整體防雷方案設(shè)計初探

朱本盛 林偉華 粱美嬋

三水區(qū)，地處廣東省中部，市境西北部，珠江三角洲西北端。隨著城市的日益發(fā)展，高樓大廈越來越多，所以對建筑物的整體防雷是志美重要的。下面就作者的防雷方案供大家參考。

雷電是自然界中發(fā)生在大氣層中的聲、光、電物理現(xiàn)象，雷擊中心1.5kin～2kin范圍內(nèi)部可能產(chǎn)生危險過電壓，損害線路上的設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，雷電災(zāi)害對電力、廣播電視、航空航天、郵電通訊、國防建設(shè)、交通運輸、化工、電子工業(yè)等幾乎各行各業(yè)都產(chǎn)生危害。特別是電子計算機的普及和微電子設(shè)備對雷電電磁脈沖的敏感更使雷電災(zāi)害程度加劇，經(jīng)濟損失劇增。

根據(jù)雷電傳播形式，現(xiàn)代防雷技術(shù)主要是由室外防雷和室內(nèi)防雷兩部分構(gòu)成。

1室外防雷

1.1接閃器

避雷針宜采用圓鋼或焊接鋼管制成，其直徑應(yīng)符合下列數(shù)值要求。當(dāng)針長Im以下時：圓鋼為12mm，鋼管為20mm；針長1m～2m時：圓鋼為16mm，鋼管為25mm，煙囪頂上的針：圓鋼為20mm，鋼管為40mm。

避雷網(wǎng)、避雷帶宣采用圓鋼或扁鋼，但優(yōu)先采用圓鋼，圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm，扁鋼截面不應(yīng)小于48mm²，厚度不應(yīng)小于4mm。(注意：當(dāng)煙囪上采用避雷環(huán)時，其圓鋼直徑不應(yīng)小于12mm，扁鋼截面不應(yīng)小于100mm²，厚度不應(yīng)小于4mm。)

1.2引下線

引下線是接閃器成功攔截雷電后，將雷電流順利泄人大地的通道。設(shè)計時應(yīng)采取最直接和最短途徑接至接地裝置，可利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物中的鋼架垂直金屬結(jié)構(gòu)作為自然引下線，也可人工制作引下線，但其設(shè)計的材質(zhì)、尺寸和根數(shù)應(yīng)符合GB50057-1994對各防雷建筑物的要求，且應(yīng)有防腐蝕措施和避免人身接觸的防護措施。

1.3接地裝置

接地裝置主要有：(1)埋設(shè)于土壤中的人工垂直接地體(宜采用角鋼，圓鋼，鋼管為材質(zhì))或人工水平接地體(宜采用圓鋼或扁鋼為材質(zhì))的形式所構(gòu)成的接地體；(2)利用直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件，金屬管道和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物基礎(chǔ)鋼筋形成的自然接地極做為接地裝置。(注意：人工垂直或水平接地體距離建筑物的出入口或人行道不應(yīng)小于2m。)

2室內(nèi)防雷

內(nèi)部防雷主要是指：防感應(yīng)雷和防雷電波侵入。其表現(xiàn)形式主要為進出建筑物的各傳輸線纜的感應(yīng)和侵入，所以內(nèi)部防雷基本分為電源和信號防雷兩部分。

對于防雷器的選型有兩個很重要的參數(shù)，一個是工作電壓，另一個是保護電平(殘壓)。這兩個參數(shù)的選定決定了防雷效果的好壞和系統(tǒng)運行的保障。在選擇防雷器的最高持續(xù)工作電壓值時，要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求外，還應(yīng)考慮到安裝電網(wǎng)可能出現(xiàn)正常波動以及可能出現(xiàn)的最高持續(xù)故障電壓。

3綜合性防雷方案設(shè)計流程

現(xiàn)場勘察一制作勘察報告一直擊雷災(zāi)害風(fēng)險評估一感應(yīng)雷災(zāi)害風(fēng)險評估一直擊雷設(shè)計方案一感應(yīng)雷設(shè)計方案一制作該區(qū)域防雷項目可行性論證方案。

4綜合性防雷方案設(shè)計時需要考慮及設(shè)計的具體內(nèi)容

4.1現(xiàn)場勘察包括以下內(nèi)容

(1)建筑物(構(gòu)筑物)長、寬、高。

(2)建筑物(構(gòu)筑物)周邊環(huán)境，包括周邊高大建筑物的高度、與本建筑物(構(gòu)筑物)的距離、周圍(1000m)是否有寬大水體、河流、湖泊等，周圍路面、植被等綜合環(huán)境。

(3)建筑物(構(gòu)筑物)用途及其它特殊要求。

4.2制作勘察報告

根據(jù)現(xiàn)場勘察的情況制作出詳實可靠的《勘察報告》。

4.3直擊雷災(zāi)害評估

對該建筑物(構(gòu)筑物)根據(jù)計算出的雷電災(zāi)害頻率進行直擊雷災(zāi)害風(fēng)險評估，確定是否需要設(shè)計直擊雷防護方案。

4.4雷擊電磁脈沖災(zāi)害風(fēng)險評估

對該建筑物(構(gòu)筑物)的供電系統(tǒng)、計算機信息系統(tǒng)及其它敏感系統(tǒng)進行雷擊電磁脈沖災(zāi)害風(fēng)險評估，確定是否需要設(shè)計雷擊電磁脈沖防護方案、屏蔽及等電位連接措施等。

4.5直擊雷設(shè)計方案

(1)根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》確定該建筑物(構(gòu)筑物)防雷類別，按照不同的防雷類別設(shè)計防雷裝置。

(2)接閃器的設(shè)計，根據(jù)滾球法計算出接閃器的保護范圍，使建筑物置于被保護范圍之內(nèi)，接閃器的選材、截面積要符合規(guī)范要求。

(3)引下線的設(shè)計，根據(jù)建筑物(構(gòu)筑物)的周長、雷電流的大小計算出引下線的數(shù)量及選材，同時根據(jù)具體情況設(shè)計斷接卡。

(4)接地裝置(地網(wǎng))的設(shè)計根據(jù)防雷類別確定。建議在同一區(qū)域內(nèi)將建筑物間的接地裝置相互可靠連接，以防止相互間高電位的反擊。人工垂直接地體長度宣為2.5m，垂直接地體與水平接地體間的距離宜為5m，埋深不應(yīng)小于0.5m。

4.6防雷擊電磁脈沖設(shè)計方案

(1)確定防雷區(qū)(LPZ)。在兩個防雷區(qū)的界面上將所有通過界面的金屬物做等電位連接和屏蔽。

(2)設(shè)計屏蔽措施，包括房間屏蔽和線纜屏蔽。

(3)設(shè)計接地裝置，建議與建筑物共用接地裝置，以防止建筑物地電位的反擊。

(4)設(shè)計等電位連接措施。外來導(dǎo)體包括金屬水管、通訊電纜線及電力電纜鎧裝外皮或電纜金屬管等。所有的水管和電纜鎧裝外皮和保護金屬管應(yīng)在進入機房時接地，電纜應(yīng)選用鎧裝電纜或穿金屬管埋地進入機房電纜相線和中線應(yīng)通過電涌保護。建議將金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋等自然構(gòu)件、金屬管道、配電的保護接地系統(tǒng)等與防雷裝置組成共用接地系統(tǒng)，并在合適位置預(yù)埋等電位連接板。

(5)設(shè)計SPD保護。按總雷電流的50％來考慮電涌保護器選擇，雷電流分配方式其中50％通過接地系統(tǒng)直接入地，另外50％通過安裝在相線和中線上的電涌保護器入地。首級電涌保護器的每相標(biāo)稱放電電流應(yīng)為50％的1／4。次級電涌保護器標(biāo)稱放電電流的選擇，安裝的SPD所得到的電壓保護水平加上其兩端引線的感應(yīng)電壓以及反射波效應(yīng)不足以保護距其較遠處的被保護設(shè)備的情況下，尚應(yīng)在被保護設(shè)備處裝設(shè)SPD。后級線路的SPD稱放電電流In的選擇應(yīng)考慮到前級SPD啟動后線路殘壓和其兩端引線的感應(yīng)電壓以及反射波效應(yīng)。

5結(jié)語

通過以上工作流程，制作的綜合防雷方案基本可以滿足各層次用戶的需求，也有效的解決了某個區(qū)域(建筑群)的防雷技術(shù)設(shè)計問題，為下一步的科學(xué)施工奠定基礎(chǔ)，為防雷減災(zāi)提供保障。