高层建筑物防雷

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1、普通民用、自能化建筑防雷普通民用、自能化建筑防雷随着人们物质生活水平的提高，高大智能化建筑物的新起，各种家用电器日 益增多。人们对安全意识的提高，普通民用、自能化建筑的防雷从过去的防雷 就是”避雷针”的概念转化到“综合防雷”的新观念。所谓“综合防雷”就是指 的直接击雷与感应雷击。 第一节直接雷击：第一节直接雷击： 在雷暴活动区域内，雷云直接通过人体，建筑物或设备等对地放电所产生 的电击现象，称之为直接雷击。此时雷电的主要破坏力在于电流特性而不在于 放电产生的高电位。雷电击中人体、建筑物或设备时，强大的雷电流转变成热 能。雷击放电的电量大约为 25100C。据此估算，雷击点的发热量大约为 500

2、2000J。该能量可以熔化 50200mm的钢材。因此雷电流的高温热效应将 灼伤人体，引起建筑物燃烧，使设备部件熔化。在雷电流流过的通道上，物体 水分受热汽化而剧烈膨胀，产生强大的冲击性机械力。该机械力可以达到 5000 6000 N，因而可使人体组织,建筑物结构、设备部件等断裂破碎，从而导致 人员伤亡、建筑物破坏，以及设备毁坏等。雷电流在闪击中直接进入金属管道或导线时，它们沿着金属管道或导线可 以传送到很远的地方。除了沿管道或导线产生电或热效应，破坏其机械和电气 连接之外，当它侵入与此相连的金属设施或用电设备时，还会对金属设施或用 电设备的机械结构和电气结构产生破坏作用，并危及有关操作和使用

3、人员的安 全。雷电流从导线传送到用电设备，如电气或电子设备时，将出现一个强大的 雷电冲击波及其反射分量。反射分量的幅值尽管没有冲击波大，但其破坏力也 大大超过半导体或集成电路等微电子器件的负荷能力，尤其是它与冲击波叠加， 形成驻波的情况下，便成了一种强大的破坏力。 建筑物防雷重要的观念变化有:重视雷电电磁感应作用。以前建筑物防雷以防直击雷为主，侧重机械性破 坏和雷电反击;现在则以防感应雷击为主，侧重雷电的电磁感应效应。针对独立 避雷针附近电磁感应强度最大这一特点，采取对称引下线与避雷网相结合，使 得避雷网内的电磁感应强度可明显减弱，或便建筑物构成实体法拉第笼，使得 法拉第笼内的感应电磁场强度为

4、零。注意防雷方式的系统性。以前建筑物防雷只体现在装设避雷针，现在注意 到雷电的各种引入渠道。建筑物雷电防护区(LPZ)的划分是从多级保护发展而来， 采用了系统论的方法。建筑物雷电防护区界面的划分是以电气节点分段的。接地结构、等电位连接与电气接线的关联变化。以前接地是否合格以接地 电阻值为准，现在则侧重接地结构兼顾接地电阻值。由于建筑物内电气设备的 频率增高，其接地结构、等电位连接和电气接线的方法都发生了变化。防雷设 计必须将电磁兼容理论与防雷实践相结合。主要内容有:系统共地的合理选择; 电源接地系统的制式;电气设备工作频率对接地结构的要求和对等电位连接方式 的选择。 第二节感应雷击：第二节感应

5、雷击： 防雷的理论基础仍然是安全地引雷入大地，闪电电源不是一个电压源，而是 一个电流源，更严格地说它是一个电流波，防雷装置是给雷电流提供一条或几 条低阻抗的通道。一次雷电放电总的能量并不大，不过几十千瓦时，但其瞬时 功率很大。雷电的耗能是一个自动调节过程，并联分布电路中电阻低的分路其分流最大，耗能按电流的平方增大，所以雷电能量主要消耗在阻值小的支路上。 在雷击点的地电位产生浮动，其电压值可达儿百千伏，由于地电位产生浮动使 得电气设备的绝缘有被击穿的危险，采用 SPD(电涌保护器)暂态等电位连接的 办法可使电气设备免于损坏。建筑物的雷电耗能渠道要设计好，其防雷接地电阻值不宜太大，要防止雷 电流向

6、电源系统反击的危险。一般建筑物的接地电阻为 20 一 30Q。因为线路 波阻抗约为 3000，取接地电阻值小于它的 1/10 可以认为是安全的。接地电阻 值要按具体情况进行分析，凡是有外接电网的仍要限定接地电阻值。经验表明 有防雷装置仍出事故，多是接地不良或接地线断线所致，所以防雷接地装置检 测的管理是保证防雷装置完好的主要手段。采用高频接地电阻测量仪和脉冲接 地电阻仪不适用于测量接地电阻值，却特别适用于测量接地线断线。它们对于 接地线断线特别敏感，而一般接地电阻测量仪往往难以发现局部的断线。 第三节综合防雷方式：第三节综合防雷方式：在建筑物防雷设计中提倡采用铁管或销装电缆做进线保护，是因为它

7、们有 良好的分流和屏蔽性能。天线进线防雷就是用电缆穿铁管来完成保护通信电缆 和防雷的双重功用的，在进口处要加装 SPD(如刀 4 波导避雷器或氧化锌避雷器 等)，在机柜处也要加装 SPD，并在两处与防雷接地网相连。用电缆穿铁管做进 线保护的道理可以用严格的电路和电磁方程来证明。几十年各地变电站和建筑 物防雷经验表明用电缆穿铁管做迸线保护非常安全可靠。根据国家标准建筑物防雷设计规范GB50057 一 1994(2000 年版)规定， 建筑物的防雷区划分为 LPZOA，LPZOB，LPZl，LPZ“，l 等区。将需要保护的空 间划分为不同的防雷分区，是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重 程

8、度和等电位连接点的位置，从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保 护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位连接。建筑物直击雷的保护区域为 LPZOA 区，根据国家标准建筑物防雷设计规 范GB50057 一 1994(2000 年版)，设计由避雷网(带)，避雷针或混合组成的 接闪器，立柱基础的钢筋网与钢屋架，屋面板钢筋等构成一个整体，避雷网通 过全部立柱基础的钢筋作为接地体，将强大的雷电流引入大地。建筑物感应雷 的保护区域为 LPZOB，LPZl，LPZn+1 区，即不可能直接遭受雷击区域;感应雷 是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的，形成感应雷电压的几率很高， 对建筑物内的电气设备，尤其低压电子设备威胁巨大，所以说对建筑内部设备 的防雷保护的重点是防止感应累入侵。