電氣綜合防雷畢業(yè)設計

緒論自古以來，雷電災害一直存在，據(jù)有關研究統(tǒng)計，地球上任一時刻平均有2000多個雷暴在進行著，平均每秒有100次閃電，每個閃電強度可高達10億伏，足見其能量之大，產生的危害可想而知。200多年前，富蘭克林發(fā)明避雷針以后，建筑物等設施已得到了一定的保護，人們認為可以防止雷害，對防雷問題有所松懈。但是隨著近代高科技的發(fā)展，尤其是微電子技術的高速發(fā)展，雷電災害越來越頻繁，損失越來越大，原先的避雷針已無法保護建筑物、人和電器設備。握著電話話筒而受雷擊致死的人時有所聞，原先許多從來不發(fā)生雷電災害的行業(yè)和部門也頻頻受害。這些雷害是人們意料不到的。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)今全球平均每年因雷電災害造成的直接經(jīng)濟損失就超過10億美元，死亡人數(shù)在三千人以上。我國根據(jù)氣象部門和勞動部門的估算，每年雷擊傷亡人數(shù)均超過1萬，其中死亡3000多人。例如1989年８月1２日，我國青島市黃島油庫遭雷擊失火，燃燒104小時才勉強撲滅。傷亡人員近百名，燒毀原油3.6萬噸，整個油庫毀壞殆盡，變成一片廢墟。又如某數(shù)據(jù)中心，集全體技術人員歷時三年的研究成果和寶貴數(shù)據(jù)因一次雷災而化為烏有。類似的案例不勝枚舉。90年代以后，雷災出現(xiàn)新的特點，這主要是因為一些高大建筑的興起，最典型的就是高層智能大廈，這種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，隨著微電子技術高度發(fā)展及廣泛應用到各個領域，使雷害對象也發(fā)生了轉移──從對建筑物本身的損害轉移到對室內的電器、電子設備的損害，以至發(fā)生人身傷亡事故。隨之防雷對象也由強電轉移到弱電，雷電產生的電磁脈沖超過直接雷擊而成為主要危害。從上面的敘述可以看出，防雷工作是十分必要的，各行各業(yè)有關部門均應給予重視。尤其是電氣設計人員，在進行建筑物的防雷設計時，一定要嚴格按照我國《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057－942000）強制性國家標準來進行設計。本文從雷電對建筑物產生危害的四個方面入手，先敘述了直擊雷、雷電波侵入、感應過電壓和地電位提高等對建筑及其內部設備的損害，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)的設計──外部防雷和室內防護，最后以一個實際工程對防雷系統(tǒng)設計過程進行詳細的介紹。1雷擊的危害通常所謂的雷擊是指一部分帶電的云層與另一部分帶異種電荷的云層，或者是帶電的云層對大地之間迅猛的放電。這種迅猛的放電過程產生強烈的閃電并伴隨巨大的聲音。當然，云層之間的放電主要對飛行器有危害，對地面上的建筑物和人、畜沒有很大影響。然而，云層對大地的放電，則對建筑物、電子電氣設備和人、畜危害甚大，這是電氣防雷設計的主要對象。雷擊的危害主要有四個方面：（1）直擊雷帶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，將導致放電通道內的物體、建筑物、設施、人畜遭受嚴重的破壞或損害——火災、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。（2）雷電波侵入雷電不直接放電在建筑和設備本身，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，侵入并危及室內電子設備和自動化控制等各個系統(tǒng)。因此，往往在聽到雷聲之前，我們的電子設備、控制系統(tǒng)等可能已經(jīng)損壞。（3）感應過電壓雷擊在設備設施或線路的附近發(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生成過電壓。雷擊放電于具有避雷設施的建筑物時，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）、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，輕則造成電子設備受到干擾，數(shù)據(jù)丟失，產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。（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施，接地網(wǎng)的地電位會在數(shù)微秒之內被抬高數(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)絡信號系統(tǒng)，或者擊穿大地絕緣而流向另一設施的供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡信號系統(tǒng)，從而反擊破壞或損害電子設備。同時，在未實行等電位連接的導線回路中，可能誘發(fā)高電位而產生火花放電的危險。如圖1所示，當10KA的雷電流通過下導體入地時，假設接電阻為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，設備的D點與E點間有100KV的電壓差，足以將設備損壞。圖1簽以上四方面中狂雷電對建筑物肯的危害主要以精后只雷電波侵入、墊感應過電壓蛾與汁地電位反擊光三者居多，這餡三者統(tǒng)稱為雷屬電電磁脈沖。盲據(jù)有關統(tǒng)計資續(xù)料，泥直擊雷的損壞趴僅蠢占坊15葬%饅，捆而雷電電磁脈文沖堆的損壞妥占訴85鑄%挎。倉因此，現(xiàn)代建亞筑的防雷設計羊已不同以往，側對雷電電磁脈歸沖的防護必須忽要加以重視。追2榮蛾防雷等級分類械計算跌我們在著手建耀筑物防雷設計播的第一步雹時國，首先是要確啊定建筑物的防吩雷等級?！督ㄈ~筑物防雷設計桿規(guī)范斬》誘(GB500絡5分7屈－吐97羽2000稅)俊中，對建筑物漆防雷噸等級錢的劃分，除了碗由建筑物的功夾能定性外，第饅二、三類防雷勸建筑，還取決糖于建筑物的預興計年雷擊次丘數(shù)教N穩(wěn)。迎2.1貴建筑物的預計梳年雷擊次數(shù)咐計算棒建筑物年預計護雷擊次數(shù)應按朋下式責計算訴：表N兼=歪k亞*嗎N擴g惡*胖A貍e順凍逐（暮1松）鞠式中：設N徐─格─割建筑物年預計唉雷擊次數(shù)（次梢／丟a嫁）；當k乓─病─退校正系數(shù)，在圈一般情況下恩取寺1起，在下列情況彼下取相應數(shù)值銀：位于曠野孤松立的建筑物輸取跌2漁；金屬屋面的欺磚木結構建筑用物倡取株1.暴7屠；位于河邊、餓湖邊、山坡下聲或山地中土壤返電阻率較小處戲、地下水露頭隆處、土山頂部傻、山谷風口等餅處的建筑物，芳以及特別潮濕要的建筑物眉取郵1.世5師；卵N仔g舍─作─和建筑物所處地你區(qū)雷擊大地的犧年平均密度［賢次／月（目km吩2形·帶a饅）］；染A麻e刪─江─某與建筑物截收編相同雷擊次數(shù)矩的等效面積拋（豐km粒2盲）。訓雷擊大地的年腥平均密度應按雜下式計算：兇N舉g莖婆＝妨0.024匙T葉d訊1.3艷違（色2摘）梯式中純：吃T其d菜─槐─盤年平均雷暴日訴，根據(jù)當?shù)貧鉁舷笈_、站資料英確定占（俗d洲／匠a隸）。叨建筑物等效面戚積曠A優(yōu)e纏是其實際平面笛積向外擴大后昨的面積。其計莊算方法分以下漸三個方面：奉（妹1拴）當建筑物的描高據(jù)H攀小他于捎100夕m狂時，其等效面梯積按以下公式任計算：（3）樸式中稻：貧喂L宜、錫W罰、欠H肢─殊─簽分別為建筑物歡的長、寬、高浸（揉m澇）。腳（言2以）當建筑物的金高枕H薦等于或大型于莊100像m逢時，建筑物的倘等效面積按下免式計算：月A去e船＝膝[秤LW愛＋是2冷H這（哨L煩＋蓬W蠶）元＋怨π御H炎2斥]·10采-錦6瞇燭下（霧4臟）工（愿3鏟）當建筑物各杜部位的高不同罵時，應沿建筑充物周邊逐點算屠出最大擴大寬碌度，其等效面缺積尖A飯e奏應按每點最大媽擴大寬度外端路的連接線所包吩圍的面積計算盈。（4）觸按以上公式計食算得逢到因N晃后就可以確定歉防雷等級了。曲一般先把建筑袍物按其邊重要性煙和翅使用性質市分為丑部、省級辦公緞建筑物及其它暫重要或人員密揀集的公共建筑頂物鉛和它住宅、辦公樓荒等一般性民用欲建筑物碰兩類。袋部、省級辦公租建筑物及其它郵重要或人員密花集的公共建筑幟物咳其揪年機預計雷擊次佛數(shù)寸N襯大于挽0.細06亡次趟/a枯時，該建筑就堡劃為第二類防佳雷建筑物逐；恢若該N盛大于等于蔽0.0延12餐次跪/a妹，稈且小于或等扎于見0.活06個次脫/a抵，則該建筑就抄劃為第息三訪類防雷建筑物竟?？p住宅、辦公樓屠等一般性民用鏡建筑物便其溝年泰預計雷擊次狼數(shù)祖N岡大于仙0.密3稻次姥/a各時，該建筑就的劃為第二類防尚雷建筑物嘆；遮若更N撓大于等于躺0.0腸6來次淘/a艙，險且小于或等撈于氏0.吉3輕次汁/a聾，則該建筑就寶劃為第季三扁類防雷建筑物慰。抽那么，如莖果六N絹小腎于撐0.土012狂次非/a絕該怎么辦呢？音按照規(guī)范的要尿求，如館果劫N境小燙于避0.改012聚次深/a怨，同時該建筑縮物又不屬于國眠家機關、政府塑大樓等重要建擱筑的話，可以剃不做防雷設計套。但是，則從觸200戲4繡年望7需月開始，上海渾氣象局對沒有伙做建筑防雷設毒計的建筑工程東不與審批通過逗。因此，酒年是預計雷擊次數(shù)捐小延于諸0.貪012旗次亮/a資的建筑物的防知雷設計還要根爹據(jù)各個地方的斑地方規(guī)定。狹2.2雞痛計算舉例詢例賊1非：南京某大學絨教學樓，其屋就頂平面圖見附烘錄圖停紙棕“氣教學樓屋頂平漁面司圖期”昨，各尺寸見平鄙面圖標注，試獎確定其防雷等旗級。益解：從建筑屋嗎頂平面圖各標俯高可以看到，填此建筑屬于上圣述三類中的赤（候3鋤），即建筑各滴部位的高度不送同。街但它還有一個災特殊的地方，職就是整幢建筑王的外形呈半工爸字形，對這種智特殊的聯(lián)體式槳的建筑，防雷可計算有兩種不才同的可行的方股法。一種是把沖整幢建筑的外艙周長加起來，胳算做等效長度葛，然后根哈據(jù)等效長度和架寬、高來計算倍年預計雷擊次繭數(shù)。第二種是玻把整幢建筑按棚其結構功用分鴉為三個單體來垂分別計算，計炎算后取防雷等持級大的為整個接建筑的防雷等徐級，然后根據(jù)役每個單體建筑謝的長、寬、高印適當增設避雷慶針。述第一種做法是庸常規(guī)的做法，示而第二種做法汗是一種經(jīng)驗做鐘法，目前已經(jīng)丘被審圖公司認席可，之所以可軌以采取此種方避法計算是因為遷像這樣的建筑肥，因為其單體篇功能不同，建句筑里配電設備疫一般是按單體孫設計的，每個燭單體都有其單瘦獨的室內防護樸（將在后面敘招述），因此外崗部防雷也可以朗分開。濁此建筑按第二黑種方法計算其墾年預計雷擊次尼數(shù)。因為其對慣稱，所以只需扇計算上邊部分呈與中間的單體查?，F(xiàn)把其按高違度分云為多4何塊區(qū)域（兩邊餐上屋頂樓梯不壤計）。計算如志下：游塊煎1售：魔長腐21豐m材、殖寬案18測m估、沙高疊22.9掘m擁，司所以城A咽e1綁=0.018徐08辨塊汁2杯：經(jīng)長反72癥m診、搖寬雙21.1穗m艙、婚高齡21具m私，所以某A乓e2侮=0.024自739嶺塊功3院：亞長尊30.2壟m望、壇寬白16.3丟m不、關高莖20.1蘿m甲，所以鮮A蕩e3屠=0.017飲439湊把剪A糧e1緊、索A湯e2剛、圖A驗e3孫相加得到上邊即部分的建筑等忘效面積閘A司e殃=0.060松258勉南京地區(qū)年平抱均雷暴惹日測T峰d謝=35.1d爺/鍬a驚，所以善N融g知秒＝狹2.4496皆86411簽校正系數(shù)嶼k跳取載1銅，則年預計雷殼擊次數(shù)瓦N潮1么=0.148鄙此學校建筑應閣該歸類于惕人員密集的公拉共建筑物犧，其年預計雷根擊次虜數(shù)秩N調大擋于窄0.0種6笑，因此此建筑躁單體屬于二類表防雷建筑。下重部單體與其對撈稱，也屬于二富類防雷建筑。踏塊望4獎：箱長破52超m馬、瘡寬撲37.8途m投、檢高剖14.5漠m兆，所以毛A見e寸=0.019列726披其年預計雷擊要次數(shù)欠N緩2默=0.048韻3狗N古大屬于么0.01爹2場而小園于立0.0座6趴，所以此建筑固單體屬于三類聾防雷建筑。襖綜上所述，可幻以看到三個建圈筑單體的防雷沒等級不同，但鉗按照原則，此薦建筑應歸類于底二類防雷建筑跪。因此此建筑網(wǎng)的所有防雷設咱計都應按照防節(jié)雷設計規(guī)范領上斃“蟻二類防雷建筑聽物的防雷措霧施轉”早進行設計。拳3晴鍬綜合防雷系統(tǒng)迎設計鋸3.1礎坐綜合防雷設計帝的六大要素耗防雷設計是一怪個很復雜的問蝶題，不可能依竿靠一、二種先池進的防雷設備旦和防雷措施就咳能完全消除雷誤擊過電壓和感捕應過電壓的影蔥響，必須針對員雷害入侵途徑即，對各類可能騙產生雷擊危害壇的因素進行綜傘合防護，才能黃將雷害減少到蓬最低限度。這液種綜合防護主鼠要包括接閃、韻分流（保護）盾、均壓、屏蔽枝、接地、合理殘布線，統(tǒng)稱為閥綜合防雷六大酸要素。（1）接閃罷接閃就是讓在歡一定程度范圍絹內出現(xiàn)的閃電柴放電不能任意悅地選擇放電通蚊道，而只能按就照人們事先設俗計的防雷系統(tǒng)曬的規(guī)定通道，曲將雷電能量泄載放到大地中去背。瞇（獨2壁）煙分流吊（保護）籃這是現(xiàn)代防雷梳技術迅猛發(fā)展填的重點，是保室護各種電子設曬備或電氣系統(tǒng)情的關鍵措施。吊所謂分流就是焦在一切從室外摸來的導體（包居括電力電源線橋、數(shù)據(jù)線、電是話線或天饋線殊等信號線）與擱防雷接地裝置圈或接地線之間盟并聯(lián)一種適當固的避雷梁器咬SP載D泉，當直擊雷或煌雷擊效應在線錄路上產生的過名電壓波沿這些兇導線進入室內射或設備時，避財雷器的電阻突院然降到低值，振近于短路狀態(tài)樓，雷電電流就咐由此處分流入吊地了。雷電流粒在分流之后，拉仍會有少部份岡沿導線進入設煮備，這對于一烏些不耐高壓的蠶微電子設備來刷說是很危險的梳，所以對于這獄類設備在導線棚進入機殼前，默應進行多級分占流（即不少于之三級防雷保護通）。（3）均壓澤指使建筑物內濱的各個部位都徒形成一個相等忠的電位，即等管電位。若建筑遺物內的結構鋼屬筋與各種金屬間設置及金屬管父線都能連接成射統(tǒng)一的導電體瀉，建筑物內當乖然就不會產生賢不同的電位，法這樣就可保證寄建筑物內不會夕產生反擊和危漫及人身安全的耗接觸電壓或跨含步電壓，對防減止雷電電磁脈伴沖干擾微電子隊設備也有很大亦的好處。鋼筋麥混凝土結構的預建筑物最具備找實現(xiàn)等電位的熊條件，因為其間內部結構鋼筋舊的大部分都是浸自然而然地焊窩接或綁扎在一脂起的。為滿足旺防雷裝置的要挺求，應有目的尿地把接閃裝置醒與梁、板、柱盜和基礎可靠地服焊接、綁扎或怠搭接在一起，搜同時再把各種悟金屬設備和金秘屬管線與之焊依接或卡接在一院起，這就使整癥個建筑物成為釘良好的等電位溜體。（4）屏蔽艙屏蔽的主要目告的是使建筑物步內的通信設備跡、電子計算機掩、精密儀器以濫及自動控制系纏統(tǒng)免遭雷電電瘦磁脈沖的危害診。建筑物內的酸這些設施，不腐僅在防雷裝置獵接閃時會受到男電磁干擾，而糕且由于它們本悲身靈敏性高且襪耐壓水平低，好有時附近打雷扮或接閃時，也勵會受到雷電波傘的電磁輻射的循影響，甚至在陜其他建筑物接適閃時，還會受竭到從該處傳來煩的電磁波的影狀響。因此，我桃們應盡量利用攏鋼筋混凝土結沃構內的鋼筋，光即建筑物內地垮板、頂板、墻量面、及梁、柱造內的鋼筋，使孝其構成一個網(wǎng)均籠，從而實現(xiàn)霞屏蔽。由于結仗構構造的不同意，墻內和樓板抗內的鋼筋有疏鴿有密，鋼筋密繭度不夠時，設警計人侵員管應按各種設備齒的不同需要增規(guī)加網(wǎng)格的密度憑。良好的屏蔽艱不僅使等電位恥和分流這兩個職問題迎刃而解約，而且對防御派雷電電磁脈沖揉也是最有效的趨措施。此外，漸建筑物的整體謠屏蔽還能防球連雷、側擊和繞苦擊雷的襲擊。（5）接地鈔接地就是讓已序經(jīng)流入防雷系負統(tǒng)的閃電電流北順利地流入大經(jīng)地，而不能讓襯雷電能量集中諒在防雷系統(tǒng)的犯某處對被保護粥物體產生破壞伯作用，良好的券接地才能有效予地泄放雷電能用量，降低引下辯線上的電壓，傳避免發(fā)生反擊叛。分過去的一些舊走規(guī)范要求電子都設備單獨接地矛，目的是防止飲電網(wǎng)中雜散電姨流干擾設備的肺正常工作。但隊現(xiàn)在，防雷工傅程設計已不提魯倡單獨接地，繼而是更多的與性防雷接地系統(tǒng)頌共用接地裝置績，但接地電阻墳要由原來的小炭于彎4允Ω帆減少頁到洪1皂Ω劃。我國的現(xiàn)用執(zhí)的規(guī)范規(guī)定，體如果電子設備義接地裝置采用補專用的接地系喘統(tǒng)，則其與勵防雷接地系統(tǒng)械的地中距離要臣大柴于掠20泳m具。防雷接地是絮防雷系統(tǒng)中最音基礎的環(huán)節(jié)，槐也是防雷安裝錦驗收規(guī)范中最薄基本的安全要來求。接地不好迅，所有防雷措孟施的防雷效果夢都不能發(fā)揮出土來。鬼（任6肆）合理布線州指如何布線才詠能獲得最好的錘綜合效果?，F(xiàn)撒代化的建筑物沒都離不開照明紫、動力、電話聞、電視和燒計算機等設備贈的管線，在防描雷設計中，必折須考慮防雷系算統(tǒng)與這些管線既的關系。為了貞保證在防雷裝蓋置接閃時這些剪管線不受影響定，首先，應該亦將這些電線穿嗓于金屬管內，忍以實現(xiàn)可靠的酸屏蔽；其次，猶應該把這些線椅路的主干線的頓垂直部分設置愛在建筑物的中午心部位，且避轉免靠近用作引舒下線的柱筋，釋以盡量縮小被漢感應的范圍。讀除考慮布線的任部位和屏蔽外嬌，還應在需要錫的線路上加裝蒼避雷器、壓敏希電阻等浪涌保置護器。因此，飲設計室內各種孫管線時，必須鴿與防雷系統(tǒng)統(tǒng)恰一考慮。廟3.2浪岔綜合防雷設計跌分類靈傳統(tǒng)的防雷方負法主要就是直再擊雷的防護，藏其技術措施可縮分為接閃器、臟引下線、接地苗體等。其中接叨閃器可以根據(jù)總建筑物的地理成位置、現(xiàn)有結蒙構、重要程度刃等，決定是否隔采用避雷針、材避雷帶、避雷桐網(wǎng)或其聯(lián)合接微閃方式。但去隨著微電子技茫術高度發(fā)展及速廣泛應用濃，傳統(tǒng)的防雷喜設計方法已難南以滿足現(xiàn)代建麻筑防雷的需要序。找根據(jù)以上綜合偉防雷六要素可結以把現(xiàn)代防雷歲保護分為外部潑防雷保銅護唐(輕建筑物或設施冬的直擊雷防濕護渠)叼和內部防雷保岔護趣(完雷電電磁脈沖擊的防另護秤)堪兩部份，外部構防雷系統(tǒng)主要丸是為了保護建使筑物免受直接灶雷擊引起火災乞事故及人身安夸全事故，而內椅部防雷系統(tǒng)則殼是防止雷電波午侵入、雷擊感寺應過電壓以及四地電位反擊電隸壓侵入設備造犁成的毀壞，這掉是外部防雷系悼統(tǒng)無法保證的盈。喉3.2.益1著障外部防雷系統(tǒng)確及其設計議如上面所述外介部防雷主要是版指防止建筑物劉或設施（含室窮外獨立電子設押備）免遭直擊移雷的危害，其里技術措施有接權閃器、引下線悉、接地體等幾兩種。下面分別徒闡述它們的類迅別和具體設計厚。雖3.2.1.秤1乞接閃器吃接閃器是避雷貧針、避雷配帶透(詠線止)頂、避雷網(wǎng)以及印用作接閃的金哭屬屋面和金屬灶構件等的總稱摩。功能是把接廳引來的雷電流織，通過引下線聲和接地裝置向伐大地中泄放，樸以保護建筑物薦免受雷害。現(xiàn)霞在常用的接閃侍器有避雷針、獄避雷廢帶浮(贏線辱)薪、避雷網(wǎng)等幾慮種。（1）避雷針堤避雷針是靠把紗雷雨云所帶的純異種電荷引導哨到自身上來，吃通過良好的接草地裝置，把雷穴電流泄入大地氣，保護建筑物洗不受雷擊的一轉種金屬裝置。篩避雷針的認工作原理：葉當高空出現(xiàn)雷秘雨云的時候，甜大地上由于靜憂電感應作用，侮必然帶上與雷新雨云相反的電旋荷，避雷針處齊于地面建筑物嚷的最高處，與頁雷雨云的距離捷最近。由于它蓬與建筑物的鋼洞筋網(wǎng)有良好的頁電氣連接，再梁通過引下線與際基礎接地連接運，所以它與大計地有相同的電潑位，因此避雷厲針附近空間的槐電場強度比較紡大，容易吸引束雷電先驅，使撒主放電都集中奮到它的上面，狼從而使附近比命它低的物體遭鋼受雷擊的幾率文大大減少，而糞避雷針被雷擊啞的幾率卻大大旗的提高。由于臭避雷針與大地企有良好的電氣運連接，能把雷靈雨云層中積存晴的電荷能量傳嘗遞到大地中泄璃放，使因雷擊何而造成的過電鞏壓時間大大的榨縮短，所以從柔很大程度上降澡低了雷擊的危灌害性。以上就錫是避雷針的工直作原理。但需磨要說明，避雷風針必須有足夠食可靠和接地電唉阻盡量小的引干下線接地裝置暢與其配套，否麗則，它不但起拼不到避雷的作憂用，反而增大摔雷擊的損害程食度。避雷針不騎但不能避雷反油而是引雷，它肉是使自身多受蒸雷擊而保護周用圍免受雷擊。怒我們國內有些圣教科書，把避描雷針的原理說蓋成是靠尖端放感電中和云層電奶荷從而消除閃景電，這是錯誤鵝的。居避雷針保護范筆圍的計算方法狀：洋目前世界各國虛關于避雷針保桌護范圍的計算耕公式在形式上胡各有不同，大斯體上有如下幾逆種計算方法：為折線法：即單圍一避雷針的保液護范圍為一折為線圓錐體。低曲線法：即單塌支避雷針的保嫂護范圍為一曲勻線錐體。校直線法：是以材避雷針的針尖健為頂點作一俯材角來確定，有憶爆炸危險的建有筑物鑰用惕45暗°湖角，對一般建枕筑物采財用綠60脊°軋角，實質上保除護范圍為一直牲線圓錐體。藍目前我國《建殊筑物防雷設計覽規(guī)范》門（掃GB5005禽7-942罵00栽0議）采納了國際篩電工委員荷（凳IE宇C企）推薦摸的涼“與滾球書法抖”區(qū)作為避雷針保粉護范圍的計算今方法。在此就控不再敘述，如掃有需要可參見宿《建筑物防雷周設頌計規(guī)范》拘（港GB5005恢7-942并00緩0春）附炸錄燥4柏。蠻避雷針的制作垃規(guī)格：結由許多實際調勺查統(tǒng)計資料表不明，避雷針的鑰外表形狀與其趙避雷效果無明示顯的關系。所惕以，不必過多目考慮采用單針橫式或者其他形拿式造型的避雷挎針。避雷針大鎖多采用圓鋼或津鋼管制成，其物直徑要求如下旁：斥針潤長著1近m銷以下謝：伴參圓鋼佳為含12mm種畫鋼管艇為錢20m撕m芹；甲針課長懼1-2道m(xù)榆：殲竊圓鋼澤為滋16mm背梢鋼管莫為羽25m拍m宇；財煙囪頂上的針?。河么虉A鋼掠為番20mm監(jiān)突鋼管必為嚷40mm側(茄見霜GB5005牛7-942穗00叛0廚第四班章等)故。憐近來國內市場蔥上經(jīng)銷一種叫章主動式避雷針帝的產品，主要姻來自法國和澳銜大利亞。據(jù)廠箏家稱，這此產良品能夠隨大氣呼電場變化而吸副收能量，當存馳儲的能量達到雹某一程度時，板便會在避雷針豈尖放電，尖端它周圍空氣離子臣化，使避雷針醉上方形成一條盛人工向上的雷鷹電先導，它比周自然的向上的闖雷電通道能更綿早的于雷雨云健向下的雷電先持導接觸，形成腦主放電通道。主這樣，雷雨云畝靠該避雷針放迅電的幾率就增訊加了，相當于頸避雷針的保護感范圍加大了，組或者相當于將然避雷針加高了舟。緒（賞2定）不避雷輛帶命(脂線慕)訊2誘0架世紀初，在電徑力系統(tǒng)，為了牌使輸電線路少育受雷擊，采用殺了在輸電線路卻上方架設平行蹤的鋼線避雷的道方法。這種架蘭設在輸電線路礙上方的鋼線，熟稱之為避雷線昏。后來在房屋霞建筑上也推廣善了這種形式，進開始布設在方忠脊、屋角、房壟檐等處作雷電依保護，現(xiàn)在這熄種方法已經(jīng)被匙避雷帶所替代愁。蔽在房屋建筑屋搜頂周圍，用扁厭平的金屬帶做振接閃的方法稱韻之為避雷帶，鉗它是由避雷線端改進而來。在門建筑物屋頂上拍，使用避雷帶肝比避雷針有較后多的優(yōu)點，它蕩可以與樓房頂狐的裝飾結合起奉來，可以與房移屋的外形較好穩(wěn)的配合，即美蠢觀防雷效果又租好。特別是大續(xù)面積的建筑，鄰它的保護范圍斬大而有效，這謝是避雷針所無匙法比的。確避雷帶一般采午用扁鋼制作，捆其截面積不小對于污48mm溜2皮，厚度不應小詞于殃4m柄m失，現(xiàn)今的一般州做法是不管建水筑物屬于幾類鮮防雷建筑，都遮采膨用磨4X4容0攪的鍍鋅扁鋼制鍵作避雷帶。根腫據(jù)規(guī)定二類防絮雷建筑避雷帶踏應在整個屋面輩組成不大于欣10m銅×除10m吧或耐12m螺×赤8m揮的網(wǎng)格。三類仙防雷建筑避雷魔帶應在整個屋活面組成不大于杏20m顧×槍20m約或性24m晃×翁l6m測的網(wǎng)格。如果喬同時還有避雷陵針，則避雷針只應用避雷帶相紋互連接。（3）避雷網(wǎng)羊避雷網(wǎng)是指利商用鋼筋混凝土踩結構中的鋼筋隨網(wǎng)作為雷電保旅護的方法，也伶叫做暗裝避雷夜網(wǎng)。暗裝避雷戶網(wǎng)是把最上層葵屋頂作為接閃禿設備。根據(jù)一馳般建筑物的結雖構，鋼筋距面玻層只撈有治6-7c綱m廟，面層愈薄，藏雷擊點的洞愈透小。但有些建牛筑物的防水層佳和隔熱層較厚隊，入彀鋼筋距磁面層厚度大扮于你20c類m酒，最好另裝輔死助避雷網(wǎng)。輔全助避雷網(wǎng)一般姿可用直徑續(xù)為呼6m殿m篇或以上的鍍鋅罷圓鋼，網(wǎng)格大遲小可根據(jù)建筑值物重要性，分忠別采竊用唐5mX5偶m盯或控10mX10婦m鋸的圓鋼制成。晚建筑物頂上往鴨往有許多突出巖物，如金屬旗疤桿、透氣管、調鋼爬梯、金屬檔煙囪、風窗、繡金屬天溝等，優(yōu)都必須與避雷屬網(wǎng)焊成一體做弓接閃裝置?；茫ǜ?蛛）安裝避雷帶寨和避雷網(wǎng)注意火事項粒a.須丟避雷帶及其連陜接線經(jīng)過沉降叛縫（沉降縫：見一座較長的多微層建筑物，往勁往在橫向上把德建筑物分成幾綁段，段與段之五間留有一段空掩隙，防止各段鑒因下沉不一致愛而引起建筑物棄損壞）時，應扇留拾有龍10-20c嶄m采以上余量的跨泉越線。宮b.貝羅有女兒墻的平勤頂房屋，其寬匹度小毯于茄24功m箏時，只須沿女處兒墻上部敷設攏避雷帶；寬度路大問于你24敘m矮時，須在房面狐上兩條避雷帶添之間加裝明裝尼連接條。魚c.仰衣房屋面坡度幕為侮27°-35腦°怎且長度不超壇過檔75姥m慣時，只需沿屋冬脊敷設避雷帶炒。四坡頂房屋慢，應在各坡脊論上裝上避雷帶拐。為使檐角得涼到保護，應在兔屋角上裝短避擁雷針或將避雷治帶的引下線從粉檐角上繞下來餃。如果屋檐高炸度高同于緞12燭m暑，且長度大兄于更75笨m汗時，要在屋脊朱和房檐上都敷默設避雷帶。跪d.邪匆當屋頂面積非創(chuàng)常大時，應在津屋頂上敷設金周屬網(wǎng)格，即避話雷網(wǎng)。避雷網(wǎng)久分明網(wǎng)和暗網(wǎng)浸，網(wǎng)格越密，眾可靠性越好，格網(wǎng)格的密度可殖視建筑物重要貓程度而定，重枝要建筑物采秩用銅5X5跌m喬的網(wǎng)格，一般太建筑物算用索20X20剃m秧的網(wǎng)格即可。厭3.2.1.皺2炒引下線態(tài)連接接閃器與厚接地裝置的金退屬導體稱為引紅下線?，F(xiàn)代建壓筑多利用建筑煎物的柱筋作避災雷引下線。因米為雷擊時引下浮線上有很大的冒雷電流流過，良會對附近接地蹦的設備、金屬旁管道、電源線覽等產生反擊或目旁側閃擊，而俯實踐證明這種游方法可以減少化和避免這種反籍擊。它還比?？伴T引下線有更井多的優(yōu)點，因款為柱鋼筋與梁雄、樓板的鋼筋芹都是連接在一京起的，和接地自網(wǎng)絡形成了一秩個整體耍的章"鋸法拉切第擴"制籠，它們處于糊等電位狀態(tài)，燥雷電流會很快回被分散掉，可仿以避免反擊和轎旁側閃擊的現(xiàn)云象發(fā)生。威規(guī)范對引下線居的設計有如下綠要求：表1臨建筑物防雷等棗級圾引下線數(shù)量慣引下線間距離微一類防雷建筑爸≥頓2銹根誤<12m腎二類防雷建筑棵≥拿2擠根也<18m諒三類防雷建筑副≥妻2道根迷<25m津另外，普通引礦下線采用圓鋼何時，其直徑為誕不應小招于球16m安m互；采用扁鋼時袋，其截面積最危小孩為蒼48mm結2焰；厚度不小憑于勢4m疤m本。裝在煙囪上客的引下線其尺頸寸是：圓鋼直避徑大而于雷24m金m出；扁鋼截面積非不小督于葛100mm版2惹，厚度題為迎4m握m達。稠為便于檢查避踩雷設施連接導梁體的導電情況滲和接地體的散培流電阻，要在奏建筑物四周的油引下線上做斷延接卡子，斷接火卡子距地面最蠻高撕為階1.8票M舊。當利用混凝慮土柱鋼筋做引姜下線時，因為托是從上而下連萍接一體，因此元不能設置斷接許卡子測試接地索電阻臥。巴需在柱內做為棋引下線的鋼筋盒上，距室外神地恥面膠0.5m公處的柱子外側項，另焊一根圓饞鋼飾(萬Φ指≥嶼10維)陜引至柱外側的鑄墻體上，做為竊防雷測試點。擴每根引下線處屈的沖擊接地電抄阻不肚能械大共于態(tài)5勸Ω殿。端3.2.1.陷3淡接地體殼接地裝置應躲優(yōu)先肺利用建筑物鋼霸筋混凝土基礎某內的鋼筋。有短鋼筋混凝土地梁梁時，應將地丙梁內鋼筋連成血環(huán)形接地裝置滾；沒有鋼筋混排凝土地梁時，魂也主可在建筑物周村邊無鋼筋的閉脆合條形混凝土疑基礎內，高用態(tài)40x4臭mm哀鍍鋅扁鋼直接披敷設在槽坑外縫沿，形成環(huán)形初接地御。轎昨當將變壓器和屑柴油發(fā)電機的彼中性點工作接宿地、電氣保護丸接地和弱電系移統(tǒng)工作接地等確共用接地裝置哄時，接地電阻洞值應不大紙于粉1浸Ω米。掠泊采用共用接地貫裝置時，弱電較系統(tǒng)應將各自骨設備機房礙內蠢與建筑物絕緣筐的接地紫端子隙，巧用渡25林mm爭2濁以上的銅芯電掃纜或導線穿焊許接鋼管做單獨眠的引下線，在熱建筑物基礎處妄與接地板相連慘。弱電系統(tǒng)一萌般要求接地電勞阻不大際于處4付Ω瘡，如若設獨立窗的接地系統(tǒng)，查其與防雷接地蘭系統(tǒng)的距離日要大于邀20蒸m尖。短3.2.騙2材班內部防雷系統(tǒng)者及其設計裹構筑和作用于類建筑物內部的頑防雷工程稱為丈內部防雷工程釋，其系統(tǒng)就是零內部防雷系統(tǒng)律。建筑物內部喚防雷工程涉及涂面較寬，面對裕的是包括感應粉雷、傳導雷和紋因線路上浪涌興高電壓所造成嘉電網(wǎng)波動在內五的眾多損害，毯歸納起來危害乏最大的主要方昌面是高電壓的傭引入。逮高電壓引入是削指雷電高電壓緣通過金屬線引獄導到室內或其吵他地方造成破注壞的雷害現(xiàn)象允。高電壓引入撐的電源有三種痛：其一是直擊坑雷直接擊中金鞏屬導線，讓高章壓雷電以波的膠形式沿著導線貨兩邊傳播而引病入室內，即雷烏電波侵入；第負二種是來自感廚應雷的高電壓癥脈沖，即感應戀過電壓；第三紹是地電位反擊怎，這種反擊會表沿著電力系統(tǒng)多的零線，保護據(jù)接地線和各種號形式的接地線擁，以波的形式歪傳入室內或傳混播到更大的室消內范圍，造成害大面積的危害沒。搜針對以上三種梅雷害內部防雷袋系統(tǒng)主要有屏顏蔽、安裝防雷鄉(xiāng)器泊SP竹D壤和等電位連接亡等三種措施。扭屏蔽措施已經(jīng)縮在防雷設計六鈔大要素中有所樣闡述，下面主租要闡述防雷特器嶼SP絡D改設計安裝和等長電位連接。然3.2.掛2.1向防雷盡器塑SP講D垂設計安裝朵SPD添中文簡稱呀電涌保護器，忠又稱浪涌保護陸器。根省據(jù)呼IE伶C年標準規(guī)定，電拒涌保護器主要憶是掀指抑制傳導來運的線路過電壓改和過電流的裝現(xiàn)置。它的組成茂器件主要包括臣放電間隙、壓葉敏電阻、二極腥管、濾波器等基。根據(jù)構成組門件詢和使用部位歲的不同，電涌基保護器倉可記分為電壓開關捐型州SP篩D棚、限壓圈型底SPD寫和組合光型泰SP汁D旦。而根據(jù)應用集場合分類，電灑涌保護器又可括分成電片力恢系弱統(tǒng)卻SP永D貿和信息系探統(tǒng)腰SP鳳D挎。一般信息系泰統(tǒng)病SP卡D英由信息系統(tǒng)設享計者負責設計章選型。這里主疏要攔闡述色一下電涌保護滑器在建筑物電蔽力系統(tǒng)鬧防雷設計遺中的應用。厚電力系統(tǒng)防雷綠主要是為了防吵止雷電波通過泊電源線路而對擋計算機及相關黃設備造成危害銹。為避免高電蘭壓經(jīng)過避雷器裝對地泄放后的院殘壓過大，或狼因更大的雷電儉流在擊毀避雷刺器后繼續(xù)毀壞屈后續(xù)設備，以端及防止線纜遭伴受二次感應，確依照《建筑物慚防雷設計規(guī)范探》草（姥GB5005賢7-942姜00帳0軋）和《建筑物隸電子信息系統(tǒng)砍防雷技術規(guī)范壺》規(guī)GB5034碰3-200爹4辜，應采取分級管保護、逐級泄描流的原則。其報具體設計做法嗚：援一是在大樓電注源的總進線處腦安裝放電電流戲較大的一級電象源避雷器，這睡里一般要用三窄相拼電壓開關畫型故SPD趣；二是在重要衛(wèi)樓層或重要設暴備電源的進線州處加裝二或三街級電源避雷器堡，一般用湊限壓巖型蛇SPD級；三是在末端張配電處安裝四床級或稱為末端述電源避雷器，反一般用板限壓訴型碼SPD腥。究竟要使用綿幾丈級誰SP糖D期，可以有建筑搜防雷等級確定扯。一般一類防什雷建筑需要四布級；二類需要嗎三級；三類需妹要二級。為了枕確保遭受雷擊幅時，高電壓首抹先經(jīng)過一級電靜源避雷器，然瞎后再經(jīng)過二、修三級或末級電陵源避雷器，一搏級電源避雷器遭和二級電源避巾雷器之間的距竟離要大溪于死1戀0拋米，如果兩者皺間距不夠，可霜采用帶線圈的薦防雷箱，這樣眼可以避免二級肯或三級電源避舌雷器首先遭受扶雷擊而損壞。澤這里有三個需狹要注意的地方策：一是電涌保并護器與母排連賊接的導線要短座而直，長度不春能超右過京5替m添，連接線過長仆可能導致上叔級疊SP材D自還沒分流，電簽涌就串到下踢級迫SP穿D業(yè)處，導致下衫級房SP姿D寶一下子被燒毀真；二旨是壺SP愧D換安裝線路上應鞏該裝有過電流據(jù)保護器，原因氣是為了防止羽因穗SP立D遙老化而造成短悅路。這里的過蘇電流保護器主利要使用斷路器倡，按一般經(jīng)驗據(jù)做法，二從級淹SP湯D侄上的斷路器整棚定電流宰選步40示A細，三崖級惰SP秒D域上的斷路器整盲定電流秤選雀32裙A溉，末解級為SP緒D挎上的斷路器整膽定電流鮮選怪25頁A載，而一眨級芳SP現(xiàn)D襪無需裝設，因址為一中級隱SP堡D區(qū)使用抖電壓開關兵型襯SPD擊，其內部已有貍自帶的過電流監(jiān)保護器。三是尸各膠個借SP蕩D板都需要與接地賀裝置之間進行哲等電位連接。糾（參見附錄圖贈紙煎“豎系統(tǒng)浴圖指”槐）回3.2.故2.2思等電位連接疊等電位連接是略綜合防雷系統(tǒng)杜中的最重要的邀一項基本措施津。貞GB5005款7妄—忠94趣200嚷0摸版目里強調了等電齡位連接在內部欲防雷中的作用斯。飲等電位連接是罪為減小在需要北防雷的空間內特發(fā)生火災、爆翁炸、生命危險幸的一項很重要課的措施，特別墨是在建筑物歡內部缸防雷空間防朗止花發(fā)生生命危險塘的最重要的措哥施?；ńㄖ锏牡入娗鹞贿B接設計主曬要有以下幾種?。阂暎ㄕ?滴）總等電位連歷接和局部等電乖位連接分總等電位畏連果接畢MEB井的作用在于降皺低建筑物內間顛接接觸電壓和通不同金屬部件坐間的電位差，候并消除自建筑臘物外經(jīng)電氣線料路和各種金屬朝管道引入的?？秒U故障電壓的局危害，它定主要嗽通過進線配電齡箱近旁的總等暮電位聯(lián)結端子眼板容(改接地母廈排淡)縫將下列導電部消分互相連通贏：及進線配電箱健的誕PE(PEN黎)脖母排花；醉公用設施的金施屬管道，如上磚、下水、煤氣娘等管道蒼；馳建筑物金屬結柄構；如果做了頌人工接地，也英包括其接地極唐引線失。瀉若建筑物每一電隆源進線都應做固總等電位砍連接越，各個總等電掛位滅連接史端子板應互相吊連通。仁局部等電位連撞接肉LE畫B謹是指晉當電氣裝置或旬電氣裝置的某蓋一部分的接地價故障保護不能體滿足切斷故障忍回路的時間要柜求時，應在局突部范圍內做蜘的懇等電位連接。枕它包括改P諸E屆母線穴或佳P茫E吐干線；公用設刃施的金屬管道圣；如果可能，易也裳包括建筑物金殃屬結構。告（紋2忽）趨建筑物內部導貍電部件的等電昆位連接扭等電位連接不開僅僅淘是易針對雷電暫態(tài)侮過電壓的，還坡包括其它如工紐作過電壓、操繁作過電壓等暫爐態(tài)過電壓的防惡護，特別是在霜有過電壓的瞬軌間對人身和設星備的安全防護央。因此，有必臂要將建筑物內刪的設備外殼、漲水管、暖氣片星、金屬梯、金己屬構架和其他怖金屬外露部分階與共用接地系碗統(tǒng)做等電位連散接故。畫而且證需驅要注意武的是句，絕不能因檢滑修等原因切斷接這些連接。們但是月，對丈于膊燃氣管道，只擔在進入建筑物伏處與接地系統(tǒng)扭相連，娛但治在每個接頭處編要有輔助跨接免線。因為燃氣慎管道本身不容禍許有多個接地怠連接，使其成棉為接地系統(tǒng)的導一部分。辣（趣3近）覆信息系統(tǒng)的等翠電位連接跟對信息系統(tǒng)的慕各個外露可導乖電部件恩也要錦建立等電位連梅接網(wǎng)絡，并與捆共用接地系統(tǒng)成相連鷹。磨接至共用接地船系統(tǒng)的等電位爛連接網(wǎng)絡有兩慘種結構肅：禿S旅型（星型）結謊構累和避M晶型（網(wǎng)格型）激結構。士對于訊工作頻率小艱于漢0.1MH它Z撇的電子設備，潔一般采屢用抬S舅型（星型）結匪構如；劑對于頻率大珍于石10MH內Z辨的電路，一般匯采挑用灘M撞型（網(wǎng)格型）嚼結構補。營（蓄4雅）即各樓層的等電饅位連接聲將每個樓層的壩等電位連接與囑建筑物內的主距鋼筋相連，并析在每個房間或靜區(qū)域設置接地強端子，由于每懇層的所有接地料端子彼此相連弓，而且又與建焦筑物主鋼筋相飽連，這就使每把個樓層成了等廟電位面。再將磚建筑物所有接讓地極、接地端摩子連接形成等爆電位空間。最汗后，律將窗屋頂上的設備優(yōu)和避雷針等與電避雷帶連接形澤成屋面上的等彼電位。倆（勻5場）盡予接地網(wǎng)的等電追位連接預在某中意義上餐說，建筑物的樸共用接地系統(tǒng)偽在大范圍內即祝為等電位連接肝，比如我們常乘見的計算機房蔑的工作接地督、驟屏蔽接地和防挺雷接地等采用述同一接地系統(tǒng)旗的原理就是避碰免各接地間產胡生的瞬態(tài)過電陵壓差對設備造明成影響。因此飄，鋼筋混凝土趟結構建筑物利脂用基礎鋼筋網(wǎng)判做接地體，一楚般要圍繞建筑匆物四周增設環(huán)籃形接地體，并欣與建筑物被柱骨內用作引下線村的柱筋焊接，殘這樣就大大降危低了接地網(wǎng)由籍于雷電流造成賞地電位不均衡均的概率勒（參見附錄圖套紙或“屢基礎接地平面皂圖予”騙）農。悟綜上所述顯，樓層下部有兔接地網(wǎng)，樓層原里有等電位均瞇壓網(wǎng)，樓頂物漠體與避雷裝置郵連接在一起形零成等電位，這趨樣就在電氣上佛成為法拉第籠處式結構，人和叫設備在此環(huán)境地中絕無雷擊危著險。因此，等繳電位連接在建秒筑物及其電子洽信息系統(tǒng)述中對是最重要的一拿項電氣安全措懶施為。禍另外，宏為保證等電位賽連接的奶可靠導通，等尼電位閥連接墻線和接地母排話應分別采用銅列線和銅板。等威電位辱連接始這一電氣安全故措施并不需復培雜價昂的電氣書設備，它所耗魄用的不過是一抗些導線，不象津埋在地下的人且工接地極易因贈受土壤腐蝕而否失截效遺(鄉(xiāng)實際上在實施癥等電位聯(lián)結的凍同時也實現(xiàn)了撫接地，因它所環(huán)連接緣的水管和基礎貍鋼筋等本身已郊起到低電阻長買壽命的接地作檔用濃)樹，它在保證電燒氣安全上的作無用遠勝于我們淹過去習慣采用吃的專門打入地賊下的人工接地醬。在發(fā)達國家易不要求住戶打扯入人工接地，孫但住宅樓內如愁不做總等電位僵連接夾和浴室內的局習部等電位滋連接抽，非但甲方不烤予驗收，當?shù)乜斯╇姽疽惨灾蓦姎馍喜话踩珨U為由拒絕供電嫂。址看來我國的賽各地氣象主管躺機構和建設主搖管部門估還得要朽加強新建建筑幅物中等電位連惹接一項的審核肯力度。4工程舉例毯有南京某一大帝學教學樓，同豎例已1濕，對此幢建筑避物進行防雷設憲計。設計步驟縱如下：廢4.1概拉防雷等級分類楚計算室由柏例級1眼得：句N終1膜=0.14傳8勝、甲叛N行2職=0.048淺3細，兩者之中取重其大者，由此漆確