工程防雷設(shè)計(jì)

防雷工程設(shè)計(jì)電子工程學(xué)院雷電教研室牟翔永一、雷電基礎(chǔ)概述1、雷電現(xiàn)象

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種放電現(xiàn)象。放電過程中，由于閃電通道中溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產(chǎn)生沖擊波，導(dǎo)致強(qiáng)烈的雷鳴。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時(shí)，它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。閃電的平均電流約30KA，最大電流可達(dá)300KA。閃電的最高電壓可達(dá)10萬KV。一個(gè)中等強(qiáng)度雷暴的功率可達(dá)1萬KW，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。2、雷電災(zāi)害

雷電災(zāi)害是聯(lián)合國(guó)公布的10種最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，也是目前中國(guó)十大自然災(zāi)害之一。據(jù)估計(jì)，全球每年有幾千人死于雷擊，全球每年的雷擊受傷人數(shù)可能是雷擊死亡人數(shù)的5到10倍，雷電所導(dǎo)致的火災(zāi)、爆炸等時(shí)有發(fā)生。據(jù)觀測(cè)，當(dāng)今全球每一秒鐘平均發(fā)生46次閃電，而我國(guó)平均每一分鐘發(fā)生77次閃電。

具有大電流、高電壓、強(qiáng)電磁輻射特征的閃電對(duì)人類社會(huì)的威脅性在日益加大。我國(guó)地處溫帶和亞熱帶地區(qū)，雷暴活動(dòng)十分頻繁，全國(guó)有21個(gè)省會(huì)城市的年最多雷暴日均在50天以上，最多的達(dá)到了134天。中國(guó)每年因雷電災(zāi)害造成財(cái)產(chǎn)損失50至100億元。3、雷電的防護(hù)盡管防雷裝置不可能100%地保證人、財(cái)、物不受雷擊而造成損害，但實(shí)踐證明，在符合科學(xué)原則的前提下，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)和耐用可靠的原則制定的雷電防護(hù)方案，的確能大大減小人、財(cái)、物遭受雷電損害的危險(xiǎn)性，或?qū)⒗纂姙?zāi)害造成的損失減少到最低程度。

雷電危害形式：直擊雷（熱效應(yīng)、電動(dòng)力效應(yīng)、沖擊波）、雷電感應(yīng)（靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)）、雷電電磁脈沖、雷電過電壓侵入、暫態(tài)電位升高（雷電反擊、跨步電壓、接觸電壓）等。

雷電防護(hù)裝置/器件：避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷器（電涌保護(hù)器）、接地極、接地線（含引下線）、等電位連接帶（均壓環(huán)）等。

雷電防護(hù)措措施：接閃閃、分流、、屏蔽、等等電位連接、接接地、合理理布線等技技術(shù)措施以以及躲避。。二、防雷工工程勘察1、準(zhǔn)備工工作接地電阻測(cè)測(cè)試儀、土土壤電阻率率測(cè)試儀、、皮尺、游標(biāo)標(biāo)卡尺、相相機(jī)等儀表表器材；勘察表等紙紙質(zhì)文檔資資料；安全措施（（安全帽、、絕緣鞋等等）。2、勘察目目的防雷工程勘勘察是為了了防雷工程程的規(guī)劃、、設(shè)計(jì)、施工工等，對(duì)施施工地點(diǎn)的的地形、地地質(zhì)、氣象要素、、電磁環(huán)境境等進(jìn)行測(cè)測(cè)繪、勘探探、測(cè)試及綜合評(píng)評(píng)定，并提提供可行性性評(píng)價(jià)與建建設(shè)所需要的勘察察資料。一一份高質(zhì)量量的防雷工工程勘察報(bào)告在滿滿足相應(yīng)規(guī)規(guī)范的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，不僅僅要真實(shí)客觀地反反映以上問問題，更重重要的是應(yīng)應(yīng)該進(jìn)行正確合理理的防雷工工程分析評(píng)評(píng)價(jià)，提供供合理可信的防雷雷工程參數(shù)數(shù)和建議。。3、防雷勘勘察的內(nèi)容容⑴地形：被保保護(hù)對(duì)象所所處的位置置（平原、、丘陵、山區(qū)區(qū)、海邊、、河邊、水水庫邊等等等）。⑵交通：交通通條件的好好壞和遠(yuǎn)近近將直接影響到運(yùn)輸輸?shù)某杀?。。⑶地物狀況：：周圍建筑筑物或較高高的自然物的高度、、距離、相相對(duì)位置等等。⑷氣象條件：：雷暴日數(shù)數(shù)、雷暴強(qiáng)強(qiáng)度、最大凍土深度度、最大風(fēng)風(fēng)速等。獲?、拧娶荣Y料方法法：目測(cè)、、向相關(guān)部部門查詢資料料等。⑸土壤特征征：①了解施工地地點(diǎn)的巖石石、土壤等等成分比例。②測(cè)量施工區(qū)區(qū)域的土壤壤電阻率，，范圍主要集中在被被保護(hù)物周周圍50～～100米米之內(nèi)，如如果測(cè)量的數(shù)值值偏大，可可以考慮向向外擴(kuò)展測(cè)測(cè)量范圍，在測(cè)量量結(jié)束后基基本上能對(duì)對(duì)被保護(hù)物物周圍的土壤導(dǎo)電電能力有大大體的了解解。③對(duì)于使用年年限較長(zhǎng)、、接地穩(wěn)定定性要求高的工程還還應(yīng)測(cè)量土土壤酸堿性性。④在選定的接接地網(wǎng)施工工地點(diǎn)挖多多個(gè)點(diǎn)的探井，主要要是直接觀觀察地表以以下2米～～5米深土層和巖石石的分布情情況（具體體的深度可可根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖畲蟠髢鐾辽疃榷群凸こ檀蟠笮〖肮こ坛痰闹匾詠磉x擇擇，在符合合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)中關(guān)于接接地極最淺敷設(shè)要要求的基礎(chǔ)礎(chǔ)上可適當(dāng)當(dāng)加深）。。獲得準(zhǔn)確的土質(zhì)質(zhì)條件、土土層狀況、、地下水位位深淺分布等資料料。探井尺尺寸一般為為長(zhǎng)方形，，長(zhǎng)約2m、寬約約1m。⑹了解建（構(gòu)構(gòu)）筑物的的用途，如如果是作為生產(chǎn)和存存儲(chǔ)的功用用，還應(yīng)了了解具體生生產(chǎn)和存儲(chǔ)物品的的內(nèi)容和性性質(zhì)，初步步的劃分該該項(xiàng)目的防雷等級(jí)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，同同時(shí)測(cè)量被被保護(hù)建（（構(gòu)）筑物（或建建筑物群體體）的長(zhǎng)、、寬、高度度以及位置分布，，對(duì)于沒有有開工建設(shè)設(shè)的建（構(gòu)構(gòu)）筑物可以從圖圖紙上取得得需要的數(shù)數(shù)據(jù)。查看看相鄰建（構(gòu)）筑筑物的高度度。這些資資料對(duì)于建建筑物按滾球法設(shè)設(shè)計(jì)防直擊擊雷裝置非非常重要，，因此測(cè)量的數(shù)據(jù)據(jù)一定要準(zhǔn)準(zhǔn)確。⑺了解建筑筑物內(nèi)各樓樓層及樓頂頂被保護(hù)的的電子信息系系統(tǒng)設(shè)備的的分布狀況況、重要程程度、綜合布線的的情況以及及供、配電電情況及其其配電系統(tǒng)接地形形式。建筑筑物內(nèi)部各各樓層被保保護(hù)的電子信息系系統(tǒng)設(shè)備的的分布狀況況是雷電電電磁脈沖防護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)最重要的的資料，它它可以確定定SPD的數(shù)量、種種類及安裝裝位置。確確定樓頂被被保護(hù)設(shè)備的分布布狀況，主主要用于設(shè)設(shè)計(jì)使用避避雷針、帶的數(shù)量及及安裝高度度。⑻準(zhǔn)確了解施施工現(xiàn)場(chǎng)范范圍內(nèi)，地地下各種管道、通信信線纜、電電力線路埋埋設(shè)情況。。⑼對(duì)改造工程程還應(yīng)了解解建（構(gòu)））筑物前期是否做過過防雷設(shè)施施，是否受受到過雷擊擊，以及雷擊事故故發(fā)生的原原因等。4、撰寫勘勘察報(bào)告防雷工程勘勘察報(bào)告是是防雷工程程勘察的最最終成果，是是建筑物防防雷設(shè)計(jì)和和施工的重重要依據(jù)。在保證證測(cè)量數(shù)據(jù)據(jù)準(zhǔn)確可靠靠的基礎(chǔ)上上，報(bào)告要充分搜搜集利用相相關(guān)的工程程地質(zhì)資料料，做到內(nèi)容齊全全，論據(jù)充充足，重點(diǎn)點(diǎn)突出，正正確評(píng)價(jià)建筑場(chǎng)地地條件、接接地條件和和特殊問題題，為工程設(shè)計(jì)和和施工提供供合理適用用的建議。。三、防雷工工程設(shè)計(jì)防雷工程設(shè)設(shè)計(jì)方案：：⑴封面、目目錄⑵方案主體體部分企業(yè)簡(jiǎn)介、、雷電危害害概述、雷雷電防護(hù)原原理、勘察報(bào)報(bào)告、設(shè)計(jì)計(jì)指導(dǎo)思想想和原則、、設(shè)計(jì)依據(jù)、防雷雷工程設(shè)計(jì)計(jì)方案等。。⑶工程設(shè)計(jì)計(jì)圖⑷工程預(yù)算算書1、企業(yè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)介⑴注冊(cè)資本本；⑵資質(zhì)（設(shè)設(shè)計(jì)資質(zhì)、、施工資質(zhì)質(zhì)）；⑶內(nèi)部機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)置；⑷員工人數(shù)數(shù)、職稱結(jié)結(jié)構(gòu)、學(xué)歷歷水平等；；⑸近幾年承承擔(dān)防雷工工程設(shè)計(jì)、、施工的情情況；⑹其他。2、雷電災(zāi)災(zāi)害概述⑴雷電現(xiàn)象象放電現(xiàn)象、、大電流、、高電壓、、強(qiáng)電磁脈脈沖等。⑵雷電災(zāi)害害（傷亡、、損失等））人畜傷亡（（如2006年，全全國(guó)雷災(zāi)近近兩萬起，傷亡事事故759起，造成成717人人死亡，640人受傷）。財(cái)物損失（（中國(guó)每年年因雷電災(zāi)災(zāi)害造成財(cái)財(cái)產(chǎn)損失50至至100億億元，造成成火災(zāi)、爆爆炸數(shù)百起起）。其他（如雷雷災(zāi)出現(xiàn)的的一些新特特點(diǎn)）。3、雷電防防護(hù)原理⑴雷電主要要危害形式式①直擊雷（（熱效應(yīng)、、電動(dòng)力效效應(yīng)、沖擊擊波）②雷電感應(yīng)應(yīng)（靜電感感應(yīng)、電磁磁感應(yīng)）③雷電電磁磁脈沖LEMP④雷電波侵侵入⑤雷電高電電壓反擊⑵雷電防護(hù)護(hù)系統(tǒng)（LPS）主主要包括①接閃②分流③屏蔽④等電位連連接⑤接地⑥合理布線線⑦其他（如如躲避）⑶LEMP防護(hù)措施施系統(tǒng)（LPMS））①防雷區(qū)（（LPZ））②LPMS主要包括括接地（引導(dǎo)導(dǎo)和泄放雷雷電流入大大地）等電位連接接（最小化化電位差、、消弱雷擊擊磁場(chǎng)強(qiáng)度）屏蔽（衰減減直接雷擊擊或鄰近雷雷擊在LPZ中產(chǎn)生的磁場(chǎng)、、減小電涌涌）合理布線（（減小環(huán)路路感應(yīng)、降降低內(nèi)部電電涌）SPD分流流/限壓（（限制內(nèi)部部/外部電電涌、過電電壓限制）4、勘察報(bào)報(bào)告勘察報(bào)告是是防雷工程程設(shè)計(jì)的重重要基礎(chǔ)，，勘察的結(jié)果果、數(shù)據(jù)等等應(yīng)該詳實(shí)實(shí)地反應(yīng)在在勘察報(bào)告里面。。重點(diǎn)突出出保護(hù)對(duì)象象自身特點(diǎn)點(diǎn)與其所處環(huán)境，，有無雷電電防護(hù)裝置置及合理的的防護(hù)措施等等。。5、設(shè)計(jì)指指導(dǎo)思想和和原則指導(dǎo)思想：：嚴(yán)格按照國(guó)國(guó)家防雷標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及及有關(guān)行業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)進(jìn)行工程設(shè)設(shè)計(jì)，同時(shí)時(shí)參考和引引入IEC（國(guó)際電工工委員會(huì)））的有關(guān)防防雷技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。堅(jiān)持“綜合合治理，整整體防御，，多重保護(hù)，，層層層層設(shè)設(shè)防防””的的雷雷電電防防護(hù)護(hù)基基本本原原則則，，進(jìn)進(jìn)行行綜合合雷雷電電防防護(hù)護(hù)系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)。。設(shè)計(jì)計(jì)原原則則：：嚴(yán)謹(jǐn)謹(jǐn)科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)先先進(jìn)進(jìn)安全全可可靠靠經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)實(shí)實(shí)用用6、、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)依依據(jù)據(jù)⑴.《《建建筑筑物物防防雷雷設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》》（（GB50057-94））⑵.《《建建筑筑物物電電子子信信息息系系統(tǒng)統(tǒng)防防雷雷技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范》》（GB50343-2004））⑶.《《電電子子計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)機(jī)機(jī)房房設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》》（GB50174-93））⑷.《《民民用用建建筑筑電電氣氣設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》》（JGJ/T16-2008））⑸.《《有有線線電電視視系系統(tǒng)統(tǒng)工工程程技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范》》（GB50200-94））⑹.《《移移動(dòng)動(dòng)通通信信基基站站防防雷雷與與接接地地設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》》（YD5068-98））⑺.《《氣氣象象臺(tái)臺(tái)（（站站））防防雷雷技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范》》（QX4-2000））⑻.《《石石油油與與石石油油設(shè)設(shè)施施雷雷電電安安全全規(guī)規(guī)范范》》（GB15599-1995））⑼.《《鐵鐵路路電電力力設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》》（（TB10008-99））⑽.《《交交流流電電氣氣裝裝置置的的接接地地》》（DL/T621-1997））⑾.IEC1024《《建建筑筑物物防防雷雷》》⑿.IEC61312《《防防雷雷電電電電磁磁脈脈沖沖（（LEMP））》》⒀.IEC62305《《雷雷電電防防護(hù)護(hù)》》⒁.《《建建筑筑物物、、構(gòu)構(gòu)筑筑物物防防雷雷設(shè)設(shè)施施安安裝裝》》（（D562））⒂.《《防防雷雷與與接接地地裝裝置置圖圖集集》》（（92DQ13））7、、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方案案一、、直直擊擊雷雷防防護(hù)護(hù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)二、、供供配配電電系系統(tǒng)統(tǒng)雷雷電電防防護(hù)護(hù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)三、、計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系系統(tǒng)統(tǒng)雷雷電電防防護(hù)護(hù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)四、、通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)雷雷電電防防護(hù)護(hù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)五、、有有線線電電視視系系統(tǒng)統(tǒng)雷雷電電防防護(hù)護(hù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)六、、天天線線饋饋線線系系統(tǒng)統(tǒng)雷雷電電防防護(hù)護(hù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)七、、監(jiān)監(jiān)控控系系統(tǒng)統(tǒng)雷雷電電防防護(hù)護(hù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)八、等電位位連接設(shè)計(jì)計(jì)九、接地網(wǎng)網(wǎng)設(shè)計(jì)十、……設(shè)計(jì)的依據(jù)據(jù)設(shè)計(jì)的具體體措施設(shè)計(jì)的參數(shù)數(shù)、型號(hào)設(shè)計(jì)的示意意圖設(shè)計(jì)要達(dá)到到的功能8、工程設(shè)設(shè)計(jì)圖、施施工圖設(shè)計(jì)圖：可泛指一切切用圖形方方式表達(dá)的的設(shè)計(jì)文件件。按照設(shè)計(jì)階階段可分為為建筑方案案設(shè)計(jì)圖、、規(guī)劃設(shè)計(jì)圖、初初步設(shè)計(jì)圖圖、施工圖圖等；按照照表現(xiàn)手法可分為為工程圖、、效果圖、、草圖等；；按照專業(yè)可分為為建筑圖、、結(jié)構(gòu)圖、、電氣圖、、給排水圖等。施工圖：施工圖屬于于設(shè)計(jì)圖的的一種，用用來指導(dǎo)具具體施工的詳詳細(xì)設(shè)計(jì)文文件，包含含施工的每每一個(gè)細(xì)節(jié)，如施施工說明、、具體尺寸寸、注意事事項(xiàng)等。通常包括建建筑施工圖圖、結(jié)構(gòu)施施工圖、給給排水施工圖、電電氣施工圖圖、暖通施施工圖等等等。防雷與接地地施工歸于于電氣施工工圖。一套完整的的設(shè)計(jì)圖紙紙包含施工工圖。設(shè)計(jì)圖/施施工圖制作作：通常用計(jì)算算機(jī)輔助設(shè)設(shè)計(jì)（CAD）軟件件進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。。需要的硬硬件主要有有：計(jì)算機(jī)機(jī)主機(jī)、圖形顯示終終端、打印印機(jī)或繪圖圖儀等。防雷工程設(shè)設(shè)計(jì)常用AutoCAD進(jìn)行行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)計(jì)。AutoCAD是美美國(guó)Autodesk公司于于1982年推出的自動(dòng)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助助設(shè)計(jì)軟件件，用于二二維繪圖、三維繪繪圖等，已已廣泛應(yīng)用用于機(jī)械、、建筑、電子、電氣氣、航空航航天等工程程設(shè)計(jì)領(lǐng)域域。9、工程預(yù)預(yù)算書工程預(yù)算是是對(duì)工程項(xiàng)項(xiàng)目在未來來一定時(shí)期期內(nèi)的收入和和支出情況況所做的計(jì)計(jì)劃。工程預(yù)算書書的編制：：課程《雷電電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估估與預(yù)算》》已講授。。四、工程招招投標(biāo)文件件———招標(biāo)標(biāo)書、投標(biāo)標(biāo)書1、招標(biāo)文文件招標(biāo)文件是是招標(biāo)人向向投標(biāo)人提提供的為進(jìn)進(jìn)行投標(biāo)工作作所必須的的文件。一一般包括：：⑴投標(biāo)須知知，包括工工程概況、、招標(biāo)范圍圍、資格審查條條件、