分樓層并聯(lián)安裝單相電源防雷器做為第三級(jí)防雷（根據(jù)電壓選型）。下面為簡(jiǎn)略圖圖2-1：電源系統(tǒng)防雷器示意圖

2.3.5：其它弱電系統(tǒng)設(shè)備感應(yīng)雷防護(hù)措施弱電系統(tǒng)如消防系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信線路等，下述是針對(duì)這些系統(tǒng)所做防雷保護(hù)措施，消防電子設(shè)備采用交流供電時(shí)，在交流電源系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置SPD保護(hù)，由消防控制室引出的信號(hào)線聯(lián)動(dòng)控制線等，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性，裝設(shè)適配的SPD消防控制室與本地區(qū)或城市119報(bào)警指揮中心之間聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)出線路端口應(yīng)裝設(shè)信號(hào)防雷器。消防控制室內(nèi)，應(yīng)設(shè)置S型等電位接地網(wǎng)格，室內(nèi)所有設(shè)備主機(jī)、聯(lián)動(dòng)控制盤(pán)等設(shè)備的機(jī)架（殼）配線槽、設(shè)備保護(hù)接地、電源系統(tǒng)保護(hù)接地、SPD接地端均應(yīng)做等電位連接。在集中火災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制柜處分別加裝電源、控制信號(hào)防雷器。2.3.6具體安裝如下：①

在直流消防電源配電盤(pán)的直流電源系統(tǒng)安裝低壓直流電源防雷器（根據(jù)電壓選型）。

②

在火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)的報(bào)警主機(jī)、聯(lián)動(dòng)控制柜、火警廣播、對(duì)講通信等系統(tǒng)的設(shè)備前端分別加裝電源防雷器、控制信號(hào)防雷器。③

消防控制室與本地區(qū)或城市“119”報(bào)警指揮中心之間聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)出線路端口安裝通信線路防雷器。④

對(duì)進(jìn)出消防廣播功放盤(pán)、背景音樂(lè)功放盤(pán)的信號(hào)線路安裝音頻信號(hào)防雷器。2.4防雷接地系統(tǒng)接地是防雷系統(tǒng)重要的組成部分，只有將雷電流的能量泄放到大地，才能可以保證電子設(shè)備免遭雷擊災(zāi)害；等電位連接的目的，在于減小需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差，防止雷電反擊。因此必須建立完善的接地系統(tǒng)及等電位連接。2.4.1、接地系統(tǒng)（地網(wǎng)）設(shè)計(jì)：根據(jù)GB50057-94的要求，我們可以用熱鍍鋅角鋼與熱鍍鋅扁鋼作為材料，制作地網(wǎng)。地網(wǎng)的一般要求，建筑接地不大于30歐，電源接地不得大于10歐，普通弱電系統(tǒng)接地不得大于4歐；如果采用聯(lián)合接地方式，則要求要不大于1歐。而在實(shí)際施工過(guò)程中，視具體的情況，采用不用的組合，優(yōu)化材料，可以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。如下圖2-2為常規(guī)地網(wǎng)的設(shè)計(jì)示例：圖2-2：常規(guī)地網(wǎng)的設(shè)計(jì)示例2.4.2接地的方法：上述所提到的避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)及引下線都需有效地接地才能發(fā)揮其作用。設(shè)計(jì)中，避雷針與避雷帶相連接，并與引下線相連接，引下線與避雷網(wǎng)相連。由引下線沖擊電阻公式：其中—地中距離（m）?！至飨禂?shù)，機(jī)電大樓的防雷網(wǎng)線的系數(shù)應(yīng)取0.44。R——引下線沖擊電流，規(guī)范中規(guī)定不能大于20歐則引下線地中距離不應(yīng)小于0.66m才能滿足最大沖擊，而機(jī)電大樓的引下線距離為18米，滿足沖擊電阻的要求。為了引流，需在引下線端點(diǎn)連接垂直接地體，由于機(jī)電大樓地下有一層，足以滿足垂直接地體埋于地下0.5m一下的條件，故垂直接地體僅用連接到地網(wǎng)，則垂直接地體長(zhǎng)10.8m直徑10mm的圓鋼，在地下連接垂直接地體構(gòu)成地網(wǎng)表面，而地網(wǎng)的鋪設(shè)使用5乘5m的網(wǎng)格，則地網(wǎng)的大小設(shè)為55乘55m，網(wǎng)中構(gòu)成5乘5m的網(wǎng)格。其總體結(jié)構(gòu)如圖2-3：圖2-3：接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.4.3接地系統(tǒng)電阻的計(jì)算：接地電阻由四個(gè)部分組成，即：接地引線的電阻、接地體本身的電阻，接地體與土壤間的過(guò)渡電阻和大地溢流電阻。前三種電阻要遠(yuǎn)比最后的一流電阻要小，所以一般可以不考慮。此時(shí)，接地電阻就近似等于從接地體到地下遠(yuǎn)處零位面之間的電壓與流過(guò)的工頻或直流電流之比。機(jī)電大樓采用24根水平圓鋼和12根垂直鋼管連接在一起的接地網(wǎng)，接地網(wǎng)結(jié)合的土壤電導(dǎo)率為300Ω每米，由此則可代入提到的公式求得：其中p=300B=0.33L=20·45=900n=12l=10.8S=45·45=2025解得：=2.48即接地電阻滿足規(guī)范中對(duì)于第二類(lèi)建筑物接地總電阻不大于5Ω的要求。表：接地網(wǎng)絡(luò)的材料材料規(guī)格長(zhǎng)度垂直接地體圓鋼直徑10mm130m地網(wǎng)圓鋼直徑8mm900m2.4.4具體實(shí)施方法：根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況，在機(jī)電大樓四周離外墻3米遠(yuǎn)處設(shè)置閉合人工地網(wǎng)，水平接地體采用熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用熱鍍鋅角鋼和非金屬低電阻接地模塊相結(jié)合的方式。①

地網(wǎng)由垂直接地體（L45×45×2500mm熱鍍鋅角鋼），水平接地體（40×4mm熱鍍鋅扁鋼），接地模塊（600*500*45mm）構(gòu)成，如果土質(zhì)條件差，比如土壤電阻率大于300Ω?m的情況下，應(yīng)該增加長(zhǎng)效降阻劑，或在周?chē)突乜幽嗤林屑尤胍欢ū壤氖雏}、鐵屑、木炭、爐灰、氮肥渣、電石渣、石灰等。避雷線彎曲處不得小于90°，彎曲半徑不得小于圓鋼直徑的10倍.②地網(wǎng)的埋深，不得小于0.5m，垂直接地體之間的間隔，一般為垂直接地體的深度的兩倍。人工地網(wǎng)，一定要預(yù)留接地端，作為系統(tǒng)接地點(diǎn)及測(cè)試點(diǎn)使用。③接地體（地網(wǎng)）埋設(shè)位置應(yīng)盡量在距建筑物3m以外，當(dāng)接地體裝置埋設(shè)在距建筑物出入口或人行道小于3m時(shí)，應(yīng)采用在接地裝置上面敷設(shè)50~90mm厚度瀝青層，其寬度應(yīng)超過(guò)接地裝置（地網(wǎng)）2m，當(dāng)接地遇有白灰焦渣層而無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)換土或用水泥砂漿進(jìn)行保護(hù)。第三部分設(shè)計(jì)成果圖1-1：?jiǎn)沃П芾揍樀谋Ｗo(hù)范圍圖1-2：防雷裝置至保護(hù)物的距離圖2-1：電源系統(tǒng)防雷器示意圖圖2-2：常規(guī)地網(wǎng)的設(shè)計(jì)示例圖2-3：接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)表：接地網(wǎng)絡(luò)的材料材料規(guī)格長(zhǎng)度垂直接地體圓鋼直徑10mm130m地網(wǎng)圓鋼直徑8mm900m第四部分結(jié)束語(yǔ)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時(shí)我也了解了高層建筑的分類(lèi)、特點(diǎn)，熟悉了本工程建筑施工圖及相關(guān)專(zhuān)業(yè)施工圖，了解專(zhuān)業(yè)之間的配合問(wèn)題。初步掌握建筑物強(qiáng)弱電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、程序、基本步驟，設(shè)計(jì)文件編制的方法和要求，常用電氣設(shè)備