筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范

87/87筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范條文講明

第一章總則

1．0．1有人認(rèn)為，建筑物安裝防雷裝置后就萬(wàn)無(wú)一失了。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)動(dòng)身，要達(dá)到這點(diǎn)是太白費(fèi)了。因此，特指出“或減少”，以示不是萬(wàn)無(wú)一失，因?yàn)榘凑毡疽?guī)范設(shè)計(jì)的防雷裝置的防雷安全度不是100％。

第二章建筑物的防雷分類

2．0．1將工業(yè)和民用建筑物合并分類，分為三類。

本規(guī)范對(duì)第一類防雷建筑物和第二、三類的一部分（如爆炸危險(xiǎn)環(huán)境、文物）仍沿用以往的做法，不考慮以危險(xiǎn)度作為分類的基礎(chǔ)。關(guān)于第二、三類中一些難于確定的建筑物則依照危險(xiǎn)度這一基礎(chǔ)來(lái)劃分。對(duì)危險(xiǎn)度的分析，見(jiàn)本規(guī)范第2．0．3條的講明。

2.0.2第一款，爆炸物質(zhì)：

炸藥——黑索金、特屈兒、三硝基甲苯、苦味酸、硝銨炸藥等；

火藥——單基無(wú)煙火藥、雙基無(wú)煙火藥、黑火藥、硝化棉、硝

化甘油等，

起爆藥——雷汞、氮化鉛等；

火工品——引信、雷管、火帽等。

第三款，原規(guī)范中有關(guān)爆炸火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所的分類名稱按現(xiàn)在新的爆炸火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的分區(qū)名稱修改。其相對(duì)應(yīng)的關(guān)系見(jiàn)表2．1。

因?yàn)?區(qū)跨越Q一1和Q一2兩個(gè)級(jí)不，因此，1區(qū)建筑物可能劃為第一類防雷建筑物，也可能劃為第二類防雷建筑物。其區(qū)分在因此否會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡。例如，易燃液體泵房，當(dāng)布置在地面上時(shí)，其爆炸危險(xiǎn)環(huán)境一般為2區(qū)，則該泵房可劃為第二類防雷建筑物。但當(dāng)工藝要求布置在地下或半地下時(shí)，在易燃液體

的蒸氣與空氣的混合物的比重重于空氣，又無(wú)可靠的機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì)的情況下，爆炸性混合物就不易擴(kuò)散，該泵房就要?jiǎng)潪椋簠^(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境。如該泵房系大型石油化工聯(lián)合企業(yè)的原油泵房，當(dāng)泵房遭雷擊就可能會(huì)使工廠停產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，因此，這類泵房應(yīng)劃為第一類防雷建筑物；如該泵房系石油庫(kù)的卸油泵房，平?？虜嗖僮鳎m因雷電火花可能引發(fā)爆炸造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，但相對(duì)來(lái)講要少得多，則這類泵房可劃為第二類防雷建筑物。

2．0．3第四款，有些爆炸物質(zhì)，不易因電火花而引起爆炸，但爆炸后破壞力較大，如小型炮彈庫(kù)，槍彈庫(kù)以及硝化棉脫水和包裝等均屬第二類防雷建筑物。

第五款，見(jiàn)本規(guī)范第2．0.2條三款的講明。

第八款，選擇防雷裝置的目的在于將需要防直擊雷的建筑物的年損壞危險(xiǎn)度R值（需要防雷的建筑物每年可能遭雷擊而損壞的概率）減到小于或等于可同意的最大損壞危險(xiǎn)度尺值（即R≤Ro）。

本章中關(guān)于需作計(jì)算年雷擊次數(shù)界限的條文采納每年10-5的Ro值。即每年十萬(wàn)分之一的損壞概率。

基于建筑物年可能雷擊次數(shù)（N）和基于防雷裝置或建筑物遭雷擊一次發(fā)生損壞的綜合概率（P），關(guān)于時(shí)刻周期T＝1年，在NPT＜＜1的條件下（所有真實(shí)情況都滿足這一條件），下面的關(guān)系式是適用的：

R=1-exp（-NPt）=NP，即

R=NP（2．1）

P=Pi·Pm十Pf·Pfd（2．2）

式中Pi——防雷裝置截收雷擊的概率，或防雷裝置的截收效率（也

用Ei表示），其值與接閃器的布置有關(guān)；

Pf——閃電穿過(guò)防雷裝置擊到需要愛(ài)護(hù)的建筑物的慨率，也

即防雷裝置截收雷擊失敗的慨率，等于（1一Pi）或

（1一Ei）；

Pid——防雷裝置截收雷擊后所選用的各種尺寸和規(guī)格愛(ài)護(hù)

失敗而發(fā)生損壞的概率；

Pfd——防雷裝置沒(méi)有截到雷擊而發(fā)生損壞的概率。

一次雷擊后可能同時(shí)在不同地點(diǎn)發(fā)生n處損壞，每處損壞的分概率為Pk；這些分概率是并聯(lián)組成，因此，一次雷擊的總損壞概率為：

Pd＝1一叵（l一Pk）（2．3）

分損壞概率包含如此一些事件，如爆炸、火災(zāi)、生命觸電、機(jī)械性損壞、敏感電子或電氣設(shè)備損壞或受到干擾等等。

在確定分損壞概率時(shí)，應(yīng)考慮到同時(shí)發(fā)生兩類事件，即引發(fā)損壞的事件（如金屬熔化、導(dǎo)體酷熱、側(cè)向跳擊、不容許的接觸電壓或跨步電壓，等等）和被損壞物體的出現(xiàn)（即人、可燃物、爆炸性混合物等等的存在）這兩類事件同時(shí)發(fā)生。

出現(xiàn)引發(fā)損壞的事件的概率直接或間接與閃擊參量的分布概率有關(guān)，在設(shè)計(jì)防雷裝置和選用其規(guī)格尺寸時(shí)是依據(jù)閃擊參量的。

在引發(fā)事件的地點(diǎn)出現(xiàn)可能被損壞的周圍物體的概率取決于建筑物的特點(diǎn)、存放物和用途。

為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，假定：

1．在引發(fā)事件的地點(diǎn)出現(xiàn)可能被損壞的周圍物體的概率對(duì)每一類損壞采納相同的值，用共同概率Pr代替；

2．沒(méi)有被截到的雷擊（直擊雷）所引發(fā)R的損壞是確信的，損壞的出現(xiàn)與可能被損壞的周圍物體的出現(xiàn)是同時(shí)發(fā)生的，因此，Pfd＝Pr；

3．被截收到的雷擊引發(fā)損壞的總概率只與防雷裝置的尺寸效率Es有關(guān)，并假定等于（1-Es）。Es規(guī)定為如此一個(gè)綜合概率，即被截收的雷擊在此概率下不應(yīng)對(duì)被愛(ài)護(hù)空間造成損害。Es與用來(lái)定接閃器、引下線、接地裝置的廠寸和規(guī)格的閃擊參量值有關(guān)。

將上述假定代入（2．2）式，立即以下各項(xiàng)代入：Pi用Ei代入，Pf用（1一Ei）代入，Pfd用Pr代入，Pid用Pr（1一Es）代入；此外，引入一個(gè)附加系數(shù)Wr，它是考慮雷擊后果的一個(gè)系數(shù)，后果越嚴(yán)峻，Wr值越大。因此，（2．2）式轉(zhuǎn)化為：

P＝PrWr（1一EiEs）（2．4）

概率Pr應(yīng)看作是一個(gè)系數(shù)，它表示建筑物自身愛(ài)護(hù)的程度或表示考慮如此的真實(shí)情況的一個(gè)因素，即不是每一個(gè)打到需要防雷的建筑物的雷擊和不是每一個(gè)使防雷裝置所選用的規(guī)格和尺寸失敗的雷擊均造成損壞。Pr值要緊取決于建筑物的特點(diǎn)，它的結(jié)構(gòu)、用途、存放物或設(shè)備。

η＝Ei·Es（2．5）

η或Ei·Es為防雷裝置的效率。

從（2．1）、（2．4）、（2．5）式得：

R＝NPrWr（1-η），η=1-R/NPrWr

假如R值采納可同意的最大損壞危險(xiǎn)度Ro＝10-5，并使

No=Ro/PrWr=10-5/PrWr（2.6）

式中No——建筑物可同意的年同意遭雷擊次數(shù)。

因此，防雷裝置所需要的效率應(yīng)符合下式：

η≥1-Nc/N（2.7）

依照IEC一TC81的有關(guān)資料，第三類防雷建筑物所裝設(shè)的防雷裝置的有關(guān)值見(jiàn)表2.2。

依照驗(yàn)算和對(duì)比（另見(jiàn)本條第九款和本規(guī)范第2．0．4條二、三、四款講明），本規(guī)范對(duì)一般建筑物和公共建筑物所采納的PtWt，值見(jiàn)表2.3。

從表2．2得愛(ài)護(hù)第三類防雷建筑物的防雷裝置的效率η值為0．8。從表2．3查得公共建筑物的Ｎｏ值為1．2·10-２。將這兩個(gè)數(shù)值代入關(guān)系式（2．7），得0．8≥1一（1．2·10-2／Ｎ），因此Ｎ≤1．2·10-２／0.2=0.006。這表明對(duì)這類建筑物如采納第三類防雷建筑物的防雷措施，只對(duì)N≤0.06的建筑物保證Ro值不大于10-5。當(dāng)N＞0.06時(shí)Ro值達(dá)不到（即大于）10-5，因此，當(dāng)N＞0.06時(shí)升級(jí)采納第二類防雷建筑物的防雷措施。

將部、省級(jí)辦公建筑物列入，是考慮其所存放的文件和資料的重要性。人員密集的公共建筑物，如集會(huì)、展覽、博覽、體育、商業(yè)、影劇院、醫(yī)院、學(xué)校等建筑物。

第九款，從表2.2得愛(ài)護(hù)第三類防雷建筑物的防雷裝置的了值為0．8。從表2．3查得一般建筑物的No值為6·10-2。將這兩個(gè)數(shù)值代入關(guān)系式（2．7），得出0.8≥1一6·10-2/N，因此N≤6·10-2/0.2＝0．3。這表明對(duì)這類建筑物如采納第三類防雷建筑物的防雷措施，只對(duì)W≤0．3的建筑物保證Ro值不大于10-5。當(dāng)W＜0．3時(shí)Ro值達(dá)不到（即大于）10-5，因此，當(dāng)N>0．3時(shí)升級(jí)采納第二類防雷建筑物的防雷措施。

.2.0.4第二款，當(dāng)沒(méi)有防雷袋置時(shí)η=0，從表2．3查得公共建筑物的No＝1.2·10-2。將這兩個(gè)數(shù)值代入關(guān)系式（2．7），得0≥1一（1.2·10-2/N），因此V≤0．012。這表明對(duì)這類建筑物當(dāng)N＜0．012時(shí)能夠不設(shè)防雷裝置；當(dāng)V≥0．02時(shí)要設(shè)防雷裝置。

第三、四款，當(dāng)沒(méi)有防雷裝置時(shí)，η＝0，從表2．3查得一般建筑物的No＝6·10-2。將這兩個(gè)數(shù)值代入關(guān)系式（2.7））得0≥1一6·10-2/N，因此y≤0．06。這表明對(duì)這類建筑物當(dāng)N＜0．06時(shí)能夠不設(shè)防雷裝置；當(dāng)N≥0．06時(shí)要設(shè)防雷裝置。

下面用長(zhǎng)60m、寬13m（即四個(gè)單元住宅）的一般建筑物作為例子進(jìn)行驗(yàn)算對(duì)比。其結(jié)果列于表2．4。原規(guī)范的建筑物年計(jì)算雷擊次數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式為原規(guī)范的（附2．1）式。本規(guī)范的建筑物年可能雷擊次數(shù)為（附1．1）式。K值均取1。

要精確計(jì)及周圍物體對(duì)建筑物等效面積的阻礙，計(jì)算起來(lái)專門繁雜，因此，略去這類阻礙的精確計(jì)算。但在選用一些參數(shù)時(shí)已適當(dāng)作了修正。N的計(jì)算見(jiàn)本規(guī)范附錄一。

第三章建筑物的防雷措施

第一節(jié)一般規(guī)定

3．1．1本條規(guī)定僅對(duì)制造、使用和貯存爆炸物質(zhì)的建筑物和爆炸危險(xiǎn)環(huán)境采取防雷電感應(yīng)。其它防雷建筑物能夠不防雷電感應(yīng)。雷電感應(yīng)可能感應(yīng)出相當(dāng)高的電壓而發(fā)生火花放電引發(fā)事故。

在一般性建筑物內(nèi)，在不帶電的金屬物上雷電感應(yīng)所產(chǎn)生的火花放電，由于其能量小、時(shí)刻極短，通?？刹荒芤l(fā)火災(zāi)危險(xiǎn)。在220／380V系統(tǒng)的帶電體上的雷電感應(yīng)，由于采取防雷電波侵入和防反擊的措施，此問(wèn)題也跟著得到解決。

關(guān)于電子元件的過(guò)電壓愛(ài)護(hù)分三部分，即220/380V電源部分、信息線路、有電子元件的設(shè)備本身。信息線路的過(guò)電壓愛(ài)護(hù)應(yīng)由信息線路設(shè)計(jì)者解決。設(shè)備本身的應(yīng)由制造廠解決。電源部分又分兩部分，即建筑物的電源進(jìn)線和接至有電子元件的裝置的電源部分（如插座、分配電箱），本規(guī)范僅解決電源進(jìn)線部分，它與防雷電波侵入和防反擊的措施一起解決。至于在裝登附近的供電是否設(shè)過(guò)電壓愛(ài)護(hù)器，應(yīng)依照設(shè)備的重要性由信息線路設(shè)計(jì)者一起解決，或由設(shè)備使用者解決或由制造廠提供。此外，設(shè)備外殼及其外接金屬管線由于電氣安全或屏蔽需要已作接地，這也大大地減少了雷電感應(yīng)的危險(xiǎn)性。

本規(guī)范現(xiàn)仍采納原來(lái)規(guī)定的防雷方法，即防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入。國(guó)際電工委員會(huì)1990年版IECI024一1：1990標(biāo)準(zhǔn)建筑物防雷第一部分通則（以下簡(jiǎn)稱IECI024一1）的內(nèi)容也包括了這些方面的要求，只是叫法不同。有些國(guó)家和上述IEC的防

雷標(biāo)準(zhǔn)將防雷分為外部防雷和內(nèi)部防雷。所謂外部防雷確實(shí)是防直擊雷（不包括防止防雷裝置受到直接雷擊時(shí)向其它物體的反擊），內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、防反擊以及防雷電波侵入和防生命危險(xiǎn)。本規(guī)范的防直擊雷包含防反擊的內(nèi)容。

3．1．2為講明等電位的作用和一般的做法，下面摘譯IECI024一1的～些有關(guān)規(guī)定：

3．內(nèi)部防雷裝置

3．1等電位連接

3．1．1通則

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)，等電位是一專門重要的措施。

等電位是用連接導(dǎo)線或過(guò)電壓愛(ài)護(hù)器將處在需要防雷的空間內(nèi)的防雷裝置、建筑物的金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來(lái)的導(dǎo)體物、電氣和電訊裝置等連接起來(lái)。

當(dāng)需要防雷的空間設(shè)有防雷裝置時(shí)，處于該空間之外的金屬構(gòu)架可能受到雷電效應(yīng)。在設(shè)計(jì)如此的防雷裝置時(shí)應(yīng)顧及這種效應(yīng)。對(duì)處于該空間之外的金屬構(gòu)架可能也需要作等電位連接。

當(dāng)不設(shè)防雷裝置但需要防從外來(lái)管線引來(lái)的雷電效應(yīng)時(shí)，也應(yīng)作等電位連接。

3．1．2金屬裝置的等電位連接

應(yīng)在以下地點(diǎn)做等電位連接：

（A）在地下室或在靠近地平面處。連接導(dǎo)線應(yīng)連到連接板（連接母線）上，連接板的構(gòu)成和安裝要易于接近檢查。連接板應(yīng)與接地裝置連接。關(guān)于大型建筑物，假如連接板之間有連接，可裝設(shè)多塊連接板；

（B）高度超過(guò)20m的建筑物，在地面以上垂直每隔不大干20m處；連接板應(yīng)與連接各引下線的水平環(huán)形導(dǎo)體連接（見(jiàn)2．2．3款）；

（C）在那些滿足不了安全距離的地點(diǎn)（見(jiàn)3．2節(jié)）。

對(duì)有電氣貫穿鋼筋網(wǎng)的鋼筋混凝上建筑物、鋼構(gòu)架建筑物、有等效屏蔽作用的建筑物，建筑物內(nèi)的金屬裝置通常不需要上述（B）款和（C）款的等電位連接。

……

3．1．3外來(lái)導(dǎo)體的等電位連接

應(yīng)盡可能在靠近進(jìn)戶點(diǎn)處對(duì)外來(lái)導(dǎo)體作等電位連接?！?/p>

3．1．5在通常情況下電氣和通信裝置的等電位連接

電氣和通信裝置應(yīng)按3．1．2款的要求作等電位連接。應(yīng)盡量在靠近進(jìn)戶點(diǎn)處作等電位連接。

假如導(dǎo)體有屏蔽層或穿于金屬管內(nèi)，當(dāng)這類屏蔽物上的電阻壓降所形成的電位差不危及電纜和所連接的設(shè)備時(shí)，通常只將這類屏蔽物作等電位連接就足夠了。

線路的所有導(dǎo)體應(yīng)作直接或非直接連接。相線應(yīng)僅通過(guò)過(guò)電壓愛(ài)護(hù)器連到防雷裝置上。在TN系統(tǒng)中，PE或PEN線應(yīng)直接連到防雷裝置上。

……

3.3防生命危險(xiǎn)

在需要防雷的空間內(nèi)防發(fā)生生命危險(xiǎn)的最重要措施是采納等電位連接。

第二節(jié)第一類防雷建筑物的防雷措施

3．2．1第一款，在原規(guī)定的基礎(chǔ)上，與獨(dú)立避雷針、架空避雷線并列，補(bǔ)充采納架空避雷網(wǎng)。

第二款，壓力單位用Pa及kPa，它們是法定汁量單位。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力為非法定計(jì)量單位，一旦有關(guān)國(guó)際學(xué)術(shù)組織宣布廢除時(shí)，我國(guó)也將隨著停止使用。因此，表3．2．1中的壓力單位采納kPa。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.01325×l05pa＝1.01325×102kpa。

“接閃器與雷閃的接觸點(diǎn)應(yīng)設(shè)在上述空間之外”，接觸點(diǎn)處于該空間的正上方之外也屬于“在上述空間之外”。

第五款，為防止雷擊電流流過(guò)防雷裝置時(shí)所產(chǎn)生的高電位對(duì)被愛(ài)護(hù)的建筑物或與其有聯(lián)系的金屬物發(fā)生反擊，應(yīng)使防雷裝置與這些物體之間保持一定的安全距離。

防雷裝置地上高度hx處的電位為：

U＝Ur十Ul＝IRi十Lo·Hx·Di/Dt

（3.1）

由于沒(méi)有更合理的方法，與原規(guī)范相同，安全距離仍按電阻電壓降和電感電壓降相應(yīng)求出的距離相加而得。因此，相應(yīng)的安全距離為：

Sol＝IRi/Er十[Lo·Hx·（Di/Dt）]/lE（3.2）

式中Ur——雷電流流過(guò)防雷裝置時(shí)接地裝置上的電阻電壓降

（kV）；

Ul——雷電流流過(guò)防雷裝置時(shí)引下線上的電感電壓降

（kV）；

Rj——接地裝置的沖擊接地電阻（Ω）；

Di/Dt——雷電流陡度（kA／μs）；

I——雷電流幅值（kA）；

Lo一一引下線的單位長(zhǎng)度電感（μH／m），取其等于500KV

／m；

Er一—電阻電壓降的空氣擊穿強(qiáng)度（kV／m），取其等于

500kv／m；

El一—電感電壓降的空氣擊穿強(qiáng)度（kv／m）。

參考IEC一TC81的有關(guān)文件，本規(guī)范各類防雷建筑物所采納的雷電流參量示于表3．1和表3．2。

依照對(duì)雷電所測(cè)量的參數(shù)得知，雷電電流最大幅值出現(xiàn)第一次正極性或負(fù)極性雷擊，雷電流最大陡度出現(xiàn)于第一次雷擊以后的負(fù)雷擊。正極性雷擊通常僅出現(xiàn)一次，無(wú)重復(fù)雷擊。

.1EC一TC81的有關(guān)文件提出電感電壓降的空氣擊穿強(qiáng)度為El＝600（1＋1/t1）（kv／m）。因此，依照表3.1，當(dāng)T1＝10μs時(shí)E1=600（1＋1/10）＝660kv／m；依照表3·2，當(dāng)T1＝0·25μs時(shí)E1＝600（1十1/0.25）=3000KV／m。

以表3．1的有關(guān)參量和上述有關(guān)數(shù)值代入（3．2）式，其中Di/Dt＝1/T1=200/10=20kA／μs，得·Sat＝200Ri/500+1.5·Hx·20/660＝0.4Ri十0.0455Hx，考慮計(jì)算簡(jiǎn)化，取作Sat≥0．4Ri十0.04hx。因此，

Sat≥0.4（Ri十0.1hx）（3．3）

上式即規(guī)范（3．2．1一1）式。

同理，改用表3．2及其它有關(guān)數(shù)值代入（3．2）式，其中Di/Dt=I/T1=50/0.25=200KA/μs，得

Sat=50Ri/500+1.5·Hx·200/3000=0.1RI+0.1Hx。因此，

Sat≥0．1（Ri十Hx）（3．4）

上式即規(guī)范（3．2．1一2）式。

（3．3）式和（3．4）式相等的條件為0．4Ri十0.04hx＝0．1Ri十0.1hx，即Hx＝5Ri。因此，當(dāng)Hx＜5Ri時(shí)，（3．3）式的計(jì)算值大于（3．4）式的計(jì)算值；當(dāng)Hx＞5Ri時(shí)，（3．4）式的計(jì)算值大于（3．3）式的計(jì)算值；當(dāng)Hx＝5Ri時(shí)，兩值相等。

依照《雷電》一書下卷第87頁(yè)（1983年，李文恩等譯，水利電力出版社出版，該書譯自英文版《Lightning》第2卷，R.H.Golde主編，1977年版）土壤的沖擊擊穿場(chǎng)強(qiáng)為200～1000kv／m，其平均值為600kV／m，取與空氣擊穿強(qiáng)度一樣的數(shù)值，即500kV／m。依照表3·1，對(duì)第一類防雷建筑物取I＝200kA。因此，地中的安全距離為

Sel≥IRi/500=200Ri/500=0.4RI，即

S≥0．4RI（3．5）

上式即規(guī)范（3．2．1一3）式。

依照計(jì)算，在避雷線立桿高度為20m，避雷線長(zhǎng)度為50～150m，沖擊接地電阻為3～10Ω的條件下，當(dāng)避雷線立桿頂點(diǎn)受雷擊時(shí)，流過(guò)一根立桿的雷電流為全部雷電流的63％～90％，照理Sal和sel可相應(yīng)減小，但計(jì)算專門繁雜，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，故本規(guī)范規(guī)定Sal和sel仍按照獨(dú)立避雷針的方法進(jìn)行計(jì)算。

第六款，按雷擊于避雷線檔距中央考慮Sa2，由于兩端分流，關(guān)于任一端可近似地將雷電流幅值和陡度減半計(jì)算。因此，避雷線中央的電位為：U＝Ur＋Ul1＋U1.2。由此得

Sa2=Ur/Er+Ul1+U1.2/El，因此

Sa2=I/2·Ri/Er+（Lo1·H+Lo2·L/2）Di/Dt/2/Ei（3.6）

式中I、UR、Di/Dt、Er、Ei——意義及所取的數(shù)值同本文第五款的

講明；

Ul1——雷電流流過(guò)防雷裝置時(shí)引下線上的電感壓降（kV）；

UL2——雷電流流過(guò)防雷裝置時(shí)在避雷線上的電感壓降（kV）；

Lo1——垂直敷設(shè)的引下線的單位長(zhǎng)度電感（μH／m）。按引下

線直徑8mm、高20m時(shí)的平均值Lo1=1.69μH／m計(jì)

算；

Lo2——水平避雷線的單位長(zhǎng)度電感（μH／m）。按避雷線截面35mm2，高20m時(shí)的Lo2=1.93μH／m計(jì)算。

與本條第五款講明類同，以表3．1和上述有關(guān)的數(shù)值代入（3．6）式，得

Sa2=100Ri/500十（1.69h+1.93l/2）10/660

=0.2Ri+（0.0256h+0.0292l/2）

=0.2Ri+0.03（H+l/2），因此

Sa2≥0.2Ri+0.03（H+l/2）（3.7）

上式即規(guī)范（3．2．1一4）式。

再以表3．2和上述有關(guān)的數(shù)值代入（3．6）式，得

Sa2=0.05RI+（0.0563h+0.0643l/2）

=0.0RI+0.06（h+l/2），

因此

Sa2≥0．05Ri十0.06（h＋l/2）（3．8）

上式即規(guī)范（3．2．1一5）式。

以（3．7）式等于（3．8）式，得

0．2Ri十0．03（H+L/2）＝0．05Ri十0．06（H十L/2），因此（H+L/2）=5Ri。其余的道理類同于本條第五款。

第七款，將（3．7）式和（3．8）式中的系數(shù)以兩支路并聯(lián)還原，即乘以2，并以L1代L/2，再除以有同一距離L1的個(gè)數(shù)，則得出規(guī)范（3．2．1一6）式和（3．2．1一7）式。

架空避雷網(wǎng)的一個(gè)例子見(jiàn)圖3．1。

第八款，在一般情況下規(guī)定接地電阻不宜大于10Ω是適宜的，但在高土壤電阻率地區(qū)，要求低于10Ω可能給施工帶來(lái)專門大的困難。故本款規(guī)定為，在滿足安全距離的前提下，同意提高接地電阻值?，F(xiàn)在，盡管支柱距建筑物遠(yuǎn)一點(diǎn)，接閃器的高度亦相應(yīng)增加，但能夠給施工帶來(lái)專門大方便，而仍保證安全。在高土壤電阻率地區(qū)，這是一個(gè)因地制宜而定的數(shù)值，它應(yīng)綜合接閃器增加的安裝費(fèi)用和可能做到的電阻值來(lái)考慮，不宜作硬性的規(guī)定。

3．2.2第一款，被愛(ài)護(hù)建筑物內(nèi)的金屬物接地，是防雷電感應(yīng)的要緊措施。本款還規(guī)定了不同類型屋面的處理。無(wú)疑，金屬屋面或鋼筋混凝上屋面內(nèi)的鋼筋進(jìn)行接地，有良好的防雷電感應(yīng)和一定的屏蔽作用。關(guān)于鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件組成的屋面，要求其鋼筋接地有時(shí)會(huì)遇到困難，但希望施工時(shí)緊密配合，以達(dá)到接地要求。

第二款，本款規(guī)定距離小于10Omm的平行長(zhǎng)金屬物，每隔不大于30m互相連接一次是考慮到電磁感應(yīng)所造成的電位差只能將幾厘米的空隙擊穿（計(jì)算結(jié)果如下）。當(dāng)管道間距超過(guò)100mm時(shí)，就可不能發(fā)生危險(xiǎn)。交叉管道亦作同樣處理。

兩根間距300mm的平行管道，與引下線平行敷設(shè)，距引下線3m并與其處于一個(gè)平面上。假如將引下線視作無(wú)限長(zhǎng)，這時(shí)在管道環(huán)路內(nèi)的感應(yīng)電壓u（kv）為U＝M·L·Di/Dt，它可能擊穿的氣隙距離d為：

d=U/El=M·L·Di/Dt/El（3.9）

式中L——平行管道成環(huán)路的長(zhǎng)度（m），取30m計(jì)算；

Di/Dt——流經(jīng)引下線的雷電流的陡度（kA／μs），依照表3．

2的參量取200kA／μs計(jì)算；

M——1m長(zhǎng)兩根間距300mm平行管道環(huán)路與引下線之間的

互感（μH／m），經(jīng)計(jì)算得M=0.0191μH／m：

EL一—電感電壓的空氣擊穿強(qiáng)度（kV／m），與本規(guī)范第3．2．1條第五款講明相同，取3000kV／m計(jì)算。

將上述有關(guān)數(shù)值代入（3．9）式得

D=0.0191×30×200/3000=0.038M

即使在管道間距大到300mm的情況下，所感應(yīng)的電壓僅可能擊穿0．038m的氣隙。若間距減到100mm，所感應(yīng)的電壓就更小了（由于M值減?。?。

連接處過(guò)渡電阻不大于0．03Ω時(shí)，以及對(duì)有許多于5根螺栓連接的法蘭盤可不跨接的規(guī)定，是參考國(guó)外資料和國(guó)內(nèi)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定的。天津某單位安技科做過(guò)測(cè)試，一些記錄如表3．3，這些實(shí)測(cè)值是在三處罐站測(cè)出的。

第三款，由于已設(shè)有獨(dú)立避雷針（線或網(wǎng)），因此，流過(guò)防雷電感應(yīng)接地裝置的只是數(shù)值專門小的感應(yīng)電流。在金屬物已普遍接地的情況下，電位分布均勻。因此，本款規(guī)定為工頻接地電阻不大于10Ω。在共用接地裝置的場(chǎng)合下，接地電阻只要滿足各自要求的阻值就能夠，不要求達(dá)到更低的接地電阻。

3．2．3第一款，為了防止雷擊線路時(shí)高電位侵入建筑物造成危險(xiǎn)，低壓線路宜采納電纜埋地引入，不得將架空線路直接引入屋內(nèi)；當(dāng)難于全長(zhǎng)采納電纜時(shí)，同意從架空線上換接一段有金屬鎧裝的電纜或護(hù)套電纜穿鋼管埋地引入。這時(shí)，需要強(qiáng)調(diào)的是，電纜首端必須裝設(shè)避雷器并與絕緣子鐵腳、金具、電纜外皮等共同接地，入戶端電纜外皮、鋼管必須接到防雷電感應(yīng)接地裝置上，電纜段才能起到應(yīng)有的愛(ài)護(hù)作用。

當(dāng)雷電波到達(dá)電纜首端時(shí)，避雷器被擊穿，電纜外導(dǎo)體與芯接通。一部分雷電流經(jīng)首端接地電阻入地，一部分雷電流流經(jīng)電纜。由于雷電流屬于高頻（通常為數(shù)千赫茲），產(chǎn)生集膚效應(yīng)，流經(jīng)電纜的電流被排擠到外導(dǎo)體上去。此外，流經(jīng)外導(dǎo)體的雷電流在芯線中產(chǎn)生感應(yīng)反電勢(shì)，從理論上分析在沒(méi)有集膚效應(yīng)下將使流經(jīng)芯線的電流趨向于零。

本款規(guī)定埋地電纜長(zhǎng)度不小于2/P（m）是考慮電纜金屬外皮、銷裝、鋼管等起散流接地體的作用。接地體在沖擊電流下，其有效長(zhǎng)度為2/P（m）。關(guān)于采納2／P的理由參見(jiàn)本規(guī)范第4．3．4條的講明。

此外，又限制埋地電纜長(zhǎng)度不應(yīng)小于15m。這是考慮架空線距爆炸危險(xiǎn)環(huán)境至少為桿高的1．5倍，設(shè)桿高一般為10m，1．5倍確實(shí)是15m。

當(dāng)土壤電阻率過(guò)高，電纜埋地長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，可采納換土措施，使P值降低，來(lái)縮短埋地電纜的長(zhǎng)度。

3．2．4正如規(guī)范第3．2．1條所述。第一類防雷建筑物的防直擊雷措施，首先應(yīng)采納獨(dú)立避雷針或架空避雷線（網(wǎng)）。本條只適用于專門情況，即由于建筑物太高或其它緣故，不能裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線網(wǎng)時(shí)，才同意采納附設(shè)于建筑物上的防雷裝置進(jìn)行愛(ài)護(hù)。

第二款，從法拉弟籠的觀點(diǎn)看，網(wǎng)格尺寸和引下線間距越小，對(duì)雷電感應(yīng)的屏蔽越好，局部區(qū)域電位分布較均勻。

雷電流通過(guò)引下線入地，當(dāng)引下線數(shù)量較多且間距較小時(shí)，雷電流在局部區(qū)域分布也就較均勻，引下線上電壓降減小，反擊危險(xiǎn)也相應(yīng)減小。

對(duì)引下線間距，本規(guī)范向IECI024一1防雷標(biāo)準(zhǔn)靠攏。假如完全采納該標(biāo)準(zhǔn)，則本規(guī)范的第一類、第二類、第三類防雷建筑物的引下線問(wèn)距相應(yīng)應(yīng)為10、15、25m。但考慮到我國(guó)工業(yè)建筑物的柱距，一般均為6m，因此，按6m的倍數(shù)考慮，故本規(guī)范對(duì)引下線間距相應(yīng)定為12、18、25m。

第四款，關(guān)于較高的建筑物，引下線專門長(zhǎng)，雷電流的電感壓降將達(dá)到專門大的數(shù)值，需要在每隔不大子12m的高度處，用均壓環(huán)將各條引下線在同一高度連接起來(lái)，并接到同一高度的屋內(nèi)金屬物體上，以減小其間的電位差，幸免發(fā)生反擊。

由于要求將直接安裝在建筑物上的防雷裝置與各種金屬物互相連接，并采取了若干等電位措施，故不必考慮防止反擊的距離。

第五款，關(guān)于共同接地：由于防雷裝置直接裝在建、構(gòu)筑物上，要保持防雷裝置與各種金屬物體之間的安全距離已成為不可能。現(xiàn)在，只能將屋內(nèi)各種金屬物體及進(jìn)出建筑物的各種金屬管線，進(jìn)行嚴(yán)格的接地，而且所有接地裝置都必須共用，并進(jìn)行多處連接，使防雷裝置和鄰近的金屬物體電位相等或降低其間的電位差，以防反擊危險(xiǎn)。

一般講來(lái)，接地電阻越低，防雷得到的改善越多。然而，不能由于要達(dá)到某一專門低的接地電阻而花費(fèi)過(guò)大。出現(xiàn)反擊危險(xiǎn)能夠從差不多計(jì)算公式U＝1R＋LDi/Dt來(lái)評(píng)價(jià)，1R項(xiàng)關(guān)于建筑物內(nèi)某一小范圍中互相連接在一起的金屬物（包括防雷裝置）講來(lái)差不多上一樣的，它們之間的電位差與防雷裝置的接地電阻無(wú)關(guān)。此外，考慮到已采取嚴(yán)格的各種金屬物與防雷裝置之間的連接和均壓措施，故不必要求專門低的接地電阻。

從防雷觀點(diǎn)動(dòng)身，較好是設(shè)共用接地裝置，它適合供所有接地之用（例如防雷、低壓電力系統(tǒng)、電訊系統(tǒng)）。

第六款，為了將雷電流流散人大地而可不能產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)電壓，接地裝置的布置和尺寸比接地電阻的特定值更重要。然而，通常建議有低的接地電阻。

本款的規(guī)定完全采納IECI024一1防雷標(biāo)準(zhǔn)2．3．3．2的規(guī)定（接地體的B型布置）。

圖3．2系依照該標(biāo)準(zhǔn)的圖2換成本規(guī)范的防雷建筑物類不的圖。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接地體B型布置的規(guī)定是：關(guān)于環(huán)形接地體（或基礎(chǔ)接地體），其所包圍的面積的平均幾何半徑r應(yīng)不小于L1，即r≥L1，L1示于圖2（相當(dāng)于本講明的圖3．2）；當(dāng)L1大于R時(shí)，則必須增加附加的水平放射形或垂直（或斜形）導(dǎo)體，其長(zhǎng)度L1（水平）為L(zhǎng)1＝L1一r或其長(zhǎng)度Lv（垂直）為L(zhǎng)v＝L1-r/2。

環(huán)形接地體（或基礎(chǔ)接地體），其所包圍的面積A的平均幾何半徑r為：πr2＝A，因此r=/A/π。依照?qǐng)D3·2，關(guān)于第一類防雷建筑物，當(dāng)P＜500Ω·m時(shí)L1為5m，因此，導(dǎo)出本款第1項(xiàng)的規(guī)定；當(dāng)p＝500～3000Ω·m時(shí)，L1與p的關(guān)系是一根斜線，從該斜線上找出方便的任兩點(diǎn)的坐標(biāo)，則可求出1i與P的關(guān)系式為L(zhǎng)1＝11P-3600/380，因此，導(dǎo)出本款第2項(xiàng)的規(guī)定。`

由于接地體通?？拷鼔?、基礎(chǔ)敷設(shè)，因此補(bǔ)加的水平接地體一般差不多上從引下線與環(huán)形接地體的連接點(diǎn)向外延伸，可為一根，也可為多根。

由于本條采納了若干等電位措施，本款的接地電阻值不是起要緊作用，因此，沒(méi)有提出接地電阻值的具體要求。

本款所要求的環(huán)形接地體的工頻接地電阻R，在其半徑r等于L1的場(chǎng)合下，當(dāng)P=500～3000Ω·m時(shí)，大約處于33～13Ω；當(dāng)P＜500Ω·m時(shí)，R=0．067p（Ω）。

環(huán)形接地體的工頻接地電阻的計(jì)算式為R=2p/3d（Ω），d＝1．13／A（m）。式中P為土壤電阻率（Ω·m），A為環(huán)形接地體所包圍的面積（m2）。當(dāng)P=500Ω·m、d＝10m時(shí)，R＝2×500/3×10＝33Ω。當(dāng)P＝3000Ω·m，d=2（11p-3600/380）時(shí)，R=2×3000×380/3×2（11×3000-3600）=3000×380/3×29400=12.9=13Ω

第七款，對(duì)第一類防雷建筑物，由于滾球半徑Hr規(guī)定為30m（見(jiàn)本規(guī)范的表5.2.1），因此，30m以上要考慮防側(cè)擊，本款第1項(xiàng)的“每隔不大于6ni”是從本條規(guī)定屋頂接閃器采納避雷網(wǎng)時(shí)其網(wǎng)格尺寸不大于5m×5m或6m×4m考慮的。由于側(cè)擊的概率和雷電流較小，網(wǎng)格的橫向距離不采納4m，而按引下線的位置（其距離不大于12m）考慮。

第八款，考慮到雷閃直接擊于本建筑物的防雷裝置時(shí)，共用接地裝置的電位將升高，可能擊穿低壓裝置或用電設(shè)備的絕緣，并參考IECI024一1防雷標(biāo)準(zhǔn)第3．1．5款（見(jiàn)本規(guī)范第3．1．2條講明），本款補(bǔ)充規(guī)定：“在電源引入的總配電箱處宜裝設(shè)過(guò)電壓愛(ài)護(hù)器”。

依照IEC標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)低壓裝置的耐沖擊電壓最高僅為6kV。由于本條是將防雷裝置直接安裝在建筑物上和采有共用接地裝置，因此，當(dāng)防雷裝置遭直接雷擊時(shí)，假設(shè)流經(jīng)靠近低壓電氣裝置處接地裝置的雷電流為20kA，以及接地裝置的沖擊接地電阻甚至低至1Ω，這時(shí)，在接地裝置上電位升高為20kV。也確實(shí)是講，低壓電氣裝置接了地的金屬外殼的電位比帶電體（相導(dǎo)體）也約高20kV。它比前述的6kV耐壓高得多。假如在相導(dǎo)體與地之間不裝過(guò)電壓愛(ài)護(hù)器，則在這種情況下，在低壓電氣裝置絕緣較弱處可能被擊穿而造成短路、發(fā)生火花、損壞設(shè)備，這是有危險(xiǎn)的。若短路電流?。撮L(zhǎng)期有較大的漏電流，但又不能使愛(ài)護(hù)設(shè)備及時(shí)動(dòng)作切斷線路），時(shí)刻一長(zhǎng)則可能引起外殼升溫而發(fā)生故或火災(zāi)。

3．2．5依照原《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》編寫組調(diào)查的幾個(gè)例子，雷擊樹木引起的反擊，其距離均未超過(guò)2m，例如，重慶某結(jié)核病醫(yī)院、南寧某礦山機(jī)械廠、廣東花縣某學(xué)校及海南島某中學(xué)等由于雷擊樹木而產(chǎn)生的反擊均未超過(guò)2m?？紤]安全系數(shù)后，現(xiàn)規(guī)定凈距不應(yīng)小于5m。

第三節(jié)第二類防雷建筑物的防雷措施

3．3．1接閃器、引下線直接裝設(shè)在建筑物上，在非金屬屋面上裝設(shè)網(wǎng)格不大于10m的金屬網(wǎng)，數(shù)十年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明是可靠的。

中國(guó)科學(xué)院電工研究所曾對(duì)幾十個(gè)模型做了幾萬(wàn)次放電試驗(yàn)，盡管試驗(yàn)的重點(diǎn)放在非爆炸危險(xiǎn)建筑物上，而且愛(ài)護(hù)的重點(diǎn)是易受雷擊的部位，但對(duì)整個(gè)建筑物起到了愛(ài)護(hù)作用。假如把避雷帶改為避雷網(wǎng)，則愛(ài)護(hù)效果更有提高。依照我國(guó)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和模擬試驗(yàn)，對(duì)第二類防雷建筑物采納不大于10m的網(wǎng)格是適宜的。IECI024一1防雷標(biāo)準(zhǔn)中相當(dāng)于本規(guī)范第地二類防雷建筑物的接閃器，當(dāng)采納網(wǎng)格時(shí)，其尺寸也是不大子10m×10m，另見(jiàn)本規(guī)范第5．2．1條講明。與10m×10m并列，增加12m×8m網(wǎng)格，這與引下線類同，是按6m柱距的倍數(shù)考慮的。

為了提高可靠性和安全性，便于雷電流的流散以及減小流經(jīng)引下線的雷電流，故多根避雷針要用避雷帶連接起來(lái)。

3．3.2第一款，盡管對(duì)排放有爆炸危險(xiǎn)的氣體、蒸氣或粉塵的管道的要求同第3．2．1條二款，但由于對(duì)第一類和第二類防雷建筑物，其接閃器的愛(ài)護(hù)范圍是不同的（因Hr不同，見(jiàn)表5．2．1）。

因此，實(shí)際上愛(ài)護(hù)措施的做法是不同的。

第二款，阻火器能阻止火焰?zhèn)鞑ィ虼?，在第二類防雷建筑物的防雷措施中補(bǔ)充了這一規(guī)定。

往常的調(diào)查中發(fā)覺(jué)雷擊煤氣放散管起火8次，均未發(fā)生事故。從這些事例申講明煤氣放散管始終保持正壓，如煤氣灶一樣，火焰在管口燃燒而可不能發(fā)生事故，故本規(guī)范特作出此規(guī)定。

3．3．3關(guān)于引下線間距見(jiàn)第3．2．4條二款的講明。依照實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際需要補(bǔ)充增加了：“當(dāng)僅利用建筑物四周的鋼柱或柱子鋼筋作為引下線時(shí)，可按跨度設(shè)引下線，但引下線的平均間距不應(yīng)大于18m”。

3．3．4土壤的沖擊擊穿場(chǎng)強(qiáng)與本規(guī)范第3．2.1條第五款講明一樣，取500kv／m。雷電流幅值依照表3．1采納150kA。由于多根引下線，引入分流系數(shù)Ko。因此得Se2≥KoIRj=150KoRi/500=0.3KoRi。

3．3．5利用鋼筋混凝土柱和基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作引下線和接地體，國(guó)內(nèi)外在六十年代初期就差不多采納了。現(xiàn)已較為普遍。利用屋頂鋼筋作為接閃器國(guó)內(nèi)外從七十年代初就逐漸被采納了。

關(guān)于利用鋼筋體作防雷裝置。1EC1024一1防雷標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定如下：在其2，1．4款的規(guī)定中，對(duì)利用建筑物的自然金屬物作為自然接閃器包括“覆蓋有非金屬物的屋頂結(jié)構(gòu)的金屬體（桁架、互相連接的鋼筋網(wǎng)等等），當(dāng)該非金屬物處于需要防雷的空間之外時(shí)”；在其2．2．5款的規(guī)定中，對(duì)利用建筑物的自然金屬物作為自然引下線包括“建筑物的互相連接的鋼筋網(wǎng)”；其2·3·6款對(duì)自然接地體的規(guī)定是，“混凝土內(nèi)互相連接的鋼筋網(wǎng)或其它合適的地下金屬結(jié)構(gòu)，當(dāng)其特性滿足2．5節(jié)（譯注：即對(duì)其材料和尺寸）的要求時(shí)可利用作為接地體”。

國(guó)際上許多國(guó)家的防雷規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也作了類同的規(guī)定。

鋼筋混凝上建筑物的鋼筋體間或采納焊接連接，現(xiàn)在，提供了確信的電氣貫穿。然而，更多的是，在交叉點(diǎn)采納金屬綁線綁扎在一起，然而，不管金屬性連接的偶然性，如此一種建筑物具有許許多多鋼筋和連接點(diǎn)，它們保證將全部雷電流通過(guò)許多次再分流流入大量的并聯(lián)放電路徑。經(jīng)驗(yàn)表明，如此一種建筑物可容易地被利用作為防雷裝置的一部分。

利用屋頂鋼筋作接閃器，其前提是同意屋頂遭雷擊時(shí)混凝土?xí)幸恍┧槠撻_以及一小塊防水、保溫層遭破壞，但這對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)損害，發(fā)覺(jué)時(shí)加以修補(bǔ)就能夠了。屋頂?shù)姆浪畬颖緛?lái)正常使用一段時(shí)期后就要修補(bǔ)或翻修。

另一方面，即使安裝了專設(shè)接閃器，依舊存在一個(gè)繞擊問(wèn)題，即比所規(guī)定的雷電流小的電流仍有可能穿越專設(shè)接閃器而擊在屋頂?shù)目赡苄浴?/p>

利用建筑物的金屬體做防雷裝置的其它優(yōu)點(diǎn)和做法請(qǐng)參見(jiàn)《基礎(chǔ)接地體及其應(yīng)用》一書（林維勇著，1980年中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版）和全國(guó)電氣裝置標(biāo)準(zhǔn)圖集86SD566《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》。

鋼筋混凝土的導(dǎo)電性能，在其干燥時(shí)．是不良導(dǎo)體，電阻率較大，但當(dāng)具有一定濕度時(shí)，就成了較好的導(dǎo)電物質(zhì)，可達(dá)100～200Ω·m。潮濕的混凝上導(dǎo)電性能較好，是因?yàn)榛炷林械墓杷猁}與水形成導(dǎo)電性的鹽基性溶液?；炷猎谑┕み^(guò)程中加入了較多的水分，成形后結(jié)構(gòu)中密布著專門多大大小小的毛細(xì)孔洞，因此就有了一些水分儲(chǔ)存。當(dāng)埋人地下后，地下的潮氣，又可通過(guò)毛細(xì)管作用吸入混凝土中，保持一定濕度。

圖3．3示出，在混凝土的真實(shí)濕度的范圍內(nèi)（從水飽和到干涸），其電阻率的變化約為520倍。在重復(fù)飽和和干涸的整個(gè)過(guò)程中，沒(méi)有觀看到各點(diǎn)的位移，也即每一濕度有一相應(yīng)的電阻率。

建筑物的基礎(chǔ)，通常采納150～200號(hào)混凝土。原蘇聯(lián)1980年有人提出一個(gè)用于200號(hào)混凝土的近似計(jì)算式，計(jì)算混凝土的電阻率p（Ω·m）與其濕度的關(guān)系，其關(guān)系式如下：

p=28000/W2.6（3.10）

式中w——混凝土的濕度（％）。

例如，當(dāng)w=6％時(shí)，p=28000/62.6=265Ω·m；當(dāng)w＝7．5％時(shí)，p=28000/（7.5）2.6=149Ω·m。

依照我國(guó)的具體情況，土壤一般可保持有20％左右的濕度，即使在最不利的情況下，也有5％～6％的濕度。

在利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作接地體時(shí)，有人不管周圍環(huán)境條件如何，甚至位于巖石上也利用，這是錯(cuò)誤的。因此，補(bǔ)充了“周圍土壤的含水量不低于4％”?；炷系暮考s在3．5％及以上時(shí)，其電阻率就趨于穩(wěn)定；當(dāng)小于3．5％時(shí)，電阻率隨水分的減小而增大。依照?qǐng)D3．3，含水量定為不低于4％。該含水量應(yīng)是當(dāng)?shù)貧v史上一年中最早發(fā)生雷閃時(shí)刻往常的含水量，不是夏季的含水量。

如礦渣水泥、波特蘭水泥確實(shí)是以硅酸鹽為基料的水泥。

混凝上的電阻率還與其溫度成一定關(guān)系的反向作用，即溫度升高，電降率減?。粶囟冉档碗娮杪试龃?。

下面舉幾個(gè)例子講明我國(guó)六十年代利用鋼筋混凝上構(gòu)件中鋼筋作為接地裝置的情況。

一、北京某學(xué)院與某公司工程的設(shè)計(jì)，采納鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋，作為防雷引下線與接地體，并進(jìn)行了測(cè)定，約8000m2的建筑，其接地電阻夏季為0．2～0．4Ω冬季則為0．4—0．6Ω，且?guī)啄曛胁畈欢喾€(wěn)定。

二、上海某廣場(chǎng)全部采納了柱子鋼筋作為防雷接地引下線，利用鋼筋混凝上基樁作為接地極（基樁深達(dá)35m），測(cè)定后，接地電阻為0．2～1．8Ω/基。

三、上海某大學(xué)利用鋼筋混凝土基樁作為防霄接地裝置，并測(cè)得接地電阻為0．28～4Ω（樁深為26m）。

四、云南某機(jī)床廠的約2000m2車間，采納鋼筋混凝上構(gòu)件中的鋼筋作接地裝置，接地電阻為0．7Ω。

五、1963年8月曾對(duì)原北京第二通用機(jī)器廠進(jìn)行了測(cè)定，數(shù)值如下：

1.立式沉淀池基礎(chǔ)（搗制）4．5～5．5Ω；

2．四根高煙囪基礎(chǔ)（搗制）3～5Ω；

3．露天行車的一根鋼筋混凝土柱子（預(yù)制）2Ω；

4．同一露天行車的另一根柱子（預(yù)制）7Ω；

5．鑄鋼車間的一根鋼筋混凝上柱子（預(yù)制）0．5Ω。

往常對(duì)基礎(chǔ)的外表面涂有瀝青質(zhì)的防腐層時(shí)，認(rèn)為該防腐層是絕緣的，不可利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作接地體。然而，實(shí)踐證實(shí)并不是如此，國(guó)內(nèi)外都有人作過(guò)測(cè)試和分析，認(rèn)為是可利用作為接地體的。

原蘇聯(lián)有若干篇文獻(xiàn)論及此問(wèn)題，國(guó)內(nèi)已有人將其編澤為一篇文章，刊登于《建筑電氣》1984年第4期，文章名稱為“利用防侵蝕鋼筋混凝上基礎(chǔ)作為接地體的可能性?！痹谄浣Y(jié)論中指出：“厚度3mm的瀝青涂層，對(duì)接地體電阻無(wú)明顯的阻礙，因此，在計(jì)算鋼筋混凝土基礎(chǔ)接地電阻時(shí)，均可不考慮涂層的阻礙。厚度為6mm的瀝青涂層，或3mm的乳化瀝青涂層，或4mm的粘貼瀝青卷材時(shí)，僅當(dāng)周圍上壤的等值電阻率≤100Ω·m和基礎(chǔ)面積的平均邊長(zhǎng)S≤100m時(shí)，其基礎(chǔ)網(wǎng)電阻約增加33％，在其它情況下這些涂裱層的阻礙專門小，可忽略不計(jì)”。結(jié)論中還有其它的情況，不在那個(gè)地點(diǎn)一一介紹，請(qǐng)參看原譯文。上述譯文還指出，前蘇聯(lián)建筑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防止雜散電流引起腐蝕的規(guī)定中，給出防水層的兩種狀態(tài)：“最好的”（無(wú)愛(ài)護(hù)部分的面積不大于1％）和“滿足要求的”（無(wú)愛(ài)護(hù)部分的面積為5％～10％）。全蘇電氣安裝工程科學(xué)研究所對(duì)所測(cè)過(guò)的具有防止弱侵蝕介質(zhì)作用的瀝青涂層和防止中等侵蝕介質(zhì)作用的粘貼瀝青卷材的單個(gè)基礎(chǔ)、樁基、樁群以及基礎(chǔ)底板的散流電阻進(jìn)行了定量分析，講明在專門多被測(cè)過(guò)的基礎(chǔ)中，沒(méi)有一個(gè)基礎(chǔ)是處于“最好的”絕緣狀態(tài)。據(jù)此，能夠作出如此的假設(shè)：在強(qiáng)侵蝕介質(zhì)中，防護(hù)層的防水狀態(tài)也不是“最好的”。上述結(jié)論確實(shí)是在這一前提下作出的。

原東德標(biāo)準(zhǔn)（TGL33373／01／1981年2月，接地、等電位和防雷在建筑技術(shù)上的措施）對(duì)基礎(chǔ)接地體的講明是：“埋沒(méi)在直接與土地接觸或通過(guò)含瀝青質(zhì)的外部密封層與土地平面接觸的基礎(chǔ)內(nèi)在電氣上非絕緣的鋼筋、鋼埋人件和金屬結(jié)構(gòu)”。

原蘇聯(lián)1987年版《建構(gòu)筑物防雷導(dǎo)則》中也指出，鋼筋混凝土基礎(chǔ)的瀝青涂層和乳化瀝青涂層不阻礙利用它作為防雷接地體。

因此，本條規(guī)定鋼筋混凝土基礎(chǔ)的外表面無(wú)防腐層或有瀝青質(zhì)的防腐層（如二氈三油或三氈四油）時(shí)，基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋宜作為接地裝置。

規(guī)定混凝上中防雷導(dǎo)體的單根鋼筋或圓鋼的最小直徑不應(yīng)小于10mm是依照以下的計(jì)算定出的。

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定構(gòu)件的最高同意表面溫度是：關(guān)于需要驗(yàn)算疲勞的構(gòu)件（如吊車梁等承受重復(fù)荷載的構(gòu)件）不宜超過(guò)60℃；關(guān)于屋架、托架、屋面梁等不宜超過(guò)80℃；關(guān)于其它構(gòu)件（如柱子、基礎(chǔ)）則沒(méi)有規(guī)定最高同意溫度值，關(guān)于此類構(gòu)件可按不宜超過(guò)100℃考慮。

由于建筑物遭雷擊時(shí)，雷電流流經(jīng)的路徑為屋面、屋架（或托架、或屋面梁）、柱子、基礎(chǔ)、流經(jīng)需要驗(yàn)算疲勞的構(gòu)件（如吊車梁等承受重復(fù)荷載的構(gòu)件）的雷電流已分流到專門小的數(shù)值。因此，雷電流流過(guò)構(gòu)件內(nèi)鋼筋圓鋼后，其最高溫度值按80～100℃考慮?，F(xiàn)取最終溫度80℃作為計(jì)算值。鋼筋的起始溫度取40℃，這是一個(gè)專門安全的數(shù)值。

依照IEC出版物364一5一54，鋼導(dǎo)體的溫升和截面的計(jì)算式如下：

S＝√I2t/K=√I2t/√Qc（B+20）/P20·ln（1+Of-Oi/B+Oi）

I2t用K2cFi2dt代人，上式即成為

S=Kc√P20·Fi2dt/Qc（B+20）·ln（1+Of-Oi/B+Oi）

式中s一鋼導(dǎo)體的截面積（mm2）；

Qc——鋼導(dǎo)體的體積熱容量（J／℃·mm3），3．8×10-3：

B一一鋼導(dǎo)體在0℃時(shí)的電阻率溫度系數(shù)的倒數(shù)（℃），202：

P20一—鋼導(dǎo)體在20℃時(shí)的電阻率（Ω·mm），138×10-6；

Oi一一鋼導(dǎo)體的起始溫度（℃），40℃；

Of——鋼導(dǎo)體的最終溫度（℃），80℃。

將有關(guān)已定數(shù)值代A（3．11）式，得

S=3.27×10-2Kc√Fi2dt（3．12）

關(guān)于第二類防雷建筑物至少應(yīng)有兩根引下線，同時(shí)依照表3．1和規(guī)范圖3．364，因此，得Fi2dt=5.6×106和Kc=1。

關(guān)于第三類防雷建筑物，由于可能只有一根引下線，因此，得Fi2dt=2.5×106和Kc=0.66。

將上述的Kc和Fi2dt值代入（3.12）式，關(guān)于第二類防雷建筑物，S=51.1mm2，其相應(yīng)直徑為8.06mm；關(guān)于第三類防雷建筑物，S＝51.7mm2，其相應(yīng)直徑為8.11mm。

即使對(duì)第二類防雷建筑物Kc取1時(shí)，鋼導(dǎo)體的截面為S=77．38mm2，其相應(yīng)直徑為9.93mm。

關(guān)于第二類防雷建筑物（Kc=0.66）和第三類防雷建筑物（Kc=1），即使最終溫度為60℃，其相應(yīng)的鋼導(dǎo)體截面和直徑，第二類防雷建筑物S=70.9mm2、φ9.5mm，第三類防雷建筑物S=71.78mm2、φ9.56mm。

上述鋼導(dǎo)體的直徑均小于10mm。

埋設(shè)在土壤中的混凝土基礎(chǔ)的起始溫度取30℃（我國(guó)地下0．8m處最熱月土壤平均溫度，除少數(shù)地區(qū)略超過(guò)30℃外，其余均在30℃以下）；最終溫度取99℃，以不發(fā)生水的沸騰為前提。在此基礎(chǔ)上求出的鋼筋與混凝上接觸的每一平方米表面積同意產(chǎn)生的單位能量不應(yīng)大于1.32×106J／Ω·m2（另見(jiàn)本規(guī)范第3．3．6條第三款的講明）。因此，關(guān)于第二類防雷建筑物，鋼筋表面積總和不應(yīng)少于5.6×106K2c/1.32×106=4。24K2c（m2）；關(guān)于第三類防雷建筑物，鋼筋表面積總和不應(yīng)少于2.5×106K2c/1.32×106＝1.89K2c（m2）。

確定環(huán)形人工基礎(chǔ)接地體尺寸的幾條原則：

一、在相同截面（即在同一長(zhǎng)度下，所消耗的鋼材重量相同）下，扁鋼的表面積總是大于圓鋼的，因此，建議優(yōu)先選用扁鋼，可節(jié)約鋼材；

二、在截面積總和相等之下，多根圓鋼的表面積總是大于一根的，因此，在滿足所要求的表面積的前提下，選用多根或一根圓鋼；

三、圓鋼直徑選用8、10、12mm三種規(guī)格，選用大于φ12mm圓鋼一是白費(fèi)材料，二是施工時(shí)不易于彎曲；

四、混凝土電阻率取100Ω·m，如此，混凝土內(nèi)鋼筋體有效長(zhǎng)度為2√P＝20m，即從引下線連接點(diǎn)開始，散流作用按各方向20m考慮；

五、周長(zhǎng)≥60m，按60m考慮，設(shè)三根引下線，現(xiàn)在Kc＝0．44，另外還有56％的雷電流從另兩根引下線流走，每根引下線各占28％。設(shè)這28％從兩個(gè)方向流走，每一方向流走14%。因此，與第一根引下線連接的40m長(zhǎng)接地體（一個(gè)方向20m，兩個(gè)方向共計(jì)40m），共計(jì)流走總電流的（0．44＋0．14＋0．14=0．72）72％，即條文上一段所規(guī)定的4．24K2c和1．89K2c中的K2c等于0．72。

六、≥40m至〈60m周長(zhǎng)時(shí)按40m長(zhǎng)考慮，Kc等于1，即按40m長(zhǎng)流走全部雷電流考慮。

七、＜40m周長(zhǎng)時(shí)無(wú)法預(yù)先定出規(guī)格和尺寸，只能按Kc=1由設(shè)計(jì)者依照具體長(zhǎng)度計(jì)算，并按以上原則選用。

依照以上原則所計(jì)算的結(jié)果列于表3．4。

整個(gè)建筑物的槽形、板形、塊形基礎(chǔ)的鋼筋表面積總是能滿足對(duì)鋼筋表面積的要求。

混凝土內(nèi)的鋼筋借綁扎作為電氣連接，當(dāng)雷電流通過(guò)時(shí)，在連接處是否可能隨此而發(fā)生混凝土的爆炸性炸裂。為了澄清這一問(wèn)題，瑞士高壓?jiǎn)栴}研究委員會(huì)進(jìn)行過(guò)研究，認(rèn)為鋼筋之間的一般金屬綁絲連接對(duì)防雷愛(ài)護(hù)講來(lái)是完全足夠的，而且確證，在任何情況下，在如此連接附近的混凝土決可不能碎裂，甚至出現(xiàn)雷電流本身把綁在一起的鋼筋焊接起來(lái)，如點(diǎn)焊一樣，通過(guò)電流以后，一個(gè)如此的連接點(diǎn)的電阻下降為幾個(gè)毫歐的數(shù)值。

日本對(duì)試樣做過(guò)試驗(yàn)，其結(jié)果是，有一個(gè)試樣的一個(gè)綁扎點(diǎn)通過(guò)48kA和兩個(gè)試樣的各一個(gè)綁扎點(diǎn)通過(guò)61kA后，采納綁扎連接的這三個(gè)鋼筋混凝土試樣才遭受輕度裂縫的破壞。這講明一個(gè)綁扎點(diǎn)能夠安全地流過(guò)若干萬(wàn)安培的沖擊電流。

以上試驗(yàn)?zāi)軌蛘J(rèn)為，在雷電流流過(guò)的路徑上，有一些并聯(lián)的綁扎點(diǎn)時(shí)，就會(huì)是安全的。

許多國(guó)家的建筑物防雷規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均同意利用綁扎連接的鋼筋體作為防雷裝置。

3．3．6第一款，依照IECI024一1防雷標(biāo)準(zhǔn)第2.3.3.2款導(dǎo)出本條的規(guī)定，見(jiàn)本規(guī)范第3．2．4條六款的講明。

當(dāng)環(huán)形接地體所包圍的面積A的平均幾何半徑r＝√A/π＝5m和P≤300Ω·m時(shí)，其工頻接地電阻R約為R約為R=2p/3d=0.067（Ω）。

第二款，依照本條一款的規(guī)定，當(dāng)√A/π≥5時(shí)，得A≥78．54m2，取整數(shù)，故定為A大于或等于80m2。

第三款，本款系依照實(shí)際需要和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)充增加的。第1項(xiàng)保證地面電位分布均勻。第2項(xiàng)保證雷電流較均勻分配到雷擊點(diǎn)附近作為引下線的金屬導(dǎo)體和各接地體上。第3項(xiàng)保證混凝土基礎(chǔ)的安全性。

第1項(xiàng)中“絕大多數(shù)柱子基礎(chǔ)”是指在一些情況下少數(shù)柱子基礎(chǔ)難于這通的情況，如車間兩端在鑰筋混凝土端屋架中間（不是屋架的兩頭）的柱子基礎(chǔ)，即擋風(fēng)柱基礎(chǔ)。

地中混凝土的起始溫度取30℃，最高同意溫度取99℃?；炷恋暮堪椿炷林亓康?％計(jì)算。邊長(zhǎng)1m的基礎(chǔ)混凝土立方體的熱容量Q1為：

Q1（J/m3）=（C1十0．05C2）M1·ΔT”（3.13）

式中C1一一混凝土的比熱容（J/kg·k），取8．82×102；

C2——水的比熱容（J/kg·K），取4.19×103：

M1一—邊長(zhǎng)1M的混凝土立方體的重量（kg／m3），取

2.1×103；

ΔT——溫度差，關(guān)于起始溫度為30℃和最終溫度為99℃

的場(chǎng)合，ΔT=69℃。

將以上有關(guān)數(shù)值代入（3.13）式得Q1=1.58×108J／m3。

雷電流從鋼筋表面（設(shè)鋼筋與混凝土的接觸表面積為lm2）流入混凝土（混凝上折合成邊長(zhǎng)1m的立方體）時(shí)所產(chǎn)生的熱量按下式計(jì)算：

Q2=Fi2dt=pFi2dt（3．14）

式中p——混凝土在30～99℃時(shí)的平均電阻率，取120Ω·m。

使Q2=Q1，得pFi2dt=1.58×108，因此pFi2dt=1.58×108/120=1．32

×106J／Ω·m2=1.32MJ/Ω·m2

上式的計(jì)量單位MJ／Ω·m2講明雷電流從1m2鋼筋表面積流入混凝土所產(chǎn)生的單位能量應(yīng)不大于1.32MI/Ω。

從表3．1得第二、三類防雷建筑物的單位能量（即Fi2dt）分不為5.6MJ／Ω和2.5MJ／Ω。

由于單位能量與雷電流的平方成正比，亦即與分流系數(shù)Kc的平方成正比。依照本規(guī)范圖3．3．4的（c）取Kc＝0．44，因此，分流后流經(jīng)一根柱子的雷電流，它所產(chǎn)生的單位能量分不為5．6×（0.44）2=1．084MJ／Ω和2．5×（0．44）2=0．484MJ／Ω。

將這兩個(gè)數(shù)值分不除以Fi2dt=1．32MJ／Ω·m2，則相應(yīng)所需的基礎(chǔ)鋼筋表面積分不為1.048/1.32=0.82m2和0.484×1.32=0.37m2。

關(guān)于基礎(chǔ)鋼筋表面積的計(jì)算，現(xiàn)舉一個(gè)實(shí)際設(shè)計(jì)例子。圖3．4為車間一個(gè)柱子基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

Ф10鋼筋周長(zhǎng)為0.01πm，每根長(zhǎng)2m，每根的表面積為0.02πm2，共計(jì)2000/200=10根，故Ф10鋼筋的總表面積為0．2πrn2。

Ф2鋼筋周長(zhǎng)為0．012πm，每根長(zhǎng)3．2m，每根的表面積為3.2×0.012π＝0.0384πm2，共計(jì)3200/200＝16根，故Ф2鋼筋的總表面積為16×0.0384π=0．6144πm2。

因此，基礎(chǔ)鋼筋的總表面積為上述兩項(xiàng)之和，即0.2π+0.6144π=0.8144π＝2．56m2。

3．3．7建筑物內(nèi)的要緊金屬物不包括混凝上構(gòu)件內(nèi)的鋼筋。

3．3．8第一款，以規(guī)范（3．2．1一1）式和（3．2．1一2）式為差不多式，依照表3．1和表3．2，第二類防雷建筑物和第一類防雷建筑物的雷電流幅值之比為0.75，即150/200=0.75、37.5/50=0．75。因此，以差不多式乘上0.75和K2值則導(dǎo)出規(guī)范（3．3．8一1）式和（3．3．8一2）式。

Kc值按規(guī)范圖3．3．4確定，它引自IECI024一1防雷標(biāo)準(zhǔn)的圖3、圖4、圖5。Kc為考慮分流作用而引人的系數(shù)，由于引下線根數(shù)不同接法不同而采納不同的數(shù)值。IEC的Kc值適用于引下線間距20m。本規(guī)范第二類和第三類防雷建筑物的引下線間距分不不太于18m和25m，因此，將IEC的Kc值用于第二類防雷建筑物將會(huì)是更安全。而用于第三類則Kc值偏小些。但在設(shè)計(jì)時(shí)引下線間距受建筑條件限制，實(shí)際上，引下線問(wèn)距通常都小于25m，此外，無(wú)IEC對(duì)Kc值的推導(dǎo)材料，無(wú)法推算出25m間距時(shí)的Kc值。因此，第三類防雷建筑物的人值與第二類的一樣，也采納IEC的Kc值。

第二款，規(guī)范（3．3．8一3）式為（3．3．8一2）式中的電感壓降重量部分。

“當(dāng)利用建筑物的鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)作為引下線，同時(shí)建筑物的大部分鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)等金屬物與被利用的部分連成整體時(shí)，金屬物或線路與引下線之間的距離可不受限制”，這段系依照IECI024—防雷標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定補(bǔ)充的，見(jiàn)本規(guī)范第3．1．2條的講明。

第四款，磚墻的擊穿強(qiáng)度為空氣擊穿強(qiáng)度的1／2與IECI024—1防雷標(biāo)準(zhǔn)的表9一致，但規(guī)定混凝土墻的擊穿強(qiáng)度與空氣擊穿強(qiáng)度相同系參考德國(guó)電工雜志（etz）1986年107卷第1期《建筑材料對(duì)確定安全距離的阻礙》一文，在該文獻(xiàn)中提到：“混凝土的沖擊擊穿電壓約相當(dāng)于空氣的，因此，混凝土的厚度可按同樣的空氣厚度看待”；在結(jié)束語(yǔ)中指出：“通常，建筑材料的沖擊電壓強(qiáng)度比空氣的小（至多小1／2）。只有混凝上的擊穿強(qiáng)度與空氣的相等。尚未發(fā)覺(jué)有介電強(qiáng)度比空氣高的建筑材料”。

第五款，前半段的理由參見(jiàn)本規(guī)范第3．2．4條八款的講明。

當(dāng)變壓器附近的建筑物防雷裝置同意雷閃時(shí)，接地裝置電位升高，變壓器外殼電位也升高。由于變壓器高壓側(cè)各相繞組是相連的，對(duì)外殼的雷擊高電位講來(lái)，可看作處于同一低電位，外殼的高電位可能擊穿高壓繞組的絕緣，因此，應(yīng)在高壓側(cè)裝設(shè)避雷器。當(dāng)避雷器反擊穿時(shí)，高壓繞組則處于與外殼相近的電位，高壓繞組得到愛(ài)護(hù)。另一方面，由于變壓器低壓繞組的中心點(diǎn)與外殼在電氣上是連接在一起的，當(dāng)外殼電位升高時(shí)，該電位加到低壓繞組上，低壓繞組有電流流過(guò)，并通過(guò)變壓器繞組的電磁感應(yīng)使高壓側(cè)可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的高電位，若在低壓側(cè)裝設(shè)避雷器，當(dāng)外殼出現(xiàn)危險(xiǎn)的高電位時(shí)低壓避雷器動(dòng)作放電，大部分雷電流經(jīng)避雷器流過(guò)，因此，愛(ài)護(hù)了高壓繞組。

3．3．9第二款第1項(xiàng)，見(jiàn)第3．2．3條第一款的講明。

第三款第1項(xiàng)，僅要求電纜“埋地長(zhǎng)度應(yīng)大于或等于15rn”代替原規(guī)范的50m。其理由為：一、本類建筑物不是爆炸危險(xiǎn)類，要求可低些；二、原50m埋地電纜的要求不合理，參見(jiàn)本規(guī)范第3．2．3條第一款的講明。

第四款，架空金屬管道在入戶處與防雷接地相連或獨(dú)自接地，當(dāng)雷直擊其上，引入屋內(nèi)的電位，與雷直擊于屋頂接閃器相似。對(duì)爆炸危險(xiǎn)類，距建筑物約25m處還接地一次，再加上附近各管道支架的泄流作用，對(duì)建筑物的安全更可靠。

3．3．10由于高避雷汁和高層建筑物，在其頂點(diǎn)以下的側(cè)面有遭到雷擊的記載，因此，希望考慮其它高層建筑物上部側(cè)面的愛(ài)護(hù)。有三點(diǎn)理由認(rèn)為這種雷擊事故是輕的。第一，側(cè)擊具有短的極限半徑（吸引半徑），也即小的滾球半徑Hr，，其相應(yīng)的雷電流也是較小的；第二，高層建筑物的建筑結(jié)構(gòu)通常能耐受這類小電流的側(cè)擊；第三；建筑物遭受側(cè)擊損壞的記載尚不多，這點(diǎn)真實(shí)地證實(shí)前兩點(diǎn)的實(shí)在性。因此，對(duì)高層建筑物上部側(cè)面雷擊的愛(ài)護(hù)不需另設(shè)專門接閃器，而利用建筑物本身的鋼構(gòu)架、鋼筋體及其它金屬物。

將窗框架、欄桿、表面裝飾物等較大的金屬物連到建筑物的綱構(gòu)架或鋼筋體進(jìn)行接地，這是首先應(yīng)采取的防側(cè)擊的預(yù)防性措施。

對(duì)第二類防雷建筑物，由于滾球半徑Hr規(guī)定為45m（見(jiàn)本規(guī)范表5.2.1），因此，本條三款規(guī)定“45m及以上”。

豎直管道及類似物在頂端和底端與防雷裝置連接，其目的在于等電位。由于兩端連接，使其與引下線成了并聯(lián)路線，因此，必定參與導(dǎo)引一部分雷電流。

第四節(jié)第三類防雷建筑物的防雷措施

3．4．1“平屋面的建筑物，當(dāng)其寬度不大于20m時(shí)，可僅沿周邊敷設(shè)一圈避雷帶”的規(guī)定是依照以往的適應(yīng)做法定的。

3．4．3見(jiàn)本規(guī)范第3．3．5條的講明。

3．4．4見(jiàn)本規(guī)范第3．3．6條的講明。

3．4．6國(guó)內(nèi)磚煙囪的高度通常都沒(méi)有超過(guò)60m。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖也只設(shè)計(jì)到60m。60m以上就采納鋼筋混凝上煙囪。對(duì)第三類防雷建筑物高于60m的部分才考慮防側(cè)擊。鋼筋混凝上煙囪其本身已有相當(dāng)大的耐雷水平。故在本條文中不提防側(cè)擊問(wèn)題。其它理由見(jiàn)本規(guī)范第3．3．10條的講明。

金屬煙囪鐵板的截面積完全足以導(dǎo)引最大雷電流。關(guān)于接閃問(wèn)題，按本規(guī)范第4．1．4條的規(guī)定，當(dāng)不需要防金屬板遭雷擊穿孔時(shí)，其厚度下應(yīng)小于0．5mm。本條的金屬煙囪即屬于此類。而實(shí)際采納的鐵板厚度總是大于0．5mm。放在本條中對(duì)金屬煙囪鐵板的厚度無(wú)需再提及。金屬煙囪本身的連接（每段與每段的連接）通常采納螺栓，這關(guān)于一般煙囪本身的防雷已足夠，即使雷擊時(shí)有火花發(fā)生，可不能有任何危險(xiǎn)，故對(duì)此問(wèn)題也無(wú)需提出要求。

3．4．7見(jiàn)本規(guī)范第3．2．4條二款和第3．3．3條的講明。

3．4．8依照表3.1和表3．2，第三類防雷建筑物和第二類防雷建筑物的雷電流幅值之比為2／3，即100/150＝2/3、50/75＝2/3。因此，以規(guī)范（3．3．8一1）式、（3．3．8一2）式和（3.3．8—3）式乘以2/3則導(dǎo)出規(guī)范（3．4．8一1）式、（3．4．8一2）式和（3．4。8一3）式。另見(jiàn)本規(guī)范第3．2．4條四款和第3．3．8條一、二、四款講明。

3．4．9第二款，依照往常的調(diào)查，沿低壓架空線路侵入高電位而造成的事故占總雷害事故的70%以上，如上海1956～1963年的統(tǒng)計(jì)資料，74起雷擊起人事故中71．6％以上是高電位侵入造成的；北京1956～1957年的224起雷擊建筑物事故中有120起是高電位侵入造成的。因此，防直擊雷和防高電位侵入的措施必須結(jié)合起來(lái)考慮。往常在調(diào)查中發(fā)覺(jué)，有些建筑物盡管采取了防直擊雷措施，但用電設(shè)備仍被雷打壞，例如海南島某農(nóng)機(jī)廠確實(shí)是在建筑物上裝設(shè)了避雷針，但車間內(nèi)的用電設(shè)備仍波雷打壞。由于高電位引入而造成的事故，絕大部分為木電桿線路。鋼筋混凝土電桿線路由于電桿的自然接地起了作用，發(fā)生事故者專門少，據(jù)往常的調(diào)查，進(jìn)戶線絕緣子鐵腳采取了接地措施后沒(méi)有發(fā)覺(jué)雷擊死亡事故。

假如只將絕緣子鐵腳接地，僅在鐵腳與導(dǎo)線之間形成一個(gè)放電愛(ài)護(hù)間隙，其放電電壓約為40kV，這對(duì)愛(ài)護(hù)人身安全是可靠的，但要愛(ài)護(hù)低壓電氣設(shè)備和線路就不夠了，因室內(nèi)低壓電氣設(shè)備和線路的耐沖擊電壓IEC規(guī)定最大為6kV，那么，在絕緣子放電之前，可能室內(nèi)的電氣設(shè)備或線路已波擊穿，故要增設(shè)避雷器來(lái)愛(ài)護(hù)室內(nèi)的電氣設(shè)備和線路。

近年來(lái)，家電及辦公自動(dòng)化日漸普及，雷害事故每年都有報(bào)道，下面舉一例子。1990年5月：日北京晚報(bào)第2版刊登：“3月30日晚七時(shí)半，懷柔城關(guān)鎮(zhèn)突然雷鳴電閃，暴雨傾盆而下，突然來(lái)臨的雷擊，使懷柔城關(guān)一些電器設(shè)備，包括家用電器、配電盤受損。緣故是未采取防范措施，沒(méi)及時(shí)拔掉天線、關(guān)閉電器、切斷電源，據(jù)了解，保險(xiǎn)公司已收到50多保戶報(bào)案電器受損，經(jīng)查勘登記后，有部分電器已送到指定家電修理部修理；對(duì)證實(shí)確屬保險(xiǎn)責(zé)任的損失，保險(xiǎn)公司將給予賠償。”

3．4．10對(duì)第三類防雷建筑物，由于滾球半徑Hr規(guī)定為60m（見(jiàn)本規(guī)范表5．2．1），因此，將45m改為60m。另參見(jiàn)本規(guī)范第

3．3．10條的講明。

第五節(jié)其它防雷措施

3．5．4第一款，當(dāng)無(wú)金屬外殼或愛(ài)護(hù)網(wǎng)罩的用電設(shè)備不在接閃器的愛(ài)護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，其帶電體遭雷擊的可能性比處在愛(ài)護(hù)范圍內(nèi)的大得多，而帶電體遭直接雷擊后可能將高電位引入室內(nèi)。當(dāng)采納避雷網(wǎng)時(shí)，依照避雷網(wǎng)的裸護(hù)原則，被愛(ài)護(hù)物應(yīng)處于該網(wǎng)之內(nèi)并不高出避雷網(wǎng)。

第二款，穿鋼管和兩端連接的目的在于使其起到屏蔽、分流和集膚作用。由于配電盤外殼已按電氣安全要求作了接地，不管該接地與防雷接地是否共用，這愛(ài)護(hù)管實(shí)際上與防雷裝置的引下線并聯(lián)，各起到了分流作用。當(dāng)防雷裝置或設(shè)備金屬外殼遭雷擊時(shí)，均有一部分雷電流經(jīng)鋼管、配電盤外殼入地。這部分雷電流將對(duì)鋼管內(nèi)的線路感應(yīng)出與其在鋼管上所感應(yīng)出的電壓同值，即LDi/Di=Mdi/Di,因L=M。因此，可降低線路與鋼管之間的電位差。當(dāng)雷擊中帶電體并使帶電體與鋼管短接時(shí)，由于鋼管的集膚作用（雷電流的頻率達(dá)數(shù)千赫茲）和上述的互感電壓將使雷電流從鋼管流走，管內(nèi)線路無(wú)電流。

第三款，由于白天開關(guān)處于斷開狀態(tài)，對(duì)節(jié)日彩燈還有在其不使用的期間內(nèi)，開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，當(dāng)防雷裝置或設(shè)備金屬外殼遭雷擊時(shí)，開關(guān)電源側(cè)的電線、設(shè)備與鋼管和配電盤外殼之間可能產(chǎn)生危險(xiǎn)電位差，故宜在開關(guān)的電源側(cè)裝設(shè)過(guò)電壓愛(ài)護(hù)器。

3．5．5據(jù)往常調(diào)查，當(dāng)糧、棉及易燃物大量集中的露天堆場(chǎng)設(shè)置獨(dú)立避雷針后，雷害事故大大減少。

盡管糧、棉及易燃物大量集中的露天堆場(chǎng)不屬于建筑物，但在本條中仍規(guī)定“宜采納防直擊雷措施”，以策安全。

N大于或等于0．06次/a加是參照第三類防雷建筑物的規(guī)定。

考慮到堆場(chǎng)的長(zhǎng)、寬、高是設(shè)定的，并不一定總是堆滿，故其避雷針、線愛(ài)護(hù)范圍的滾球半徑取比愛(ài)護(hù)第三類防雷建筑物的大，即Hx=100m。Hr＝100rn相應(yīng)的接閃最小雷電流約為34kA，接近雷電流的平均值。附錄一在計(jì)算與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積Ae時(shí)是在Hr=100m的條件下推算的。

此外，考慮到堆場(chǎng)總不是堆到預(yù)定的高度和堆放面積的邊沿，因此，實(shí)際上，在許多情況下．堆放物受到愛(ài)護(hù)的滾球半徑小于100m，也確實(shí)是相應(yīng)受到愛(ài)護(hù)的最小雷電流比平均值小。

3．5．6往常在調(diào)查中發(fā)覺(jué)，有的單位把電話線、廣播線以及低壓架空線等懸掛在獨(dú)立避雷針、架空避雷線立桿以及建筑物的防雷引下線上，如此容易造成高電位侵入，這是特不危險(xiǎn)的，故規(guī)定本條。

第四章防雷裝置

第一節(jié)接閃器

4．1．1本條避雷針?biāo)杉{的尺寸，沿用適應(yīng)數(shù)值。按熱穩(wěn)定檢驗(yàn)，只要專門小的截面就夠了。所采納的尺寸要緊是考慮機(jī)械強(qiáng)度和防腐蝕問(wèn)題。在同樣的風(fēng)壓和長(zhǎng)度下，本條采納的鋼管所產(chǎn)生的饒度比圓鋼的小。經(jīng)計(jì)算，假如同意撓度采納1/50，則各尺寸的同意風(fēng)壓可達(dá)表4.1所示的數(shù)值。

4．1．2在同一截面下，圓鋼的周長(zhǎng)比扁鋼的小，因此，其與空氣的接觸面也小，受空氣腐蝕相對(duì)也小。此外，圓鋼易于施工，材料易取得。因此，建議優(yōu)先采納圓鋼。

4．1．4本條系參考國(guó)際電工委員會(huì)IECI024一1建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定而定的。

已證實(shí)，鐵板遭雷擊時(shí)其與閃擊通道接觸處由于熔化而燒穿僅當(dāng)真厚度小于4mm時(shí)才可能。

金屬體與閃擊通道接觸處的熱過(guò)程極為復(fù)雜，而且不行準(zhǔn)確計(jì)算。當(dāng)這一現(xiàn)象用簡(jiǎn)化的模型表示時(shí)可假定，接觸區(qū)的熱分配與固定的電弧類同。電弧在金屬電極表面產(chǎn)生數(shù)十伏的電壓降（Uc，以下計(jì)算取其值為30V），它幾乎與雷電流的大小無(wú)關(guān)。使金屬加熱的能量為w=Ue·Q，式中Q為流經(jīng)雷擊點(diǎn)的電荷（As）。考慮全部能量用于加熱金屬體時(shí)，雷擊每庫(kù)侖（As）電荷能熔化以下的金屬體積：

鐵（Fe），V/Q≈4.4mm3/As;銅(Cu)，V/Q≈5.4mm3/As；鋁（AL）V/Q≈124mm3/As。

雷擊點(diǎn)加熱面積的直徑取50～100mm（相應(yīng)面積為1963～7854mm2）。已知電荷Q值則可估算金屬的熔化深度。如正閃擊的全部電荷的平均值（50％概率）為80As（負(fù)閃擊的相應(yīng)值僅為8As），則熔化深度為Fe0．045～0．179mm、Cu0．055～0．22mm、AL0．122～0.489mm。

依照表3．1的注，對(duì)第二、第三類防雷建筑物一次閃擊的總電荷量分不為225As和150As，其相應(yīng)的金屬熔化深度分不為Fe0。127

～0.503mm、Cu0．155～0．619mm、AL0．343～1.375mm和Fe0．084～0．336mm、Cu0．103～0．143mm、AL0．229～0．917mm。

4．1．6敷設(shè)在混凝土內(nèi)的金屬體，由于受到混凝上愛(ài)護(hù)，不需要采取防腐措施。

4．1．7由于這類共用天線可能改變位置、改型、取消，故規(guī)定本條。

第二節(jié)引下線

4．2．1參見(jiàn)本規(guī)范第4．1．2條的講明。

4．2．2為了減小引下線的電感量，故引下線應(yīng)沿最短接地路徑敷設(shè)。

關(guān)于建筑藝術(shù)要求較高的建筑物，引下線可采納暗敷設(shè)，但截面要加大，這要緊是考慮維修困難。

4．2．5由于引下線在距地面最高為1．8m處設(shè)斷接卡，為便于拆裝斷接卡以及拆裝時(shí)不破壞愛(ài)護(hù)設(shè)施，故規(guī)定“地面上1.7m”。

改性塑料管為耐陽(yáng)光曬的塑料管。

第三節(jié)接地裝置

4．3．1所采納的最小截面是考慮一定的耐腐蝕能力并結(jié)合實(shí)際使用尺寸而提出的，這些截面在一般情況下能得到良好的使用效果，然而腐蝕性較大的上壤中，應(yīng)采納鍍鋅等防腐措施或加大截面。

在附錄五中已講明接地線為“從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導(dǎo)體”。為便于施工和一致性（埋地導(dǎo)體截而相同），故規(guī)定“接地線應(yīng)與水平接地體的截面相同”。

4．3．2當(dāng)接地裝置由多根水平或垂直接地體組成時(shí)，為了減小相鄰接地體的屏蔽作圍，接地體的間距一般為5m，相應(yīng)的利用系數(shù)約為0．75～0．85。當(dāng)接地裝置的敷設(shè)地點(diǎn)受到限制時(shí)，上述距離能夠依照實(shí)際情況適當(dāng)減小，但一般不小于垂直接地體的長(zhǎng)度。

4．3．3接地體深埋地下接觸良導(dǎo)電性土壤，泄放電流效果好，接地體埋得愈深，上壤濕度和溫空的變化愈小，接地電阻愈穩(wěn)定。依照計(jì)算，在均勻土壤電阻率的情況下埋得太深對(duì)降低接地電阻值不顯著。實(shí)際上，接地裝置埋設(shè)深度一般不小于0．5～0．8m，這深度既能幸免接地裝置遭受機(jī)械損壞，同時(shí)也減小氣候?qū)拥仉娮柚档淖璧K。

將人工接地體埋設(shè)在混凝土基礎(chǔ)內(nèi)（一般位于底部靠室外處，混凝土愛(ài)護(hù)層的厚度≥50mrn），因得到混凝土的防腐愛(ài)護(hù)，日后無(wú)需維修，但假如將接地體直接放在基礎(chǔ)坑底與土壤接觸，由于受土壤腐蝕，日后維修困難，甚至無(wú)法維修，不推舉采納這種方法。為使日后維修方便，埋地人工接地體距墻和基礎(chǔ)應(yīng)有一定距離，往常有的單位按≥3m做，無(wú)此必要。

4．3．4第一款，IEC的81（Secretariat）13／1984年1月的文件（TC81第4工作組的進(jìn)展報(bào)告），在其附件（防雷接地體的有效長(zhǎng)度）中提及：“由于電脈沖在地中的速度是有限的，而且由于沖擊雷電流的陡度是高的，一接地裝置僅有一定的最大延伸長(zhǎng)度有效地將沖擊電流散流入地”。在該附件的附圖中畫出兩條線，其一是接地體延伸長(zhǎng)度最大值Lmax，它對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)波頭，即對(duì)應(yīng)于閃擊對(duì)大地的第一次雷擊；另一是最小值Lmix，它對(duì)應(yīng)于短波頭，即對(duì)應(yīng)于閃擊對(duì)大地的第一次雷擊以后的雷擊。將Lmax和Lmix這兩條線以計(jì)算式表示，則可得出：Lmax=4√p和Lmix=0．7√p，取其平均值，得Lmax+Lmix/2＝2．35√p≈2√p

本款參考以上及其它資料，并考慮便于計(jì)算，故規(guī)定了“外引長(zhǎng)度不應(yīng)大于有效長(zhǎng)度”，即2√P。

當(dāng)水平接地體敷設(shè)于不同土壤電阻率時(shí)，可分段計(jì)算。例如，一外引接地體先經(jīng)50m長(zhǎng)的2000Ω·m土壤電阻率，以后為1000Ω·m。先按2000Ω·m算出有效長(zhǎng)度為2√2000＝89.4m，減去50m余39．4m，但它是敷設(shè)在1000Ω·M的而不是2000Ω·m的土壤中，故要按下式換算為1000Ω·m條件下的長(zhǎng)度，即L1＝L2√P1/P2。

將以上數(shù)值代入，得L1＝39．4√1000/2000＝27.9m。因此，有效長(zhǎng)度為50＋27.9＝77．9m，而不是89m，其它情況類推。

第五章接閃器的選擇和布置

第二節(jié)接閃器布置

5．2．1表5．2．1是參考IEC1024一1防雷標(biāo)準(zhǔn)的2.1．2款及其表1并結(jié)合我國(guó)具體情況和以往的適應(yīng)做法而定的。

IECI024一1防雷標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)上述的內(nèi)容為，“2．1．2布置：當(dāng)符合表1的要求時(shí)，接閃器的布置確實(shí)是合適的。在設(shè)計(jì)接閃器時(shí)，可單獨(dú)或任意組合地采納以下方法：A）愛(ài)護(hù)角；B）滾動(dòng)球體；C）合適的網(wǎng)格。

按照防雷級(jí)不布置接閃器表5．1

*在這些情況下僅采納滾球法和避雷網(wǎng)。

（注：關(guān)于接閃器布置和愛(ài)護(hù)級(jí)不之間的關(guān)系及確定方法將在以后IEC的出版物，即指南B‘防雷裝置的建設(shè)’中列出）．”

愛(ài)護(hù)角是以滾球法作為基礎(chǔ)，以等效法計(jì)算而得，使愛(ài)護(hù)角愛(ài)護(hù)的空間等于滾球法愛(ài)護(hù)的空間。但在具體位置上的愛(ài)護(hù)范圍有明顯的矛盾，為幸免以后在應(yīng)用上的爭(zhēng)議，故本規(guī)范不采納。

用防雷網(wǎng)格形導(dǎo)體以給