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淺談綜合防雷工程設(shè)計(jì)

閱讀：127發(fā)布時(shí)間：2021-7-2

淺談綜合防雷工程設(shè)計(jì)

　　自從200多年前科學(xué)家富蘭克林和羅蒙偌索夫通過大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)建立了雷電學(xué)說，發(fā)明了避雷針以來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已從簡(jiǎn)單的避雷針發(fā)展到多種形式的防雷裝置，從防直擊雷開始發(fā)展到既防直擊雷又防感應(yīng)雷的綜合防雷體系。這些都標(biāo)志著人類文明的進(jìn)步。以下僅淺談綜合防雷的工程設(shè)計(jì)。
　　按照現(xiàn)代防雷觀點(diǎn)，綜合防雷分為外部防雷和內(nèi)部防雷部分，外部防雷主要是指防雷擊雷、側(cè)擊雷對(duì)建筑物的傷害。建筑物防雷通過建筑物本身的基礎(chǔ)接地體、引下線、避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷網(wǎng)格、均壓環(huán)、等電位、避雷器等的保護(hù)作用，以盡量大可能減弱雷擊時(shí)對(duì)建筑物內(nèi)的電磁效應(yīng)，同時(shí)為建筑物內(nèi)部設(shè)備的感應(yīng)雷防護(hù)提供必要的條件，避免了建筑物遭受直擊雷和側(cè)擊雷的雷擊，從而保護(hù)了建筑物本身、設(shè)備和人。內(nèi)部防雷保護(hù)主要是指設(shè)備防止雷電感應(yīng)和防止線路上的雷電波的侵入，其采取主要的技術(shù)措施是屏蔽、接地、等電位處理，及安裝分流限壓裝置，來控制削減雷電感應(yīng)和雷電波的入侵，從而保護(hù)設(shè)備和人身安全免遭雷電感應(yīng)的傷害。因此，綜合防雷工程設(shè)計(jì)也分為外部防雷裝置設(shè)計(jì)和內(nèi)部防雷裝置設(shè)計(jì)問題。外部防雷工程設(shè)計(jì)應(yīng)在認(rèn)真調(diào)查地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動(dòng)規(guī)律以及被保護(hù)建筑物的使用特點(diǎn)等基礎(chǔ)上，詳細(xì)研究防雷裝置的形式及布置，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。內(nèi)部防雷的設(shè)計(jì)應(yīng)認(rèn)真調(diào)查建筑物的供電形式、地極的設(shè)置情況、房屋的屏蔽效果、管線的敷設(shè)、電子設(shè)備的屏蔽情況放置的環(huán)境距離外墻的安全距離、等電位外理以及雷電活動(dòng)的規(guī)律等情況，以便提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，設(shè)計(jì)出合理，有效的防雷電感應(yīng)的工程方案來。由于綜合防雷工程設(shè)計(jì)內(nèi)容繁雜，項(xiàng)目要求很細(xì)，而且還要涉及到很多各行各業(yè)的規(guī)范條文，限于篇幅內(nèi)容，僅將個(gè)人了解的各個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)列舉如下：
　　一、防雷分類問題：建筑物應(yīng)根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷的要求分為一、二、三類防雷建筑物。具體來說就是根據(jù)建筑物的是否處于易燃易爆場(chǎng)所或者是否處于火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境；是否屬于國(guó)家、省、市級(jí)重要辦公場(chǎng)所，或者是否屬于重點(diǎn)文物保護(hù)單位；是否處于地理、地質(zhì)環(huán)境易遭受雷擊的地方，或者是否屬于孤立曠野的高聳建筑物等等來劃分防雷類別。根據(jù)新的GB50057-94《建筑物防雷規(guī)范》的在關(guān)規(guī)定，一、二、三類防雷建筑物的滾球半徑分別為了30M，45M，60M。滾球半徑越少，保護(hù)范圍越窄，受保護(hù)的建筑物越安全，遭受雷擊的概率越低，因此，凡是屬于易燃易爆場(chǎng)所、重要的辦公場(chǎng)地、人員密集的公共場(chǎng)所、孤立曠野的高聳建筑物都屬于一、二類的防雷建筑物。
　　二、接閃器和引下線的問題：接閃器在一般情況下多數(shù)采用避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶。有時(shí)在大面積需要保護(hù)情況下，可以采用避雷線保護(hù)。在搞環(huán)境防雷時(shí)，可以采用ＣＡ－Ａ３防雷器或法國(guó)提前放雷避雷針保護(hù)。在一般情況下，除去一類雷建筑物需要采用獨(dú)立避雷針、獨(dú)立地極保護(hù)外，其余的類別均可采用針、網(wǎng)帶保護(hù)，地極可作合設(shè)地極處理。保護(hù)范圍的計(jì)算分別可按一、二、三類防雷建筑物的滾球半徑計(jì)算。用GB50057-94規(guī)范作圖方法來驗(yàn)證受保護(hù)的建筑物是否得到無空隙的保護(hù)。另外，不同的防雷類別其引下線及網(wǎng)格的距離不相同。一、二、三類防雷建筑物的引下線距離分別為12米、18米25米，天面網(wǎng)格的間距一類為5×5米，或6×4米，二類為10×10M或12×8M；三類為20×20或24×16M。
　　三、地極及地極接地沖擊電阻的問題：如果建筑物的防雷地極是獨(dú)立地極的話，一般要離開建筑物基礎(chǔ)的地中距離３M以遠(yuǎn)；如果是通信用的獨(dú)立地極的話，則要求離開建筑物20M以遠(yuǎn)，并要求接地電阻<４歐。除去一類防雷建筑物屬于０區(qū)和１區(qū)，用獨(dú)立避雷針、獨(dú)立地極保護(hù)外，其余類別一般情況下，都采用合設(shè)地極的方式，尤其是框架結(jié)構(gòu)的建筑物更應(yīng)采用本身基礎(chǔ)作合設(shè)地極使用。一、二類防雷建筑物的接地沖擊電阻<１０歐、一般情況下，三類防雷建筑物的接地沖擊電阻<３０歐。但若與防感應(yīng)雷的地極共用，這時(shí)的接地沖擊電阻也應(yīng)為<１０歐。如果建筑物本身與通訊地合設(shè)地極，則這時(shí)的接地沖擊電阻應(yīng)<１歐。
　　四、均壓環(huán)的設(shè)計(jì)和施工問題：均壓環(huán)是一條閉合的藏在建筑物外墻內(nèi)的水平避雷帶。它一方面與外墻所有的引下線焊接相連，另一方面又與外墻上所有金屬門、窗、玻璃幕墻相通，將它們所接閃到的雷電流通過均壓環(huán)、引下線的作用，將雷電流引入大地匯放。一、二、三類防雷建筑物均壓環(huán)的設(shè)置高度分別為30M、45M、60M，并且每三層（12米間距）設(shè)置一條均壓環(huán)。
　　五、電子設(shè)備的等電位處理問題：等電位處理就是用金屬導(dǎo)體把設(shè)備的金屬外殼與接地的匯流排連接起來。等電位處理的目的就是消除電位差，因此，所有引入室內(nèi)的金屬管道、電纜屏蔽層在各個(gè)不同的防雷區(qū)間之間均應(yīng)作等到電位處理，另外，室外凡互相跨越或平行敷設(shè)的金屬管道，如果其間距少于100MM規(guī)定的間距，也應(yīng)用金屬線互相跨接起來，采取等電位的處理方法避免反擊。室內(nèi)電子設(shè)備的等到電位的連接方式應(yīng)采用一點(diǎn)式方法接地，而不應(yīng)互相串聯(lián)連接接地，以免引起干擾現(xiàn)象。
　　六、設(shè)備屏蔽的處理問題：屏蔽的作用是防止雷電感應(yīng)對(duì)電子設(shè)備和干擾，根據(jù)不同的對(duì)象，屏蔽分有房屋屏蔽、管線屏蔽和設(shè)備屏蔽三種。屏蔽的效果與材料的導(dǎo)磁率有關(guān)，與材料的厚度尺寸有關(guān)；與網(wǎng)孔的大小尺寸有關(guān)。網(wǎng)孔越少，材料越厚，材料的導(dǎo)磁率越好則屏蔽的效果越好。因此，在房屋屏蔽上采用無間隙屏蔽，這時(shí)屏蔽。如果達(dá)不到全屏蔽的止的，則所采用的金屬材料網(wǎng)孔越密越好。第二種管線的屏蔽，整段管線應(yīng)金屬連接良好，不應(yīng)有空隙產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象。另外，頭尾兩端都應(yīng)良好接地，如果距離太長(zhǎng)，中間也要接地一次。電子設(shè)備的屏蔽應(yīng)將設(shè)備的金屬外殼采用一點(diǎn)的接地方式接地，如果體積過大，應(yīng)有兩點(diǎn)接地。接地的線徑應(yīng)>６平方毫米為宜。
　　七、線纜的敷設(shè)問題：線纜采用埋地套鐵管的方式敷設(shè)。纜井應(yīng)設(shè)計(jì)在建筑物的幾何中心。室內(nèi)的線纜布置應(yīng)避開外墻、梁柱等雷電流集中流過的地方，以免對(duì)線纜產(chǎn)生大的干擾現(xiàn)象。同理，電子設(shè)備的放置問題，也應(yīng)離開外墻、梁柱有一定的安全距離。
　　八、供電形式：供電的形式采用TN－S系統(tǒng)。供電線路埋地套鐵管引入。N線、PE線重復(fù)接地引出，電源裝電源避雷器。
　　九、各種信號(hào)線裝信號(hào)避雷器問題：對(duì)信號(hào)避雷器的選擇的要求是工作頻率適合、傳輸功率大，插入損耗低、驗(yàn)波系數(shù)少，雷電通流量大，響應(yīng)時(shí)間快，殘壓低的信號(hào)避雷器。同時(shí)避雷器應(yīng)有良好的接地。

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