建筑防雷技術范文

時間:2023-10-20 17:26:57

導語:如何才能寫好一篇建筑防雷技術,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

建筑防雷技術

篇1

【關鍵詞】建筑;雷電;避雷針;電涌保護器

Abstract:It is of significance to use effective lightning protection technology to avoid building damages,power wiring outage and electrical equipment damages. The determination of lightning protection level is made on the basis of the environment of the buildings and the lightning influence,and in the same way are the comprehensive lightning protection methods taken. The thesis is of practical value in accomplishing direct lightning protection and determining protection domain through lightning conductor as well as in accomplishing internal lightning protection of buildings and determining wiring forms through surge protection device.

Key words:buildings;lightning;lightning conductor;surge protection device

雷電是一門古老而有神秘色彩的科學,人類和雷電斗爭的歷史悠久。

自從富蘭克林(Benjamin Franklin,1706-1790)研究大氣物理建立雷電理論并發明了避雷針以來,人類同雷電的斗爭進入了新的領域。1972年日本日立公司研制成功了配電用無間隙避雷器,防雷科學得到了大的發展,高電壓雷電保護技術基本成熟。

工業化和科技的進步使得各種高層建筑和特殊用途建筑如雨后春筍般的拔地而起,這也為雷電防護提出了大量新的問題?!办o電抵抗”、“電磁干擾”、“熱島效應”等等問題都有待進一步研究和解決。近年來圍繞這些問題人們進行了不懈的努力,提出了許多新的防雷理論,研制出一大批新的防雷器件、設備和材料,開發出許多全新的雷電防護技術,但這些理論、技術和設備并未得到很好的推廣。因此,增強防雷意識成為全社會應該關注的問題。

按GB50057-1994規定,各類防雷建筑物應裝設防直擊雷的接閃器,接閃器應沿圖1所示的屋角、屋脊和屋檐等易受雷擊的部位敷設[1]。

(1)不同屋頂坡度(0°、15°、30°、45°)建筑物的雷擊部位見圖1。

圖1 建筑物易受雷擊的部位

說明:(a)(b)檐角、女兒墻、屋檐;(c)屋角、屋脊、檐角、屋檐;(d)屋角、屋脊、檐角

(2)屋角與檐角雷擊率最高。

(3)屋頂的坡度越大,屋脊的雷擊率也就越大,當坡度大于40°時,屋檐一般不易遭受雷擊。

(4)當屋面坡度小于27°、長度小于30m時,雷擊多發生在山墻,而屋脊和屋檐一般不易遭受雷擊。在進行防雷設計時,應對易遭受雷擊的部位進行重點保護。

如果雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或設施,接地網的地電位會在數微秒之內被抬高數萬或數十萬伏,高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地部分,流向供電系統或各種網絡信號系統,或者擊穿對地絕緣而流向另一設施的供電系統或各種網絡信號系統,從而反擊破壞或損害電子設備。同時,在未實行等電位聯結的導線回路中,可能誘發高電位而產生火花放電。

建筑物(包括構筑物)防雷的目的在于防止或最大限度減少雷擊建筑物而造成損失。其意義可概括為以下幾點:

(1)當建筑物遭受直擊雷或雷電波侵入時,可保護建筑物內部的人身安全。

(2)當建筑物遭受直擊雷時,防止建筑物遭到破壞。

(3)保護建筑物內部存放的危險品,不會因為雷擊和雷電感應而引起燃燒和爆炸。

(4)保護建筑物內部的重要設備和電氣線路,使之不受損壞并能正常工作。

針對直擊雷、雷電波侵入、感應雷、地電位反擊以及由此引起的災害,應采取相應的保護措施。據有關統計資料,直擊雷的損壞僅占15%,而雷電電磁脈沖的損壞占85%。因此,現代建筑的防雷設計已不同以往,在做好直擊雷防護的同時還必須對雷電電磁脈沖的防護加以重視[2]。

在進行建筑物防雷設計時,首先是要確定建筑物的防雷等級。《建筑物防雷設計規范》中,對建筑物防雷等級的劃分,除了由建筑物的功能定性外,第二、三類防雷建筑,還取決于建筑物的年預計雷擊次數N。

建筑物年預計雷擊次數應按下式計算:

式中:N――建筑物年預計雷擊次數(次/a);k――校正系數,在一般情況下取1,在下列情況下取相應數值:位于曠野孤立的建筑物取2;金屬屋面的磚木結構建筑物取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,以及特別潮濕環境建筑物取1.5;Ng――建筑物所處地區雷擊大地的年平均密度[次/(km2?a)];Ae――與建筑物具有相同雷擊次數的等效面積(km2)。

雷擊大地的年平均密度應按下式計算:

式中:Td――年平均雷暴日,根據當地氣象臺、站資料確定(d/a)。

建筑物等效面積Ae是其實際平面積向外擴大后的面積,其計算方法如下:

(1)當建筑物的高H小于100m時,其等效面積按以下公式計算:

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,建筑物的等效面積按下式計算:

(3)當建筑物各部位的高不同時,應沿建筑物周邊逐點算出最大擴大寬度,其等效面積Ae應按每點最大擴大寬度外端的連接線所包圍的面積計算。

目前我國《建筑物防雷設計規范》以“滾球法”確定避雷針(針高h)的保護范圍。所謂“滾球法”,就是選擇一個半徑為(滾球半徑)的球體,沿需要防護直擊雷的部位滾動,如果球體只接觸到避雷針(線)或避雷針(線)與地面,而不觸及需要保護的部位,則該部位就在避雷針(線)的保護范圍之內。滾球半徑按建筑物的防雷類別而取不同值[2]。

(1)當避雷針高度時,避雷針在被保護物高度的平面上的保護半徑:

(2)當避雷針高度時,在避雷針上取高度的一點代替單支避雷針的針尖做圓心,其余與上述時的算法相同。

避雷針一般用圓鋼或焊接鋼管制成。針長1m以下時,圓鋼直徑不得小于12mm,鋼管直徑不得小于20mm;針長1~2m時,圓鋼直徑不得小于16mm,鋼管直徑不得小于25mm;裝在煙囪上方時,因為煙氣有腐蝕作用,故宜采用直徑20mm以上的圓鋼或直徑不小于40mm的鋼管。

建筑物內部防雷工程涉及面寬,面對的是包括感應雷、雷電波侵入和線路浪涌高電壓在內的眾多損害,歸納起來危害最大的主要方面是高電壓的引入。

高電壓引入主要有三種:一是雷直接擊中金屬導線,高壓雷電以波的形式沿著導線傳播進入室內,即雷電波侵入;第二種是來自感應雷的高電壓脈沖,即感應過電壓;第三是地電位反擊,這種反擊會沿著電力系統的零線,保護接地線和各種形式的接地線,以波的形式傳入室內或傳播到更大的范圍,造成大面積的危害。內部防雷系統可安裝防雷器SPD。

SPD中文簡稱電涌保護器,又稱浪涌保護器。IEC標準規定,電涌保護器是一種抑制線路過電壓和過電流的裝置。依照《建筑物防雷設計規范》和《建筑物電子信息系統防雷技術規范》,應按照分級保護、逐級泄流的原則設置建筑物防雷保護。

圖2 IT(無中性線)系統電涌保護器的裝設

圖3 TT、TN-S、IT(引出中性線)系統電涌保護器的裝設

在建筑物電源的總進線處安裝放電電流較大的電壓開關型SPD;在重要樓層或重要設備電源的進線處加裝限壓型SPD;在末端配電處安裝限壓型SPD。安裝點之間的距離要大于10m,為了避免間距不夠,造成二級或三級電涌保護器首先遭受雷擊而損壞,可以采用帶電磁線圈的防雷箱。

在安裝時有三個問題需要注意:一是電涌保護器與母線連接的導線要短而直,長度不能超過0.5m,連接線過長可能導致上級SPD還沒分流,電涌就串到下級SPD處,導致下級SPD被燒毀;二是為了防止絕緣老化而造成短路、保護各級的SPD及SPD的檢修方便,在SPD安裝線路上應該裝有過電流保護器。

對于不同的系統采取不同的電涌保護器接線方式:

(1)供電系統中性線與PE(保護線)直接連接或沒有中性線時按圖2所示接線。

(2)供電系統中性線與PE(保護線)不直接相連時,有兩種接線形式,如圖3所示。接在每一相線與接地端子或總保護線之間和接在中性線與接地端子或總保護線之間,取其路徑最短者;接在每一相線與中性線之間和接在中性線與總保護端子或總保護線之間,取其路徑最短者。

嚴格按照防雷設計規范,應用現代防雷技術和設備完成對建筑物的各種雷電過電壓及其衍生的過電壓防護,對確保建筑物安全意義重大。

參考文獻

[1]建筑物防雷設計規范(GB50057-94)[M].北京:中華人民共和國建設部,2000.

[2]北京市建筑設計研究院.建筑電氣專業設計技術措施[M].北京:中國建筑工業出版社,1998.

[3]李英姿.建筑電氣施工技術[M].北京:機械工業出版社,2007.

篇2

關鍵詞:防雷裝置;接地系統

雷電是一種強烈的大氣放電現象,自古以來就是威脅人類生命財產的一大自然現象。近些年來,隨著建筑智能化的迅速發展,建筑物內信息系統的防雷保護問題日益受到關注并已成為整個建筑物防雷設計的一個重要組成部分,對防雷問題也提出了更高、更苛刻的要求。直到今天,接地仍然是應用最廣泛的并且無法替代的電氣安全措施之一。

1防雷裝置

雷電波入侵現代建筑的形式有兩種:一種是直擊雷;另一種是感應雷.一般說來,直擊雷中現代樓宇內的電子設備的可能性很小,通常不必安裝防護直擊雷的設備.感應雷是由雷閃電流產生的強大電磁場變化與導體感應出的過電壓、過電流形成雷擊.為把雷電流迅速導入大地,以防止雷電作用為目的的接地叫做防雷接地。

1)直擊雷保護系統。一定高度的金屬導體會使大氣電場畸變,這樣雷云就容易向該導體放電,且能量越大的雷就越容易被金屬導體吸引。接閃器防雷就是因為將雷電引向自身而防止了被保護物被雷電擊中。然后通過引下線將接閃器接閃的雷電流安全地導引入地。引下線一般不得少于兩根,并應沿建筑物四周對稱均勻的布置。

2)感應雷保護系統。感應雷是由遭受雷擊電磁脈沖感應或靜電感應而產生的,其形成的幾率很高,且由于通信樓引出的各種纜線較多,加之樓內設備大都采用了高集成度的微電子電路,故感應雷對建通信樓內的電氣設備,尤其是低壓電子設備威脅巨大,所以說通信樓防雷主要是防壓感應雷。

現代建筑內有多個弱電系統對接地電阻的要求較高,要求≤0.5~1。有的建筑所處的位置地質條件較為惡劣,達不到設計要求的接地電阻值時則應圍繞建筑物加設閉合環狀的人工接地體,同時在接地體的周圍回填低電阻率的土壤或采取其它降阻措施。采用導電性高、耐腐蝕的新型材料作接地體。鋼材埋人土壤中易受氧化腐蝕,使用年限短,因此接地體應采用經熱鍍鋅等防腐蝕處理的鋼材或其它防腐接地材料,如銅、鋁等有色金屬復合接地材料或導電性、穩定性較好的非金屬接地材料。避雷帶是沿建筑物易受雷擊的突出部位(如屋檐、女兒墻等處)裝設的帶形導體,其作用是接受雷電流,設計常采用鍍鋅圓鋼。有的工程為美觀把鍍鋅圓鋼避雷帶改為不銹鋼管,應嚴格根據《建筑防雷設計規范》的要求采用管壁厚度2.5mm的不銹鋼管,對接部位應跨接處理以保證不銹鋼管作為避雷帶的接閃雷電流的能力。建筑物采用屋面避雷帶(網)、利用建筑物柱和剪力墻內豎向鋼筋作引下線及接地裝置三部分聯結成一個整體的鋼筋大網籠就構成一個籠形避雷網,較好地取得均壓和屏蔽的防雷效果。實際設計和施工中常忽視屋面配電箱采取防止雷電波侵入的措施應于配電箱出線端處加裝浪涌過電壓保護器。

2.接地系統

2.1直流接地

在一幢現代化樓宇內,包含有大量的計算機、通訊設備和帶有電腦的大樓自動化設備.這些電子設備在進入輸入信息、傳輸信息、轉換能量、放大信號、邏輯動作、輸出信息等一系列過程中,都是通過微電位或微電流快速進行,且設備之間常要通過互聯網絡進行工作.因此,為了使其準確性高,穩定性好,除了需有一個穩定性的供電電源外,還必須具備一個穩定的基準電位.可采用較大截面的絕緣銅芯線作為引線,一端直接與基準電位連接,另一端電子設備直流接地.該引線不宜與PE線連接,嚴禁與N線連接.

2.2交流工作接地

將電力系統中的某一點,直接或經特殊設備(如阻抗、電阻等)與大地作金屬連接,稱為工作接地.工作接地主要指的是變壓器中性點或中性線(N線)接地.N線必須用銅芯絕緣線.在配電中存在輔助等電位接線端子,等電位接線端子一般均在箱柜內.必須注意,該接線端子不能外露;不能與其它接地系統,如直流接地、屏蔽接地、防靜電接地等混接;也不能與PE線連接.在高壓系統里,采用中性點接地方式可使接地繼電保護準確動作并消除單相電弧接地過電壓.中性點接地可以防止零序電壓偏移,保持三相電壓基本平衡,這對于低壓系統很有意義,可以方便使用單相電源.

2.3保護接地

安全保護接地就是將電氣設備的外露不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接.即將大樓內的用電設備,以及設備附近的一些金屬構件,用PE線連接起來,但嚴禁將PE線與N線連接.在現代化樓宇內,要求安全保護接地的設備非常多,有強電設備、弱電設備及一些非帶電導電設備與構件,均必須采取安全保護接地措施(如圖1所示).

圖1現代建筑保護接地

如果裝有接地裝置的電氣設備的絕緣損壞而使外殼帶電時,接地短路電流流經人體的電流要比流過地體的電流小數百倍.人站在大地上去碰設備的外殼時,不會有危險。

2.4屏蔽接地與防靜電接地

在現代化樓宇內,電磁兼容設計非常重要,為了避免所用設備的機能障礙及可能出現的設備損壞,構成布線系統的設備應能防止內部自身傳導和外來干擾.這些干擾的產生或是因導線之間的耦合現象,或者是因電容效應或電感效應,其主要來源是超高電壓,大功率幅射電磁場,自然雷電和靜電放電.這些現象會對設計用來發送或接收很高傳輸頻率的設備產生很大的干擾.因此,對這些設備及其布線必須采取保護措施,免受來自各方面的干擾.屏蔽及其正確接地是防止電磁干擾的最佳保護方法.可將設備外殼與PE線連接;導線的屏蔽接地要求屏蔽管路兩端與PE線可靠連接;室內屏蔽也應多點與PE線可靠連接.防靜電接地要求在潔凈干燥環境中,所有設備外殼及室內(包括地坪)設施必須均與PE線多點可靠連接。

2.5供電接地系統

現代建筑的供電接地系統宜采用TN-C-S系統(如圖2所示)。TN-C-S系統由兩個接地系統組成,第一部分是TN-C系統,第二部分是TN-S系統,分界面在N線與PE線的連接點.該系統一般用在建筑物的供電由區域變電所引來的場所,進戶之前采用TN-C系統,進戶處做重復接地,進戶后變成TN-S系統.TN-S系統的特點是:中性線N與保護接地線PE在進戶時共同接地后,不能再有任何電氣連接. 該系統中,中性線N常會帶電,保護接地線PE沒有電的來源.PE線連接的設備外殼與金屬構件在系統正常運行時,始終不會帶電.因此,TN-S接地系統明顯提高人及物的安全性.同時,只要采取接地引線,各自都從接地體一點引出及選擇正確的接地電阻值,使電子設備共同獲得一個等電位基準點等措施.許多工程實踐已證明,采用共同接地體是解決多系統接地的最佳技術方案。

圖2供電接地系統

根據規范,共用接地電阻應≤1Ω,若達不到要求,必須增加人工接地體或采用化學降阻法,使接地電阻≤1Ω.通常情況下,共用接地系統可利用大樓的樁基鋼筋,并用40×4(mm)鍍鋅扁鋼將其連成一體,作為自然接地體。

3.結語

防雷接地系統已經成為現代建筑大廈電氣設計中必不可少一部分。隨著通信用電設備的與日俱增,綜合防雷越來受到工程界的重視,它是保證建筑工程正常運行及人身安全保障的重要環節。

參考文獻:

[1]GB 50057-94(2000年版)建筑物防雷設計規范[S].

[2]GB/T 21714.1雷電防護第1部分[S].

[3]吳薛紅等.防雷與接地技術[M].化學工業出版社,2008,1.

[4]吳薛紅,濮天偉,廖德利.防雷與接地技術[M].北京:化學工業出版社,2008.

[5]沈稼樹.對實施聯合接地方式的探討[J].通信電源技術,1997(3):34-38.

篇3

關鍵詞:建筑物防雷裝置檢測

高安市位于江西省中部偏西北,屬長江中下游平原。隨著現代化的建設,越來越多的高樓拔地而起,對建筑物的防雷裝置檢測是非常必要的?!督ㄖ锓览籽b置檢測技術規范》的與實施改變了只有建筑物防雷裝置設計標準,而沒有檢測標準的歷史。對氣象部門在防雷裝置檢測技術標準層面也是一個突破,在防雷裝置檢測技術方面,有了一個全國性的標準,提高了氣象部門防雷管理和科技服務水平,提高了人們對建筑物防雷裝置檢測技術重要性的認識,使廣大檢測技術人員在檢測過程中做到有章可循、有法可依,同時使建筑物防雷裝置檢測技術更科學,更安全可靠,現結合規范和實際工作情況淺談幾點看法:

1不屬于本標準的范圍

鐵路系統(包括鐵軌)、車輛、船舶、飛機及離岸裝置、地下高壓管道、與建筑物不相連的管道、電力線和通信線。

2檢測中術語和定義中應注意的幾個問題

2.1 等電位連結。首先我們應該認識到等電位連接是防雷的根本目標,也是我們檢測的根本目標。等電位是將分開的裝置,諸導電物體用等電位連結導體或電涌保護器連接起來以減少雷電流在他們之間產生的電位差,沒有電位差就不會有人員傷亡和設備損壞,所以等電位連接的好壞關系到防雷效果的好壞。

2.2電涌保護器。電涌保護器有兩種作用:①用于限制暫態過電壓;②分流浪涌電流。

2.3接地。一種有意或非有意的導電連接,由于這種連接可使電路或電器設備接到大地或接到代替大地(如飛機)的某種較大的導電體。

接地的目的:①使連接到地的導體具有等于或近似于大地的電位。②引導入地電流流入和流出大地。

3檢測項目

外部防雷(建筑物的防雷分類、接閃器、引下線、接地裝置4項)、內部防雷(防雷區的劃分、電磁屏蔽、等電位連接、電涌保護器4項)以上檢測項目應按檢測程序中對首次檢測和后續檢測的規定來選取。

4檢測要求和方法

4.1建筑物的防雷分類。建筑物的防雷分類即建筑物的防雷風險評估從三方面進行評估:①對生命的危害。②公共設施的損失。③文物的損壞。再根據建筑物的重要性、年預計雷擊次數、防雷的成本、經濟效益來確定防雷類別。

4.2接閃器。接閃器的本質是引雷,接閃器就是攔截閃電的接閃桿,它的功能:①將雷電流引導入地。②將雷電流分散入地,避免產生熱效應或機械損壞以及在容易產生引發火災或爆炸的地方產生危險的火花。③接閃器上有無附著其它電氣線路,如果有應按相關規定檢查。④如果是低層或多層建筑物暗敷接閃器時,應防止可能發生的混凝土碎塊墜落等事故隱患。高層建筑物不應利用建筑物如墻內鋼筋作為暗敷避雷帶。

4.3 引下線。引下線可沿建筑物最易受雷擊的屋角外墻明敷,建筑物的消防梯、鋼柱等金屬物件宜作為引下線的一部分。應盡可能多的布設引下線,并用環形導體等間隔相連,以減少危險的電火花產生的概率,并有利于建筑物內部裝置的保護。必須有幾個并聯的雷電流通道存在,電流通道的長度保持最短。

4.4 接地裝置。接地形式是接地好壞的一個重要的指標,除一類防雷建筑物要求獨立接地外,其它的建筑物內部需要接地的裝置和外部防雷裝置應連接構成共用接地系統。

4.4.1接地裝置的檢測應注意以下幾點①首先看是共用接地體還是獨立接地體。②接地體的金屬材料,接地體的面積。③每次檢測都應固定在同一位置,采用同一臺儀器,采用同一種方法測量,已備下一年度比較性能變化。

4.4.2 接地可分為A型接地網和B型接地網

4.4.3 ①A型接地體中垂直接地體國際標準不能少于2根,國家標準不能少于3根。應用場合:a適用于獨立接閃器。b適用于架空接地線②B型接地體也稱閉合環形接地體,如建筑物自然接地體、人工環形閉合接地體。適用的場合:a對于的堅硬巖石建議僅用B型接地裝置。b對安裝有電子系統或存在高火險的建筑物優先采用環型閉合接地網,如發電廠等。

4.4 建筑物和線路的屏蔽要求。目的是為了減少電磁干擾的感應效應,信號和電源線應分開敷設,以合適的路徑敷設線路,線路應屏蔽(穿金屬管埋地敷設,嚴禁使用PVC管敷設),強弱電必須分開敷設。

4.5 電涌保護器。基本要求:應使用經國家認可的檢測實驗室檢測,符合GB18802.1和GB/T18802.21標準的產品。

SPD和等電位連接位置應在各防雷區的交界處。當線路能承受預期的電涌電壓時,SPD可安裝在被保護設備處。安裝SPD必須能①承受預期通過它們的雷電流。②具有通過電涌時的電壓保護水平。③有熄滅工頻續流的能力。

4.6 檢測作業的要求

4.6.1應在非雨天和土壤未凍結時檢測土壤電阻率和接地電阻值。

4.6.2檢測時,接地電阻測試儀的接地引線和其他導線應避開高、低壓供電線路。

4.6.3每一項檢測需要有兩人以上共同進行。

4.6.4爆炸火災危險環境檢測時,嚴禁帶火種,無線通信設備,不應穿化纖服裝,現場不準隨意敲打金屬物。

4.6.5在檢測配電房、變電所、配電柜的防雷裝置時應著絕緣鞋、絕緣手套、使用絕緣墊以防電擊。

4.7 檢測數據整理。原始記錄表應有檢測人員、校核人員和現場負責人簽名,原始記錄表應作為用戶檔案保存兩年。檢測報告按標準填寫完成后檢測員和校核員簽名后,經技術負責人簽發,加蓋檢測單位公章。檢測報告一式兩份,一份送受檢單位,一份由檢測單位存檔。存檔應有文件和計算機存檔兩種形式。

5 結論

5.1檢測前應對檢測中術語和定義進行認真研讀、理解。

5.2檢測前應認真檢查各監測設備的性能以及人員自身的安全檢查。

5.3檢測工程中嚴格按規范要求進行檢測,重點監測接閃器、引下線、接地裝置、等電位連接、電涌保護器等,檢測過程中檢出的問題應及時告知被檢測單位。

5.4檢測完應認真按標準填寫檢測報告。

5.5認真細致嚴格按規范進行的防雷裝置檢測是防雷安全工作中重要的一項。

參考文獻: 1《建筑物防雷》IEC61024

2《建筑物防雷設計規范》GB50057―94

篇4

【關鍵詞】 建筑物 防雷裝置 側擊雷 直擊雷 總平圖 平面圖 審核

雷電是一種危害嚴重的自然災害,雷擊時有強大電流通過,產生機械力和熱效應,破壞建筑物和威脅人員的生命財產安全。特別是隨著現代化建設速度的加快,城市中的建筑物不斷增加,建筑物及內部設備防雷安全的重要性就愈加明顯。而做好施工圖的設計技術審核是做好防雷建設的第一個把關口,通過審核,可以發現存在的問題,進而進行改進,以確保防雷裝置的可靠性、可行性和安全性。下面,就結合筆者的實踐經驗,就防雷裝置施工圖設計的技術審核進行探討。

1 總平圖

1.1 地理位置

由于各地的年平均雷害次數不同,加上各技術規范所提供的數據差異較大,因此,應以當地氣象部門公布的該地年平均雷害次數Td作為計算雷擊大地年平均密度Ng的依據。

1.2 周邊環境

該建筑物是否為孤立建筑物?周邊有無其他建筑物或樹木?各自高度如何?是否處于曠野或山頭?是否處于水陸交界處?地質條件和土壤電阻率如何?根據上述信息,確定在計算建筑物年預計雷擊次數N時校正系數K的取值(依據為GB50057—1994《建筑物防雷設計規范》(2000年版)附錄一)。

2 施工設計說明

電氣施工設計說明(有時也稱為強電施工設計說明等),其主要內容是表述各專業的概況和基本要求。

2.1 工程概況

建筑物使用性質是住宅、辦公、廠房、文物還是其他?是否為人員密集場所?建筑物內是否有爆炸物質?是否具有火災或爆炸危險環境?屬于哪類防火類別?是否有重要的信息機房?結合年預計雷擊次數N確定建筑物防雷分類,同時也與等電位接地的設計要求有關。建筑物高度則關系到防側擊雷措施的設計。

2.2 設計依據

(1)國標。設計依據的國標有:GB50057—1994《建筑物防雷設計規范》(2000年版)、GB50343—2004《建筑物電子信息系統防雷技術規范》、GB16895.22—2004《建筑物電氣裝置第5-53部分:電器設備的選擇和安裝隔離、開關和控制設備第534節:過電壓保護電器》。

(2)圖集。設計依據的圖集有:99(03)D501-1或99D501-1《建筑物防雷設施安裝》、02D501-2《等電位聯結安裝》、03D501-3《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》、03D501-4《接地裝置安裝》。當圖紙中的某項參照標準化圖集時,應同時注明圖集名稱、圖集號、頁次。

2.3 防雷、接地及安全

(1)防雷分類及分級。根據總平圖中確定的雷擊大地年平均密度Ng、校正系數K、屋面防雷平面圖中的長、寬、高尺寸,計算該建筑物年預計雷擊次數N,結合施工設計說明中的工程概況信息。依據GB50057-1994(2000年版)第二章的條款確定該建筑物的防雷分類。此外,根據工程概況信息,可依據GB50343-2004中的表4.3.1確定該建筑物電子信息系統雷電防護等級。

高度超過100m的民用建筑,依據JGJ16—2008《民用建筑物電氣設計規范》第11.2.3條第1款規定,應劃為第二類防雷建筑物。

(2)直擊雷防護。一般地,現多采用避雷帶作為直擊雷防護措施。審核時應注意以下幾點問題:1)避雷網格尺寸應符合對應防雷分類的要求。2)避雷帶所選用材料的材質及其規格尺寸應符合GB50057—1994等國標的規定,非標尺寸可能造成施工階段材料購買和施工的困難,應避免出現此類問題。3)避雷帶沿女兒墻敷設時,應結合女兒墻的寬度來綜合考慮避雷帶的支持卡高度、間距及轉角距離。4)如果采用金屬屋面或彩鋼板作為直擊雷防護措施,應符合GB50057—1994等國標的規定,注意厚度的不同要求。5)對于是否可采取暗敷避雷帶,不能一概而論。一般的建筑物,特別是鬧市區的高層建筑堅決不能暗敷;別墅等建筑體量較小的低層建筑物,當其N值達不到第三類防雷建筑物的規定值時,應當允許暗敷。

(3)引下線。新建建筑物一般利用結構柱內的主鋼筋作為引下線,利用結構柱內對角線的兩根主鋼筋作為引下線,則鋼筋直徑不應小于16mm,利用四角的四根主鋼筋作為引下線,則鋼筋直徑不應小于12mm。

(4)防側擊雷。超過建筑物對應滾球半徑高度的部分均應采取防側擊雷措施,每隔不大于6m的位置設置均壓環并與引下線相連,外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物也應與防雷裝置連接。

(5)等電位及接地。審核時應注意如下幾個問題:1)該建筑物采用何種接地系統,是共用接地系統還是單獨接地系統。共用接地系統的接地電阻值應不高于接入各系統、設備要求接地電阻的最小值。2)強弱電豎井內應在每層預留與樓層主鋼筋電氣連接的局部等電位接地端子,并與接地干線焊接連通,其他部位局部等電位接地端子也應與樓層主鋼筋電氣連接。

2.4 供配電系統

根據建筑物防雷中的防雷分類及電子信息系統雷電防護等級判斷SPD的設置分級及各級參數是否符合要求。

2.5 弱電系統

施工圖審核是在工程開工前進行,一般在此階段弱電設計尚未作深化設計(通常由弱電承包商完成),所以在施工圖中很少注重弱電系統線路和設備的防雷設計,審核時應注意以下幾點:(1)弱電機房的位置設置應遵從“盡可能遠離屋頂和立柱”的原則,即遠離可能流經大的雷電流的區域。(2)進出建筑物的信號線路應穿金屬管埋地敷設入戶,進戶處應做好等電位接地,包括金屬管道、弱電線纜的金屬屏蔽層、光纜加強筋等。(3)機房內應在防靜電地板下設置S型或M型等電位聯結網絡(一般做法為鋪設銅排),將機房內所有正常時不帶電的金屬物體采取等電位聯結。

3 屋面防雷平面圖

屋面防雷平面圖審核時應注意一下幾點:

(1)各類防雷建筑物的避雷帶網格尺寸有兩種(如第三類防雷建筑物的避雷網格要求是20m×20m或24m×16m),滿足任一種皆可。

(2)對于外立面或屋面形狀比較特殊、復雜的建筑物,要特別留意是否所有易遭受雷擊的部位均敷設了避雷帶。對伸出屋檐的部分(如曬臺、陽臺等)要結合其尺寸及與女兒墻的高度差判斷是否處于接閃器保護范圍內。

(3)設于屋面的屋頂花園、網球場、或咖啡吧等人員公共活動場所,應采取相應的直擊雷防護措施(如設置合適高度的避雷針)保護人員和設施安全。

(4)采光天窗應采取相應的防直擊雷措施。

(5)當非金屬屋面有玻璃采光頂時,應向相關設計人員核實采光頂是明框還是隱框,如支撐玻璃的金屬構架在玻璃下方(隱框),則除金屬支架可靠接地外,應對玻璃增設避雷裝置加保護。

(6)衛星天線應處于接閃器的保護范圍之內,若架設避雷針保護時,避雷針與天線的水平距離不應小于3m,天線底座應可靠接地。

(7)引下線應沿建筑四周均勻或對稱設置,條件限制時,局部的引下線間距可稍超出規范規定的間距值,但應確保建筑物整體的引下線平均間距不大于對應防雷分類的間距要求。

4 基礎接地平面圖

基礎接地平面圖審核時應注意以下幾點:

(1)利用建筑物基礎中的自然接地體時,應將樁基、承臺、地樑、底板內的結構主筋可靠連接以構成共用接地裝置。

(2)地樑內的結構主筋應與所經過的結構柱內主筋可靠連接以構成環型接地體。

(3)引下線位置應逐一對應屋頂防雷平面圖中標志的引下線位置。

(4)結構柱內的鋼筋作為雷電流的主要對地釋放通道,對附近的設備與人有一定程度影響,故弱電設備應盡可能遠離結構柱和引下線。重要的設備機房應避免設置在建筑物的頂層和底層。

(5)各接地干線一般均為從大地板引出至各個部位,注意文字標注是否有誤。

(6)如有特別注明設備機房等電位接地措施的,應檢查是否設置等電位聯結網絡,等電位聯結網絡與大地板之間的連接方式、連接材料及規格型號,網絡是否能為機房將來可能存放的機柜、機架、線槽提供足夠的等電位聯結點,網絡的材質是否達標。

5 配電系統圖

配電系統圖審核時應注意以下幾點:

(1)不同部位的配電箱在SPD配置方面的要求也不盡相同,并不是所有的配電箱都安裝In值相同的SPD就能解決問題,應按照配電箱所處的不同位置進行分級,相應確定合適的In值。

(2)應結合低壓配電系統的不同接地制式來確定安裝何種類型SPD。

(3)圖紙中設置的SPD應標明標稱放電電流In、電壓保護水平Up、持續工作電壓Uc等基本參數。

6 結語

總之,防雷設施對于保障建筑電氣設備正常工作及人身生命安全是至關重要的,必須加強防雷設施設計審核,以有效保證其防雷安全,特別是對施工圖設計的技術審核。要求審核人員在熟練掌握規范、標準的基礎上,結合建筑物的實際情況,綜合分析、客觀判斷、靈活處理,以提高建筑物的雷電防護能力。

參考文獻:

篇5

關鍵詞:智能建筑;防雷接地;技術

設計嚴密、完整和良好的智能建筑防雷接地系統,可以很快的將雷電帶來的雷電流泄入大地,實現分流,以減弱甚至消除雷電流對通訊信號和電氣設備產生的破壞。從技術的角度來分析,智能建筑之所以會被雷電造成嚴重的傷害,很大一部分原因在于設備的脆弱,硬件設備的防雷布置較少,并且技術上的防雷效果較弱,一旦遇到雷電的災害,勢必會導致智能建筑的運營出現極大的問題。在此,本文主要對智能建筑若干有效防雷接地技術展開分析。

1 智能建筑綜合防雷技術

對于智能建筑而言,綜合防雷技術是今后的應用重點。我國現階段的發展正處于重要階段,智能建筑是建筑行業日后的重點類型,防雷技術則在客觀上決定了智能建筑能否獲得理想的運營結果。從客觀的角度來看,綜合防雷技術,主要是根據智能建筑的運營重點和自身的薄弱環節,制定“一專多能”的綜合技術,防止雷電侵害的同時,不斷的加強自身的質量和性能,以此為智能建筑的運營提供更多的幫助。在此,本文主要對智能建筑綜合防雷技術展開論述。

1.1 外部防雷

智能建筑的防雷接地,為了能夠在客觀的防雷工作上取得較大的突破,首先應在外部防雷上努力。當雷電災害發生后,雷電首先襲擊的就是智能建筑的外部設備,包括各種導電設備和磁場。通過建立健全外部防雷技術,以此來實現智能建筑保護體系的健全。本文認為,外部防雷技術應在以下幾個方面努力:第一,接閃器的應用。防雷接閃器是指能夠直接截受雷電的金屬導體,在多數情況下,防雷接閃器主要集中在三個形式當中,分別是避雷網、避雷帶、避雷針。從現有的工作來看,由于接閃器的應用,很多智能建筑的雷電防護措施,都取得了較大的進步,即便是在雷電天氣,智能建筑也能正常的運營。第二,引下線的應用。該種外部防雷措施,主要是從細節出發的一種防雷接地方案。引下線屬于避雷裝置的中斷部分,在大多數的情況下,會將建筑物主體結構的柱主筋作為暗裝引下線,以此來完成較好的防雷接地效果。同時,由于目前的很多智能建筑都比較重要,還會利用建筑物本身的一些金屬構件作為相應的引下線。由此可見,智能建筑的外部防雷是非常重要的,日后應進一步努力。

1.2 內部防雷

由于目前的天氣比較多變,部分地區的環境較為特殊,夏季的雷電天氣比較常見。此時,不僅要在外部防雷上努力,還要在內部防雷的工作上持續提升,鞏固多方面的防雷接地體系。智能建筑內部防雷系統,是針對建筑物內部的比較容易受過電壓或者過電流破壞的弱電設備,尤其是雷電磁脈沖輻射對電子設備帶來的影響,所采取的增裝過電壓保護裝置,這樣可以提高設備過電壓和抗電磁干擾的功能,使電氣設備免受損壞。首先,內部防雷需要在屏蔽措施上努力。在雷電天氣發生的時候,利用屏蔽能夠更好的減少雷電電磁沒沖輻射對電子設備的干擾。其次,利用等電位聯結進行內部的防雷保護。相對而言,等電位聯結與智能建筑的本身息息相關,主要是利用導線或者是過電壓保護器,更好的將建筑內的金屬物相互聯結起來,促使整體的智能建筑形成一個優良的導電體,實現優異的防雷接地效果。第三,電涌保護。該項方法,主要是在智能建筑的內部,應用電涌保護器來完成?,F階段的智能建筑,必須采用電涌保護器,該設備是必要性的設備。第四,均壓環的應用。均壓環是高層建筑物為防側擊雷而設計的環繞建筑物周邊的水平避雷帶。在建筑設計中當高度超過滾球半徑時(一類30米,二類45米,三類60米),每隔6米設一均壓環。在設計上均壓環可利用圈梁內兩條主筋焊接成閉合圈,此閉合圈必須與所有的引下線連接。要求每隔6米設一均壓環,其目的是便于將6米高度內上下兩層的金屬門、窗與均壓環連接,以此來實現較強的防雷效果。

2 解決防雷接地技術問題的措施

從現有的工作來看,防雷接地技術在很多方面都實現了較大的提升,固有工作的水平不斷進步。但是,由于各個地區的智能建筑發展存在差異,技術上的體系也有不同,此時,應照顧到部分地區的防雷接地技術問題,采取針對性的解決措施,更好的實現防雷接地效果。值得注意的是,客觀條件的差異和主觀訴求的改變,防雷接地技術的問題的解決措施,應具有持續性的特點,僅僅對現階段的問題進行壓制,根本無法得到理想的效果。在此,本文主要對解決防雷接地技術問題的措施展開論述。

2.1 對地位反擊問題的措施

防雷接地技術的各項問題,是技術本身的問題,也是對客觀現實的反應,在今后的工作中,應結合多方面的因素來解決地位反擊問題。首先,應設計并確保合理的安全距離。智能建筑之所以在現階段受到了廣泛的歡迎,原因在于其建設精度較高。防雷技術問題的解決,應較好的控制安全距離,否則很難保證各種防雷措施的效果得到較好的落實。

2.2 應對變壓器損壞問題采取的措施

變壓器是很容易受到雷擊的設備,并且對智能建筑造成的影響比較嚴重。今后的防雷接地技術問題的解決,還要對變壓器的損壞問題進行重視,通過一系列的措施來解決,從而實現防雷接地技術的良性循環。另外,自然接地體也是很重要的,用可有效的解決地電位升高的影響,合格的地網是有效防雷的關鍵。聯合地網通常由建筑物基礎(含地樁)、環形接地(體)裝置、工作(電力變壓器)地網等組成。接地系統的良好與否,直接關系到防雷的效果和質量。如果地網不合要求,應改善地網條件,適當擴大地網面積和改善地網結構,使雷電流盡快地泄放,縮短雷電流引起的高過電壓的保持時間,以達到防雷要求。綜上所述,智能建筑,必須采取有效的防雷接地技術,在各個方面完成較強的防護工作。

3 總結

本文對智能建筑若干有效防雷接地技術展開分析,從現有的工作來看,智能建筑的防雷接地技術,基本上能夠做到從客觀實際出發,并最大限度的滿足了主觀上的訴求。我國的建筑行業發展趨向于智能化,防雷技術的提升是建筑的重點要求。

篇6

關鍵字:建筑幕墻;防雷的意義;防雷的技術

引言

隨著我國社會經濟的快速發展,建筑裝飾行業也得到了飛速發展,很多高層建筑物中都運用了幕墻。然而隨著幕墻在高層建筑物中的應用越來越廣泛,怎樣做好高層建筑幕墻雷電防護工作已經成為影響幕墻發展的一個重要因素。該文就結合當前我國高層建筑幕墻應用的基礎上,重點對其防雷技術進行詳細的探討,以便使其能夠達到國家防雷標準。

一、建筑物幕墻防雷施工的重要意義

(一)、雷電的特點

雷電是一種自然現象,其具有電壓高、電流大、釋放時間短的特點,雷電的破壞性極大?,F代社會,由于高層建筑比較多,所以施工單位一定要做好防雷防護措施,避免雷電對建筑物造成較大的破壞。雷電的電流幅值也比較大,而且具有較大的沖擊性,其最大可以達到300kAo雷電的沖擊電壓比較高,所以受到雷擊攻擊的物體會受到嚴重的損害,雷電放電的時間比較短,但是釋放的能量卻比較大,其產生的破壞性也極大。

(二)、幕墻雷擊的危害及建筑幕墻防雷的必要性

雷電擊中建筑物時,通常會產生電效應、熱效應和機械力。雷電流在瞬間釋放出的巨大能量會把被擊中的金屬熔化,使物體水份受熱膨脹,產生強大的機械力,或者分解成氫氣和氧氣,產生爆炸,使建筑物遭到破壞,甚至雷電的高溫使建筑物發生燃燒,引起火災和觸電。眾所周知,雷電作為一種極具破壞力的自然現象,然而這種自然現象的發生卻具有不確定性。其電壓最高可以達到幾百萬伏特,瞬間電流更是遠超十萬安培,其危害主要表現如下:( 1) 雷電所蘊含的巨大能量直接作用于高層建筑物幕墻,造成幕墻損甚至火災、爆炸,甚至人員傷亡;( 2) 由于雷電自身電壓極高的緣故,能將電氣系統中的絕緣設備擊穿,造成破壞巨大的相間短路;( 3) 由于現代電子產品大多都是高密度、低電壓和低功耗的產品。其對于雷電產品的靜電作用和電磁感應效果十分敏感,從而造成設備數據誤差甚至癱瘓。

二、雷電危害的分類

當前國際公認的十大自然災害之一就有雷電災害,由此可以看出,雷電災害對人類的危害是非常大的。根據雷電的性質,可以將雷電危害主要分為以下三方面:一是直接雷擊危害。該危害主要是指在發生雷電時,直接擊中在大地、建筑物等物體上,從而能夠在第一時間產生電效應、機械力效應的一種危害,該雷電對人類造成的危害是巨大的;二是間接雷擊危害。該危害主要是指在發生雷電時,由于周圍的導體會產生相應的電磁感應和靜電感應,從而會致使金屬之間有電火花的產生的一種危害;三是雷電電磁波侵入的危害。當發生直擊雷或者是雷電感應現象時,會通過一些金屬將其引入高層建筑物內,進而會有閃擊現象發生的一種危害。

三、建筑物幕墻防雷施工技術簡介

(一)、接閃器

接閃器有避雷針、避雷網等多種類型,是在建筑外裝設金屬構件,這種接閃器的尺寸需要根據建筑實際情況更改,要保證接閃器的熱穩定性,這種構件的尺寸一般比較小,截面也比較窄,在裝設的過程中,施工單位需要考慮構件的防腐工作,還要保證金屬的強度。避雷針一般為鋼管材料,其長度不超過lm,直徑在12rrim~20mm左右,有的高層建筑避雷針在1 m-2m左右,直徑在16mm-25mm左右。有的建筑會采用避雷網作為接閃器,這種材料一般是由扁鋼或者圓鋼組成的,一般圓鋼與空氣的接觸面比較小,出現腐蝕問題也相對比較少,所以施工單位會優先考慮使用圓鋼。在進行建筑物幕墻設計時,一般在女兒墻的頂部裝設接閃器。這一位置存在金屬蓋板,導電性能較強,電場的強度也比較大,所以很容易受到雷電的襲擊,在這一位置裝設接閃器,可以起到引雷的作用,可以將雷電產生的能量傳人大地,從而達到避雷的目的。

(二)、接地裝置

建筑幕墻在通常的情況下可以不用單獨設計防雷接地裝置,而是通過與土建的防雷接地裝置共用。這種情況下,建筑幕墻避雷必須上下連通,依靠主體防雷進行布置。布置時,建筑幕墻自身防雷系統要與土建防雷系統中的土建避雷主筋可靠連接,所有的引下線均應連到均壓環上,幕墻的主梁通過預埋件及避雷均壓環和避雷引出線與土建主體避雷主筋相連焊接牢固,焊縫搭接長度不小于100mm。

(三)、引下線

設置防雷引下線的數量,是關系到建筑物是否產生擴大事故的重要因素。每根引下線所承受的雷電流愈小,則其反擊的機會和感應范圍的影響就小,所以引下線的根數應盡量多些為好。引下線一般用圓鋼或扁鋼制成,其截面不應小于48mmz;在易遭受腐蝕的部位,其截面應適當加大,其尺寸不應小于下列數值:圓鋼直徑8mm;扁鋼截面48mm2;扁鋼厚度4mm。GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》中還規定,采用多根引下線時宜在各引下線上于距地面0.3m-1.8m處裝設斷接卡。當僅利用鋼筋作引下線并采用埋于土壤中的人工接地體時,應在每根引下線上于距地面不低于0.3m處設接地體連接板。采用埋于土壤中的人工接地體時應設斷接卡,其上端應與連接板或鋼柱焊接。

四、建筑幕墻施工防雷應注意的事項

(一)、嚴格按照施工技術標準進行質量把關

對于項目實施過程中可能出現的問題進行重點檢查,在工序的關鍵位置實施專項檢查。以預防為主,監督結合的管理措施,嚴格保障幕墻防雷工程的施工質量,其中技術設計人員必須傳達設計理念,現場施工管理人員必須熟悉設計和建筑結構以及施工操作人員的技術特點,施工操作人員需要熟悉基本的電氣操作標語并嚴格按照制定的方案進行操作。

(二)、嚴格按照高層建筑幕墻的防雷原理設計

應當根據幕墻的功能性和美觀性進行比較設計,進而確定幕墻的里面、構造和材料。由于其高層建筑的特殊性,仍需考慮去風力的因素和其他防護的功能性要求。在高層建筑的防雷系統之中,引下線需要盡可能滿足在高層建筑周圍均勻分布,并且盡可能多設引下線,這樣才能經得住較大的電流。由于高度的問題,引下線比較長,電壓差比較大,應當嚴格按照每一個單位構建一圈均壓環,避免反擊效應的發生。

結束語

由于建筑幕墻的特殊性,所以對于建筑幕墻的防雷工程一般由專業的幕墻施工單位進行施工,希望施工單位在進行幕墻建筑時,不但要重視幕墻的結構性安全,更不可忽視幕墻的防雷系統的安裝。在與建筑主體結構進行緊密契合的同時,應該做好自身防雷工程的完善,并做好地接電阻的檢測工作,完善各項準備和控制的資料,充分保障高層建筑幕墻的防雷系統正常安裝,從而保護人民的財產安全和人身安全,徹底消除雷電這一安全隱患。

參考文獻

[1]王楓紅,陳熾坤.復雜防雷條件下保護范圍及三維模型研究[J].圖學學報,2012(4):155-159.

篇7

關鍵詞:電氣防雷,接地技術,接地網

在高層建筑物電氣安裝過程中,防雷接地技術是最為復雜技術之一,它與建筑物的用電有關,如果處理不好會極大危害人們生命財產安全。所以施工人員必須嚴格按照施工要求進行施工,同時對接地和防雷系統的質量進行嚴格的驗收。對于電氣安裝要做好防雷接地工作,其原因無外乎有二:(1)人們用電需求量增加,電氣設備相應增加。而雷電災害是不可知的,但是可以避免。如果發生雷電災害,勢必會對人們的生命財產造成損失,因此必須要采取相關的措施,確保每一棟建筑物都有完整的防雷接地系統,以便應對未來可能發生的雷電情況,有效保障建筑物的用電安全。(2)現如今人們的物質生活與建筑物有著密切的聯系,當建筑物發生雷電災害時,人們的生活也會受到嚴重的影響。

1防雷接地技術

對建筑物展開防雷接地工作,其目的是確保建筑物的安全。防雷系統的工作原理就是將電氣裝置和接地裝置感應接受的雷電導入大地,確保建筑物的安全。在對雷電接地展開工作時,確保連接大地的地線,電氣設備,接收雷電的避雷針等設備的完好無損,工作人員在展開工作過程中難免會遇到各種各樣的問題,所以在開展之前要確保防雷接地技術的準確無誤。例如,在雷電天氣中,雷電擊穿空氣,會出現閃電流,同時使空氣溫度升溫,并伴隨靜電場的出現,進而會形成有強大的沖擊波,對人們的生活會產生一定的影響。防雷接地原理。雷電對于人體傷害分為三種:雷電感應、雷電波和直擊雷。當雷電擊中建筑物時,會形成強電流,并對建筑物產生熱效應和機械力,而這兩種因素會對建筑物產生極大的破壞,并對內部的電氣設備產生影響,當有雷電天氣出現,人們往往事先把電氣插頭拔掉,如果發生雷擊事件,就可以避免強電流對電氣設備的損害。對于破壞力極大的雷電,一旦發生,可能還會對建筑物內部的人員的生命財產安全造成危害。對建筑物的防雷接地系統展開工作時要特別注意電氣設備的接地問題,這是防雷接地工程技術最核心的部分。就對安裝而言,接地類型分為三種,工作接地類型,保護接地類型,電壓保護接地類型。(1)用大地作為導線。(2)利用設備外接大地,當發生雷擊時使電流流向地面,從而保護電氣設備。(3)防雷接地,總的來說就是利用電壓來保護電氣設備,或者將設備的金屬部分外接大地。利用以上的防雷措施可以極大增強建筑物的防雷性能,從而有效地保證建筑物不受到雷擊。

2建筑電氣安裝中防雷接地施工中的問題

對于防雷接地系統,在施工中施工企業沒有對其進行規范管理,在進行安裝預留的防雷接地系統過程中施工單位也沒有對其按照規定進行操作,如果建筑物的防雷裝置已經被破壞,而預留的外接端子版沒有被及時找到,這就會給施工工程帶來不利的影響。避雷裝置與引下線間的焊接長度沒有達到規定要求,同時也沒有保證焊接質量,而這不利于建筑物防雷接地施工工程的順利開展。

3防雷接地施工技術

施工準備工作。建筑物施工過程中電氣設備多,種類復雜,有必要在開展工作之前做好相應的規劃,為之后的工作保駕護航。首先,對電氣的安裝制定一套行之有效的規劃,在高層建筑物安裝工作展開時,施工人員要根據建筑物的結構特點和電氣安裝要求進行規劃施工,在施工前要對電氣安裝流程進行梳理,確認設備安裝位置,對線纜布置和走向做好規劃,確保在施工過程中不會出現相關環節的沖突,保證建筑物電氣安裝工程的有序進行。此外,在安裝工程結束后要及時對設備進行質量檢測。由于電氣設備智能化的不斷提升,施工人員要做好設備質量檢測工作,避免有質量問題的設備在安裝中被使用,影響后期的安裝質量。接地網排布。施工人員在開展防雷接地線工作時,要嚴格根據圖紙,規范操作,尤其對于超高層建筑物要確保電氣防雷接地安裝過程中達到合理的要求,防止實際接地線與圖紙出現較大的誤差。對于電氣防雷接地網在焊接中有著嚴格的要求,(1)基礎接地網選擇大底板;(2)地板上層中兩根柱采用20mm的鋼筋結構,且在焊接過程中要與網絡連接,之后把基礎接地網與結構樁基內部的兩根鋼筋進行相連,其要求也是非常嚴格的,網絡尺寸要采用小于15m×15m,鋼筋不能低于15mm。在展開工作時,如果遇到結構柱與主內鋼筋的連接方式不符合圖紙要求時,要把先梁內柱鋼筋與相同規格的鋼筋結構進行焊接處理,完成電路通路。為了保證超高層的防雷接地工作高效進行,施工人員要準確把控裝置的位置,還要在焊接工作過程中加強工作管理,對焊接方法也要選擇最為合理的。在焊接過后要對焊接質量進行檢測,其要求焊縫是否飽滿,機械強度是否符合要求,在出現虛焊、夾焊等情況時,要進行補焊處理,確保焊接質量符合要求,在經過質量檢測合格后,要對焊縫進行磨皮處理,再對其進行清潔工作,之后用瀝青涂抹表面,防止外界因素對焊接處造成損害。避雷網安裝。工作人員在進行防雷網布置過程中要合理調整鍍鋅圓鋼,以便提高雷支架安裝的穩定性,同時還要對金屬與避雷帶的連接方式采取有效的方法。在工程中一般有搭接連接和焊接連接方式這兩種方法可以供其選擇,但在連接過程中要嚴格確保連接的正確性。施工人員在嚴格按照要求完成這些工作后,還需要對搭接寬度進行相應合理地控制。最后在進行避雷網安裝過程中,工作人員要及時清理工作中殘留下的粉末和碎渣等清潔工作。為了防止環境變化對防雷網造成不必要的影響,要及時進行防銹、涂刷材料等保護工作,對防雷網本身的使用質量也有著一定的提升作用。引下線施工。對于防雷接地系統中引下線工作是其中關鍵的部分,對于引下線工作有著嚴格的要求,接地裝置和接閃器的金屬必須接地,而接地的部分一定是金屬導體。在對引下線進行分析時,應當分析其耐腐蝕性和強度,而分析工作的價值就在于引下線能夠承受多大的電流,從而確保設備的安全。對于引下線的設置是有相當嚴格的要求,必須是對稱性或均勻性進行設置,數目則是兩根,整體間隔小于18m,對于建筑物周圍鋼柱的跨度則是設置引下線的根據所在。在對設置引下線時,要先在設置位置找到主筋,并對其標記,作為引下線,之后對測量點按照整體要求進行焊接,其要求要垂直串聯到頂部,在焊接過程中要在焊接處焊出一些引下線,而這些引下線要滿足工程中所需的標準要求,在焊接過程中焊接整體塔要控制在6m以內,誤差不能超過標準差之外。工作人員在完成后要對其進行隱檢作業,若在檢查工作過程中發現有問題,要及時進行修正,確保引下線的工作質量。工作人員在檢查工作要及時做記錄和保存材料。電氣接地技術。電氣接地技術這種模式的特點是不產生零電壓,因此有利于三相電壓的穩定。而這種電氣接地方法最大的優點是整體安全性能出色,對于高層建筑和城市建設的需求也能同時滿足,從而提高建筑物電氣設備使用安全和穩定性。防側雷技術。建筑物高度在滿足相關文件規定時,就要進行防側雷設備的安裝。當樓層高度超過規定要求時,側面樓房受到雷擊的事件就會發生,因此,在側面的陽臺可以使用鋼筋干作為避雷接地的接閃器。如果陽臺沒有鋼筋干,可以把外墻龍骨與引下線進行連接來達到避雷效果。

4結語

在安裝電氣設備過程中,防雷接地的施工是非常重要的工作內容,因此施工人員要合理制定施工方案。就目前而言,建筑電氣施工存在很多的問題,不利于建筑用電的安全和效益。對此,施工單位要加強質量意識和技術水平的提升,為之后電氣施工和接地保護打好堅實的基礎,對施工和接地技術的掌握,有利電氣施工質量的提升,發揮其重要作用。

參考文獻

[1]殷小石.建筑電氣安裝中防雷接地施工技術探討[J].工程技術研究,2020,5(24):111-112.

篇8

關鍵詞:雷電;破壞形式;防雷

Abstract: lightning is one of the natural phenomenon of nature, and loss of life and property in China caused by lightning attacks is enormous. In recent years, along with our country for lightning attack attention and attention, Chinese experts have been actively take corresponding measures to make the lightning attack impact on people's lives and work down to the lowest, this requests us in the technical work of mine, points out. In this paper, the author combined with years of experience of lightning protection technology for building engineering were discussed, for reference.

Keywords: lightning; damage forms; lightning

中圖分類號:TU761 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)

1雷電的形成

雷電是由雷云(帶負電的云層)對地面建筑物及大地的自然放電引起的,它會對建筑物或設備產生嚴重破壞。在天氣悶熱潮濕的時候,地面上的水受熱變為蒸汽,并且隨地面的受熱空氣而上升,在空中與冷空氣相遇,使上升的水蒸汽凝結成小水滴,形成積云。云中水滴受強烈氣流吹襲,分裂為一些小水滴和大水滴,較大的水滴帶正電荷,小水滴帶負電荷。細微的水滴隨風聚集形成了帶負電的雷云;帶正電的較大水滴常常向地面降落而形成雨,或懸浮在空中。由于靜電感應,帶負電的雷云,在大地表面感應有正電荷,這樣雷云與大地間形成了一個大的電容器。當電場強度很大,超過大氣的擊穿強度時,即發生了雷云與大地間的放電。

2雷電的破壞形式

一般來說雷電的破壞形式有三類:

(1)直擊雷,即雷直接擊在建筑物和設備上而發生的機械效應和熱效應,一般建筑物易受直擊雷的部位多為屋檐、屋脊、屋角、檐角、女兒墻;雷電對高層建筑物有時發生側擊和繞擊現象,如莫斯科附近的一座高537m的電視塔,在4年半的雷雨季節曾遭到143次雷擊,大部分雷擊打在塔頂下方20-36m以上的塔體,有兩次是打在塔頂下方200、300m處,這是由于現代建筑物內有各種電氣設備和其他金屬設備,它們會產生電場,這都影響著閃電的襲擊位置。

(2)雷電波侵入,雷電流沿電氣線路和管道引入建筑物內部,危及設備安全。當架空線遭受直擊雷或產生感應雷,高電位便會沿著導線電源線以及信號侵入變電站或建筑物內,這種雷電波侵入也會對電氣設備造成危害或使建筑物內金屬設備放電,引起破壞作用。近幾年來,智能建筑方興未艾,智能建筑多包含有大量的電子設備和計算機系統,這些設備通常屬于耐電壓低。防干擾要求高的弱電設備,最怕受到雷擊,雷擊時瞬間強電流通過輸電電纜、通信線路、電話線和金屬管道等引入室內或由電磁感應最容易造成計算機網絡、通訊設備和工業控制系統的雷擊事故。從近幾年的雷擊資料分析,這類事故發生率高,后果十分嚴重。

(3)感應雷,即雷電流產生的電磁效應和靜電效應,會產生感應高電壓。對于建筑物來說,如果遭到雷電感應,其內部的構架與接地不良的金屬裝置容易出現火花,這對存放易燃品的倉庫來說是很危險的,它會引起爆炸。在雷電閃擊時,由于雷電流的變化率大而在雷電流的通道附近就形成了一個很強的感應電磁場,對建筑物內的電子設備造成干擾、破壞,或者使周圍的金屬構件產生感應電流,從而產生大量的熱而引起火災。專家提醒,感應雷擊正呈明顯上升趨勢,80%的雷擊事故都是由它引起的,但目前人們對這種隱性雷電災害的認識比較差,不少住宅小區基本屬于防雷工作的盲區。以往認為建筑物上只要安裝了避雷針,就能避免雷擊的傳統防雷觀念要改變,防雷重點應在防止“感應雷擊”上。

3建筑物防雷與接地的設計原則

3.1可靠性原則

設計雷電防護工程應最先考慮的問題就是可靠性。在工程的設計中,不一定要求最先進,但一定要用最成熟、可靠的產品和技術。有些新技術確實在某些方面具有優勢,但還需用更多的時間去考驗。在網絡系統的雷電防護中,應當選擇被廣泛應用和正式的可靠產品和技術,提高系統可靠性首先要選用備份回路,出現故障時能夠迅速恢復且有適當的應急措施;其次采用熱插拔及聲光報警功能,故障處理無需停機,便于用戶及時發現處理。

3.2實用性原則

配置防雷保護系統不是給用戶花錢,而是保護用戶的投資,保證網絡系統的正確運行。實用性就是最大限度的滿足實際工作要求,從實際應用的角度來看,這個性能更加重要。

3.3開放性、可擴充性與可維護性原則

雷電防護技術是不斷發展變化的。所選產品必須符合國際標準及工業標準,結構應當是先進的、開放的、可擴充的,能夠滿足日益擴充的需要,這樣,才能對網絡的未來發展提供保證。

4建筑工程常用雷擊防護措施

常用的防雷裝置有避雷針、避雷線、避雷網、避雷帶和避雷器等,一個完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。

4.1防直接雷(直擊雷、側擊雷)措施

防直接雷擊是系統防雷工程的基礎,是防雷工作的首要任務。根據工程建筑物結構特點,應直接利用建筑結構鋼筋(或金屬板樓面)構成“法拉第籠” ,以達到良好防雷效果??裳b設獨立避雷針,架空避雷線或避雷網,也可在屋面設置由避雷短針、避雷帶和避雷網格組成混合型接閃器。避雷網可由屋面結構主筋組成,在整個屋面形成暗敷避雷網格。避雷網網絡尺寸不應大于5m×5m或6m×4m,其支柱或端部至少應設一條引下線。為保持美觀,避免生銹更換,建議避雷短針和避雷帶及避雷帶支撐架均采用不銹鋼材質。當建筑物高度超過35m時,應采取側擊雷防護措施。自30m起,每6m沿建筑物四周裝設水平均壓帶,并與引下線連接;30m及30m以上的金屬門窗、欄桿等構件與防雷裝置連接。

4.2防靜電措施

各金屬管道、設備及工藝裝置等應按現行防雷、防靜電設計規范要求做好防靜電措施,并注意等電位連接。管路系統的所有金屬件(包括護套的金屬包覆層)必須接地。相鄰引下線之間的距離不應大于12m。非金屬屋面用明裝避雷網保護,并予以接地。具有爆炸火災危險的場所,以及靜電危害人身安全的作業區,所有鋼體平臺、梯子、金屬用具、移動式金屬車輛等均應做好防靜電接地。防雷電感應接地裝置可以和其他接地裝置共用,其接地干線與接地裝置的連接不得少于兩處。

4.3防雷電感應措施

建筑物內的設備、管道、構架等主要金屬物,應就近接至防直擊雷接地裝置或電氣設備的保護接地裝置上。平行敷設的管道、構架和電纜金屬外皮等長金屬物,其凈距小于100mm時應采用金屬線跨接,跨接點的間距不應大于30m;交叉凈距小于100mm時,其交叉處亦應跨接。管頭接頭、彎頭、閥門等連接處的過渡電阻大于0.03時,連接處也應用金屬線跨接;對于5根以上螺栓連接的法蘭盤可不跨接,但必須構成電氣通路。

4.4防雷電波侵入設計

防電力電纜、信號電纜防雷電波侵入:所有埋地入戶的電力電纜、信號電纜所穿金屬管道、電纜金屬外皮,應在入戶處進行接地。

防人戶公共設施防雷電波侵入:所有入戶的公共設施金屬管道,包括金屬給排水管、消防管道、煤氣管道等應在入戶處總等電位連接并接至接地裝置。

4.5等電位連接接地設計

等電位連接接地設計分兩類,一類是總等電位設計(MEB),另一類是接地預留干線??偟入娢辉O計(MEB)是將總配電箱(柜)設為總等電位連接(MEB),連接方法即是將金屬構件進線配電箱的PE(PEN)母排,公共設施的金屬管道,如上、下水、熱力、燃氣等管道以及建筑物金屬結構和電源進線、信息進線進行連接。另一類是預留干線,即是在強、弱電井內敷設接地干線。利用-40×4mm熱鍍鋅扁鋼沿井道通長明敷,供井道內橋架、電氣、電子設備金屬外殼接地。接地干線底與建筑物基礎接地裝置連接。由接地干線引出,在各樓層分配電箱處設樓層等電位接地端子板。樓層分配電箱內PE線應接至樓屋等電位接地端子板做重復接地。

4.6引下線

防雷引下線采用鋼柱或罐體或混凝土柱內主鋼筋。根據建筑物外部為鋼筋混凝土構架特性,宜利用柱內直徑≥12對角四條主鋼筋或直徑≥16對角兩條主鋼筋作為引下線,引下線鋼筋應通長焊接,且應沿建筑物四周對稱布置。

4.7接地裝置

宜充分利用樁基礎、承臺結構主筋構成自然垂直接地體,在樁基礎每樁利用結構主筋中對角2根主筋作為垂直接地體。利用結構底梁主筋不少于2根焊接連通作為水平接地體。要求由上述接地裝置構成的接地網沖擊接地電阻值不大于1,若不滿足要求,應在外引接地線處增加人工接地體。在接地裝置主要陽角處應靠近引下線設置接地電阻測試端子,距地高度不宜低于300mm,規格為-40×4mm熱鍍鋅扁鋼或50mm×50ram×5mm鋼板,并設明顯標志。

5 結語

建筑工程雷電防護工作不是簡單的避雷設施的安裝,而是一項要求高、難度大的系統工程,我們應在對氣象防雷技術工作給予充分重視的前提下,把握氣象防雷技術工作的要點,加大投入,使氣象防雷技術工作能夠充分發揮其應有的作用與功能。

參考文獻:

篇9

【關鍵詞】建筑物;弱電系統;防雷

1 雷電的危害及破壞分類

在地球的表面無時無刻不在發生的閃電,其中又被稱為落地雷的落地閃電每秒鐘可達三十到一百個。雷電也是人類所面臨的自然災害之一。雷電破壞共分為兩種,一種是直擊雷破壞,另外一種是感應雷破壞。我們先來看下直接雷破壞,當雷電直接擊中建筑、樹木或者動物身上上時,由于受到熱效應、電效應以及機械力的效應的影響,從而導致建筑物的損壞以及生物體的傷亡。如果雷電直接擊中露天智能系統設備可以導致其損壞;如果直接擊中架空線纜,則會熔斷電纜。而感應雷又被稱為二次雷,相對直擊雷而言感應雷的發生機率更大,所謂感應雷是指閃電在放電的過程中,附近導體受到影響會產生靜電感應及電磁感應,導致金屬部件之間會出現火花及高電壓。感應雷又分為靜電感應、電磁感應以及雷電波侵入等三種不同類型。其中靜電感應是指出現帶電的雷云時,雷云下的建筑物及其相關的傳輸線路會感應出電荷,其極性與雷云的極性是相反的,發生雷擊后會釋放被束縛的電荷,從而產生大幅度的脈沖電壓。而電磁感應是在雷電擊中避雷針時,引下線的周圍就會產生較強的瞬變電磁場,電磁場中的電源線路、信號線路以及弱電系統設備就會感應較大的感應脈沖電壓。上述兩種沖擊過電壓被稱為浪涌過電壓或者雷電感應過電壓。與直擊雷相比,浪涌過電壓系統的設備的損害相對較輕,但是其有著發生隱蔽性、放電時間持久性以及雷擊破壞面積大的特點,因此發生的機率高出直擊雷數倍,百分八十以上的雷害事故都是由其造成的。感應雷的另外一種類型為雷電波侵入,當雷電擊中或者雷電感應到弱電系統的電源線及信號傳輸的線路時,雷電波會沿著這些金屬導線直接入侵到設備中導致電位差,最終損壞設備。而且高電位反擊也會造成電氣線路及設備內部的電器損害或者絕緣擊穿。

2 弱電系統防雷的必要性

傳統的防雷系統多為利用避雷針、法拉弟籠以及屋頂接閃器和基礎內接地網進行防雷接地,從而對建筑物及其里面的人員進行保護,但是一些電子干擾由雷電感應以及電路浪涌和電磁脈沖等引起的,傳統的防雷技術就無能為力了,因此針對弱電系統加強防雷技術的保護非常必要,其主要體現在以下幾點:第一,雷電直接擊中延伸在建筑物外的通信和供電線路上,其感應電流就會快速的侵入建筑物內;第二,切換城市大型的電力電網以及啟停大型電力用戶的過程中產生浪涌;第三,建筑物內部的諸如空調主機、大功率的水泵以及電梯等電氣設備,如果啟停頻繁會產生浪涌;第四,供電線路、通信線路以及數據線路及其相連接的其它建筑物或者地面,被雷電擊中后會傳輸或者感應電磁脈沖及浪涌電流;第五,靜電通過數據線路會對設備電流表的元件造成直接的損害。這些均會引起雷電感應及電磁脈沖,這些也是導致設備被擊穿損害的關鍵因素。因此建筑物的弱電系統防雷是一項系統工程。

3 弱電系統的防雷技術

3.1 接地

智能建筑弱電工程綜合布線接地要與設備間、配線間放置的應用設備接地系統一并考慮。符合應用設備要求的接地系統也一定滿足綜合布線接地的要求。埋入土壤中或混凝土基礎中作散流用的導體稱為接地體。從引下線斷接卡或換線處至接地體的連接導體稱為接地線。接地體和接地線統稱為接地裝置。在接地裝置中,用接地電阻來表示與大地結合好壞的指標。接地就以接地電流易于流動為目標,因此接地電阻越低地電流越容易流動。綜合布線的接地希望盡量減少成為干擾原因的電位變動,所以接地電阻越低越好。處理微電子設備的接地時要注意下述兩點:第一,信號電路和電源電路,高電平電路和低電平電路不應使用共地回路。第二,靈敏電路的接地,應各自隔離或屏蔽,以防地回流或靜電感應而產生干擾。弱電系統專用接地系統由以下幾個部分組成:第一,接地線:地線網由矩形銅(40×4)排連接成。走線方向按大樓的布線系統。各需要防靜電干擾的儀器設備通過銅芯導線與網可靠的連接,使整個系統形成一個獨立的防靜電抗干擾體系。第二,接地體:人工接地體可采用鋼管、圓鋼、角鋼、扁鋼等制成同時,為了增加其導電性、提高其防腐能力,可采用外表鍍鋅材料。(1)接地體長度為2•5m鍍鋅角鋼(45×45)數量3根。(2)垂直做水平或耙形埋設。(3)角鋼間距為2•5m~3m。(4)埋設深度≥0•6m。(5)垂直接地體可用鍍鋅扁鋼焊接而連成一體,接地體引出線與地線網若做鑼釘連接需牢固可靠,接點作防腐處理。(6)為了增加接地體的導電性,可對接地體的封環境進行降阻處理??捎檬?、鹽、水、木碳酸、金屬屑等材料按比例配制進行澆灌。由此我們可以提出防靜電、抗干擾接地方案:(1)在建筑結構四周設置四個接地體。(2)在每個接地體與地網線相連處設置一個檢測點。(3)四個接地體與地線網可靠連接,使整個接地系統連成個系統網。

3.2 等電位聯結

通過設置等電位聯結,可有效消除不同接地點可能存在的電位差,發生雷擊時可有效避免因感應產生的不同接地點電壓不同而導致的放電現象。在建筑物實際設計與施工中,通常按照設備、機房的不同位置,分別設置由共用接地系統引來的總等電位聯結端子板和局部等電位聯結端子板,將引入建筑物的給排水管、電纜金屬護套、金屬保護導管、煤氣管道、金屬構件等與等電位聯結端子可靠連接。設備安裝時將各設備間和管道間的各種金屬管道、金屬構件、電源PE線等與各局部等電位聯結端子板可靠連接,構成等電位聯結。高層建筑物內各種金屬導體和管道(如金屬門窗、設備的金屬外殼等)作等電位聯結;電源線、信號線通過電涌保護器實現等電位聯結;建筑物各處的均壓環、起到一定電磁屏蔽作用的鋼筋網、各處的電氣裝置以及防雷等電位聯結導體形成總等電位聯結,最后與聯合接地系統相連,形成一個理想的“法拉第籠”。

3.3 合理的屏蔽

建筑物中做屏蔽的主要目的是對微電子設備進行防護。對有大量微電子設備的房間,要采取屏蔽措施,使儀器處于無干擾的環境中。屏蔽的有效性不僅與房間加裝的屏蔽網和儀器金屬外殼屏蔽體本身有關,還與微電子設備的電源線和信號線接口的防過電壓、等電位聯結和接地等措施有關。為了保證非防雷系統的電氣線路在防雷裝置接閃時不受影響,應采用金屬管布線,這樣防止雷電反擊的能力強,對防止各種電磁脈沖也具有較好的屏蔽能力。電氣線路的主干線一般集中于高層建筑物的中心部位(其雷電電磁場強度最弱),避免靠近作為引下線柱筋的位置,縮小干擾的范圍。穿線鋼管和線槽等都應與各樓層的等電位聯結板和接地母線相連接,達到良好的屏蔽效果。

參考文獻:

[1]劉劍.高層建筑防雷接地的措施探討[J].科技資訊, 2008(21)

[2]孟曉龍.智能住宅小區弱電機房的防雷措施[J].黑龍江科技信息, 2008(23):.

[3]張勝強.小區智能化系統的防雷設計[J].建筑電氣, 2008(8)

篇10

關鍵詞:雷電;設備;防雷;接地

Abstract: The lightning discharge phenomenon is accompanied by lightning and thunder of a majestic and a little daunting. It can in an instant huge damage to the equipment in the building. South of Yangtze River in China is a lightning-prone areas, and unpredictable every year due to losses caused by the lightning, the equipment in the building overnight lightning losses up to millions or even tens of millions. Do construction in lightning protection and grounding protection measures for the protection of construction equipment, the normal operation of major significance.

Keywords: thunder and lightning; equipment; lightning; ground

中圖分類號:S761.5文獻標識碼: A 文章編號:

1、雷電形成及特點

雷電是一種大氣中放電現象,云對地的先導放電是云向地面跳躍式逐漸發展的,當到達地面時(地面上的建筑物,架空輸電線等),便會產生由地面向云團的逆導主放電。在主放電階段里,由于異性電荷的劇烈中和,會出現很大的雷電流(一般為幾十千安至幾百千安),并隨之發生強烈的閃電和巨響,這就形成雷電。

2、雷電危害

對于直擊雷的危害,大家認識的比較清楚,其他雷電的危害還有:

2.1、感應雷的危害

感應雷破壞也稱為二次破壞。它分為靜電感應雷和電磁感應雷兩種。由于雷電流變化梯度很大,會產生強大的交變磁場,使得周圍的金屬構件產生感應電流,這種電流可能向周圍物體放電,如附近有可燃物就會引發火災和爆炸,而感應到正在聯機的導線上就會對設備產生強烈的破壞性。感應雷形成的破壞雖然不及直擊雷大,但其損害的往往是設備的核心器件,給設備正常工作帶來障礙。

2.2靜電感應雷

帶有大量負電荷的雷云所產生的電場將會在金屬導線上感應出被電場束縛的正電荷。當雷云對地放電或云間放電時,云層中的負電荷在一瞬間消失了(嚴格說是大大減弱了),那么在線路上感應出的這些被束縛的正電荷也就在一瞬間失去了束縛,在電勢能的作用下,這些正電荷將沿著線路產生大電流沖擊。

2.3電磁感應雷

雷擊發生在供電線路附近,或擊在避雷針上會產生強大的交變電磁場,此交變電磁場的能量將感應于線路并最終作用到設備上(如圖2示)。由于避雷針的存在,建筑物上落雷機會反倒增加,內部設備遭感應雷危害的機會和程度一般來說是增加了,對用電設備造成極大危害。因此,避雷針引下線通體要有良好的導電性,接地體一定要處于低阻抗狀態。

2.4雷電波引入的破壞

當雷電接近架空管線時,高壓沖擊波會沿架空管線侵入室內,造成高電流引入,這樣可能引起設備損壞或人身傷亡事故。如果附近有可燃物,容易釀成火災。

3、雷電防護技術

3.1 接閃

接閃就是利用避雷針(網、線帶)和建筑物自身的金屬來遭受直擊雷的,以免建筑物自身遭到損壞。

3.2 分流

分流是指全部雷電流i的50%輸入LPS的接地裝置,i的另一個50%全部進入建筑物的各種設施。

3.3 屏蔽

屏蔽就是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離,以控制電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。具體講,就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統的干擾源包圍起來,防止干擾電磁場向外擴散;用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來,防止它們受到外界電磁場的影響。

3.4 等電位連接

等電位連接是將分開的裝置、諸導電物體等用等電位連接導體或電涌保護器連接起來以減小雷電流在它們之間產生的電位差。

3.5 接地

接地為防止觸電或保護設備的安全,把電力電訊等設備的金屬底盤或外殼接上地線;利用大地作電流回路接地線。在電力系統中,將設備和用電裝置的中性點、外殼或支架與接地裝置用導體作良好的電氣連接叫做接地。

3.6 合理布線

合理的布線是指為了改善電磁環境,減小電磁干擾而采取的措施。為了改善電磁環境,與建筑物相關聯的所有大尺寸金屬部件應連接在一起并且與LPS等電位連接。在分離的建筑物間布設的電纜應敷設在金屬電纜槽中,這些金屬槽應首尾電氣貫通,并應與各個建筑物的等電位連接帶等電位連接。

3.7 防雷區(LPZ)

LPZ0A 區:本區內的各物體都可能遭到直接雷擊和導走全部雷電流;本區內的電磁場強度沒有衰減。

LPZ0B 區:本區內的各物體不可能遭到大于所選滾球半徑對應的雷電流直接雷擊,但本區內的電磁場強度沒有衰減。

LPZ1 區:本區內的各物體不可能遭到直接雷擊,流經各導體的電流比 LPZ 0B 區更?。槐緟^內的電磁場強度可能衰減,這取決于屏蔽措施。

LPZn+1 后續防雷區:當需要進一步減小流入的電流和電磁場強度時,應增設后續防雷區,并按照需要保護的對象所要求的環境區選擇后續防雷區的要求條件。注:n=1、2、…

圖3 防雷區

4、防雷裝置

防雷裝置是接閃器、避雷器、引下線和接地裝置等的總和。要保護建筑物等不受雷擊損害,應有防御直擊雷、感應雷和雷電侵入波的不同措施和防雷設備。

直擊雷的防御主要須設法把直擊雷迅速流散到大地中去。一般采用避雷針、避雷線、避雷網等避雷裝置。感應雷的防御是對建筑物最有效的防護措施,其防御方法是把建筑物內的所有金屬物,如設備外殼、管道、構架等均進行可靠接地,混凝土內的鋼筋應綁扎或焊成閉合回

路。雷電侵入波的防御一般采用避雷器。避雷器裝設在輸電線路進線處或10kV 母線上,如有條件可采用30~50m 的電纜段埋地引入,在架空線終端桿上也可裝設避雷器。避雷器的接地線應與電纜金屬外殼相連后直接接地,并連入公共地網。

4.1 避雷針

避雷針一般采用鍍鋅圓鋼(針長1m 以下時,直徑不小于12mm;針長1~2m 時,直徑不小于16mm),或鍍鋅鋼管(針長1m 以下時,直徑不小于20mm,針長1~2m 時,直徑不小于25mm)制成。它通常安裝在電桿、構架或建筑物上。它的下端通過引下線與接地裝置可靠連接。

4.2 避雷線

避雷線一般用截面不小于35mm2 的鍍鋅鋼鉸線, 架設在架空線或建筑物的上面,以保護架空線或建筑物免遭直擊雷擊。由于避雷線既是架空的又是接地的,也稱為架空地線。

4.3 避雷網和避雷帶

避雷網和避雷帶主要用來保護高層建筑物免遭直擊雷擊和感應雷擊。避雷網和避雷帶宜采用圓鋼和扁鋼,優先采用圓鋼。圓鋼直徑不小于9mm,扁鋼截面不小于49mm2,其厚度不小于4mm。當煙囪上采用避雷環時,其圓鋼直徑不小于12mm,扁鋼截面不小于100mm2,其厚度不小于4mm。

5.結語

建筑物裝置的雷電與電涌防護, 一定要根據其建構筑物的具體情況,分析對雷電是否有自身防護能力,可否用其自身作接閃器。否則應安裝避雷針作接閃器。戶外生產裝置的金屬塔、罐容器、加熱爐、空壓機泵房等建構筑物的防雷應采取接閃、分流、接地、均壓(等電位連接)、電磁封鎖、合理布線,安裝電涌保護器(SPD)等系統防護措施,才能減少或消除建筑物裝置的雷電事故,使生產裝置長周期平穩的運行。

【參考文獻】

[1]張小青.建筑防雷與接地技術[M].北京:中國電力出版社,2003

[2] 虞昊.現代防雷技術基礎[M].北京:清華大學出版社,1995.

[3]劉忠,王新坤.CORS 系統的雷電防御技術設計[J].測繪技術裝備.2008,(04).