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1、 防雷和接地及常用计算 王伟强 目 录1、建筑物防雷类别的划分2、建筑物防雷措施3、建筑物防雷装置的组成4、建筑物防雷接闪器的选择5、低压系统的接地型式 目 录6、等电位连接的分类7、接地装置的分类8、接地电阻的计算划划1、建筑物防雷类别的划分 1.民用建筑物按防雷要求划分根据建筑物的重要程度、使用性质、雷击可能性的大小，以及所造成后果的严重程度， 民用建筑物的防雷分类，按建筑电气设计技术规程规定，可以划分为如下类： （1）一类防雷建筑物此类建筑物是指具有特别用途的建筑物，如国家级会堂、办公建筑、大型博展建筑、火车站，国际航空港、通讯枢纽、国宾馆、大型旅游建筑等。另外，国家重点文物保护的建筑物
2、和构筑物以及超高层建筑物也属于此类。（2）二类防雷建筑物此类建筑物指重要的或人员密集的大型建筑物，如部级和省级办公楼、省级大型会堂（场）、博展、体育、交通、通讯、广播、商业、影剧院等建筑。另外，省级重点文物保护的建筑物和构筑物，层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用及工业建筑也属于此类。 （3）三类防雷建筑物不属于一类与二类，但根据当地情况确定需要防雷的建筑物称为三类防雷建筑物。按按划划按照我国对高层民用建筑物划分的标准，显而易见，有的高层建筑属一类防雷建筑，有的则属二类或三类防雷建筑。因此，对高层建筑的防雷，应区别对待，应按照相应的防雷类别，采用相应的防雷保护措施2.工业建筑按防雷要求
3、的划分（1）第一类工业建筑指凡建筑物中制造、使用或储存大量的爆炸性物质，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人员伤亡者；O区或10（2）第二类工业建筑是指凡建筑物中制造、使用或储存爆炸性物质，但电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者；2区或11区爆炸危险场所。区爆炸危险场所。 （3）第三类工业建筑物是根据雷击后对工业生产的影响，并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素，建筑物体计算雷击次数N0.01的2区爆炸危险场所；根据建筑物体计算雷击次数N 0.05，并结合当地雷击情况，确定需要防雷的建筑物；多雷地区较重要的建筑物；高度在15米及15米以上的烟囱、水塔等孤立高耸建筑物；每年平均
4、雷暴日天数不超过15天的地区，高度可限为20米。2、建筑物防雷措施1.一般规定（1）各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。（2）装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其他设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位联结。2第一类防雷建筑物的防雷措施（1）第一类防雷建筑物防直击雷的措施应装设独立避雷针或架空避雷线（网），架空避雷网的网格尺寸不应大于5m5m或6m4m。独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不大于10。当建筑物太高或其他原因难以装设独立避雷针、架空避雷线（网）时，可将避雷针或网格不大于5m5m或6m4m的避雷网或由其混合组成的接闪
5、器直接装在建筑物上，避雷网应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易雷击的部位敷设；所有避雷针应采用避雷带互相连接；引下线不应少于两根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于12m；建筑物应装设均压环，环间垂直距离不应大于12m，所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上，均压环可利用电气设备的接地干线环路。防直击雷的接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体，每根引下线的冲击接地电阻不应大于10，并应和电气设备接地装置及所有进入建划划筑物的金属管道相连，此接地装置可兼作防雷电感应之用。当建筑物高于30m时，尚应采取防侧击的措施。在电源引人的总配电箱宜装设过电压保护器。（2）第一类防雷建筑物防雷
6、电感应的措施建筑内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面周边每隔1824m应采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路，并应每隔1824m采用引下线接地一次。防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其冲击接地电阻不应大于10。（3）一类防雷建筑物防止雷电波侵入的措施低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。架空金属管道，在进出建筑物处，应与防雷电感应的接地装置相连。距离建筑物l00m内的管道，
7、应每隔25m左右接地一次，其冲击接地电不应大于20，并宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处亦应与防雷电感应的接地装置相连。（4）当树木高于建筑且不在接闪器保护范围之内时，树木与建筑之间的净距不应小于5m。划划3第二类防雷建筑物的防雷措施（1）第二类防雷建筑物的防直击雷的措施宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于10rnl0m或12m8m的网格。所有避雷针应采用避雷带相互连接。引下线不应少于两
8、根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于18m。每根引下线的冲击接地电阻不应大于10。防直击雷接地和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置，并宜与埋地金属管道相连；当不共用、不相连时，两者间在地中的距离不应小于2m。高度超过45m的钢筋混凝土结构、钢结构建筑物，尚应采取防侧击和等电位的保护措施。（2）防雷电波侵入的措施采用埋地或架空敷设进入建筑物的各种线路及金属管道，在入户端应将电缆的金属外皮、金属线槽及金属管道应就近与防雷的接地装置相连。划划4第三类防雷建筑物的防雷措施
9、（1）第三类防雷建筑物防直击雷的措施宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易雷击的部位敷设并应在整个屋面组成不大于20m20m或24ml6m的网格。平屋面的建筑物，当其宽度不大于20m时，可仅沿周边敷设一圈避雷带。每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30，但对分类中的第三类防雷建筑物第二种情况所规定的建筑物则不宜大于10。其接地装置宜与电气设备等接地装置共用。防雷的接地装置宜与埋地金属管道相连。当不共用、不相连时，两者间在地中的距离不应小于2m。在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下，接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。引
10、下线不应少于两根，但周长不超过25m且高度不超过40m的建筑物可只设一根引下线。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于25m。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线，但引下线的平均间距不应大于25m。高度超过60m的建筑物，应考虑防侧击和等电位的保护措施。（2）防雷电波侵入的措施1）对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。当电缆转换为架空线时，应在转换处装设避雷器；避雷器、电缆划划金属外皮和绝缘子铁脚、金具等应连在一起接地，其冲击接地电阻不宜大于30。2）对低压架空进出线，应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚、金具连在一起接到电气
11、设备的接地装置上。当多回路架空进出线时，可仅在母线或总配电箱处装设组避雷器或其他形式的过电压保护器，但绝缘子铁脚、金具仍应接到接地装置上。划划3、建筑物防雷装置的组成建建作用原理：将雷电引向自身并安全导入大地内，从而使被保护的建筑物免遭雷击。1.接闪器 接闪器是专门用来引导雷击的金属导体。可分为避雷针、避雷带(线)、避雷网以及兼作接闪的金属屋面和金属构件(如金属烟囱，风管)等。 所有接闪器都必须经过接地引下线与接地装置相连接。（1）避雷针 避雷针是安装在建筑物突出部位或独立装设的针形导体。是“引雷针” 1）避雷针材料避雷针通常采用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。针长1m以下：圆钢直径12mm，钢管直径
12、20mm；针长为12m时：圆钢直径16mm，钢管直径25mm；烟囱顶上的避雷针：圆钢直径20mm，钢管直径40mm。2）避雷针安装避雷针可以安装在电杆(支柱)、构架或建筑上，下端经引下线与接地装置焊接.避雷针的保护范围，以它对直击雷所保护的空间来表示，可利用“滚球法”进行确定。划划 单支避雷针保护范围的三维立体空间，可以近似地看成是一个尖顶帐篷所包围的空间。（2）避雷带和避雷网 1）避雷带和避雷网的材料 避雷带用小截面圆钢或扁钢装于建筑物易遭雷击的部位，如屋脊、屋檐、屋角、女儿墙和山墙等的条形长带。 避雷网是纵横交错的避雷带叠加在一起，形成多个网孔，它既是接闪器，又是防感应雷的装置，因此是接近
13、全部保护的方法，一般用于重要的建筑物。 避雷带、网可以采用镀锌圆钢或扁钢，圆钢直径不应小于8 mm；扁钢截面积不应小于48 mm2，其厚度不得小于4 mm；装设在烟囱顶端的避雷环，其圆钢直径不应小于12 mm；扁钢截面积不得小于100 mm2，其厚度不得小于4 mm。 避雷网也可做成笼式避雷网，简称为避雷笼。避雷笼是用来笼罩整个建筑物的金属笼。根据电学中的Faraday笼的原理，对于雷电它起到均压和屏蔽的作用，任凭接闪时笼网上出现多高的电压，笼内空间的电场强度为零，笼内各处电位相等，形成一个等电位体，因此笼内人身和设备都是安全的。高层建筑防雷设计多采用避雷笼。避雷笼特点把整个建筑物梁、柱、板、
14、基础等主要结构钢筋连成一体，因此是最安全可靠的防雷措施。划划2）避雷带和避雷网的安装 避雷带和避雷网的安装可分为明装和暗装两种方式。明装 它适于安装在建筑物的屋脊、屋檐(坡屋顶)或屋顶边缘及女儿墙(平屋顶)等处，对建筑物易受雷击部位进行重点保护。暗装 暗装避雷网是利用建筑物内的钢筋做避雷网，它较明装避雷网美观，尤其是在工业厂房和高层建筑中应用较多。A.用建筑物V形折板内钢筋做避雷网建筑物有防雷要求时，可利用V形折板内钢筋做避雷网B.用女儿墙压顶钢筋做暗装避雷带女儿墙上压顶为现浇混凝土时，可利用压顶板内的通长钢筋作为建筑物的暗装避雷带；当女儿墙上压顶为预制混凝土板时，就在顶板上预埋支架设避雷带。
15、C.高层建筑暗装避雷网的安装暗装避雷网是利用建筑物屋面板内钢筋作为接闪装置。建筑物全部为钢筋混凝土结构时，可将结构圈梁钢筋与柱内充当引下线的钢筋进行连接(焊接)作为均压环。当建筑物为砖混结构但有钢筋混凝土组合柱和圈梁时，均压环做法同钢筋混凝土结构。没有组合柱和圈梁的建筑物，应 划划每3层在建筑物外墙内敷设一圈12 mm镀锌圆钢作为均压环，并与防雷装置的所有引下线连接。2.引下线引下线是连接接闪器和接地装置的金属导体。（1）引下线材料采用圆钢时，直径不应小于8 mm；采用扁钢时，其截面不应小于48 mm2，厚度不应小于4 mm。烟囱上安装的引下线，圆钢直径不应小于12 mm；扁钢截面不应小于10
16、0 mm2，厚度不应小于4 mm。（2）引下线安装引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径接地；建筑艺术要求较高者可暗敷，但其圆钢直径不应小于10 mm；扁钢截面不应小于80 mm2。明敷的引下线应镀锌，焊接处应涂防腐漆。引下线还可利用混凝土内钢筋、钢柱等作自然引下线。（3）断接卡设置断接卡的目的是为了便于运行、维护和检测接地电阻。采用多根专设引下线时，为了便于测量接地电阻以及检查引下线、接地线连接状况，宜在各引下线上于距地面0.3 m至1.8 m之间设置断接卡。断接卡应有保护措施。 划划 当利用混凝土内钢筋、钢柱等自然引下线并同时采用基础接地体时，可不设断接卡。 利用钢筋作引下线时应在室内外适当地点设若干连接板，该连接板可供测量、接人工接地体和做等电位连接用。当仅利用钢筋做引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时，应在每根引下线上距地面不低于0.3 m处设接地体连接板。采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡，其上端应与连接板焊接。连接板处宜有明显标志。3.接地装置接地装置是接地体(或称接地极)和接地线的合称，它的作用是把引下线引下的雷电流迅速流散到大地土壤中去。（1）接地体 指埋入土壤中或
