百色红七军军部旧址直击雷防雷设计方案

邓宁文 ，康强 ，卢巍

1.广西壮族自治区防雷中心，广西 南宁 530022

2.广西防雷工程有限责任公司，广西 南宁 530022

3.玉林市气象局，广西 玉林 537000

1 所处环境分析

对于一个地区的雷电活动规律，可采用雷电频率﹑土壤电阻率及相对高度这3个要素来研究判断该地区的雷击危险性即主要的雷击类型。

1.1 气象地理环境

百色红七军军部旧址位于百色市右江区解放街粤东会馆内，建筑占地2331m2，为清初康熙年间建筑，根据百色市多年的地面气象观测资料记录，百色市年平均雷暴日数为75.8（d/a），初雷日最早为1月1日，终雷日最晚为12月23日。春季和夏季强对流天气十分活跃，从天气雷达回波分析可看出，对流云层高度可达19km，雷电现象十分频繁和强烈，属于典型的雷击多发区。

1.2 防雷要求

对百色红七军军部旧址的应按照第二类防雷建筑进行设计。

2 防雷设计方案概述

2.1 方案设计的重点

本设计方案重点针对百色红七军军部旧址所在整个区域进行设计。

2.2 方案设计的基本原则

安全可靠，技术先进，符合规范，保证质量，经济合理，符合实际。

2.3 方案设计的主要技术依据

GB50057-1994：《建筑物防雷设计规范》（2001年局部修改版本）[1]。

2.4 方案设计的主要思路

对于百色红七军军部旧址需保护区域的防直击雷装置应从如下4个方面考虑：

1）考虑到百色红七军军部旧址为国家级重点保护文物：即不能破坏文物，又不影响整体景观效果，又能对整个区域进行直击雷防护，设计在旧址周围内安装独立避雷塔进行保护；

2）根据《建筑物防雷计规范》要求，避雷针的保护范围按照普通针保护范围计算。滚球半径按照45m计算（二类）；

3）增加避雷塔的高度既能扩大对场地的保护范围，也更能有效的保护场地的作业人员，但实际工程中，需考虑施工难度﹑环境及经济性；

4）避雷塔因设置较高，为避免大风的影响，必须严格保证避雷塔的焊接及固定措施，以加强抗风强度；

5）对于避雷塔地网的其接地电阻按照≤10Ω设计；

6）对于避雷塔的安装要符合建筑物周围环境（如近路﹑近门等）；避雷塔的施工安装除严格按照建筑物施工验收标准进行外，还需考虑到美观﹑整洁等施工工艺要求。

3 防雷工程实施方案

3.1 直击雷防护

本次直击雷防护采取安装独立避雷塔加避雷线防护的措施进行，避雷塔安装总相对高度为25m (在避雷塔针尖采用法国IF3提前放电避雷针)；避雷针的相对总高度为15m；避雷线（Φ35钢绞线）高度为20m（最低垂弧处）[2]。

提前放电独立避雷针安装方法

1）为了减少避雷针的维护，防止酸雨对独立避雷塔的腐蚀，塔体支撑杆使用镀锌圆钢，顶部安装法国IF3预放电避雷针；

2）高度和数量：根据滚球法计算保护范围能完整的覆盖百色红七军军部旧址，根据计算，需四座避雷塔和3根避雷针进行保护；

3）避雷塔安装工序：焊接—提吊—立杆—固定—防腐—测试。

3.2 电源系统防浪涌保护

在军医处总电源和办公楼总电源配电开关处各并联安装一套法国欧申PU40-400电源避雷器（三相五线制，泄流量40KA，8/20波形，响应时间≤25ns，模块式），共计2套；电源避雷器安装配电柜内导轨上，如无位置放置在独立开关箱里。电源连接导线采用10平方多股铜芯导线，与总配电开关输出端的相线和零线作并式连接，接地母线采用16平方多股铜芯黄绿皮导线。

3.3 避雷塔的安装

根据《建筑物防雷计规范》防雷要求，按照滚球半径计算，在百色红七军军部旧址的四周各设置4座镀锌独立避雷塔和3根独立避雷针，利用塔体自身作为引下装置与地网连接。避雷塔采取分段连接施工，施工时，先将各段圆钢组装，再将IF3避雷针焊接方法固定在塔体顶部，最后整体竖装。各段的连接应紧贴﹑牢固，以减少因各段圆钢连接所带来的接触电阻而不利于雷电流的泻放。对于避雷塔的施工必须在安装前进行设计确认；在安装完毕后，需再次测量各避雷塔高度﹑与建筑物距离等数据。

3.4 基础

避雷塔需采用长﹑宽﹑深分别为1200mm﹑1200mm和1200mm的水泥基础，以保证避雷塔的抗风强度。

3.5 接地处理

根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》要求。独立避雷塔应有合格的接地装置，设计在各避雷塔﹑避雷针的周围铺设地网，供独立避雷塔接地使用。

1）人工辅助地网的接地电阻要求在10Ω以下。地网采用50mm×50mm×5mm的角钢（垂直接地体）和Φ12圆钢（水平接地体），每隔约5m打入一根角钢。

如地网接地电阻达不到要求的，需增加水平接地体的长度。

2）地网按以下方法施工：

（1）避雷针接地装置采用环型方式在旧址四周敷设水平接地体；

（2）地网开挖地沟应保证地沟深度不小于0.7m，其上部宽度不小于0.4m，下部宽度不小于0.3m，并且开挖时应尽量避开污水排放和土壤腐蚀性强的地段，将垂直接地体（50×50×5的镀锌角钢）垂直打入地下，与水平接地体焊接；

（3）水平接地体圆钢应铺设在预先挖好的地沟内，遇到地下管线地方使圆钢达不到要求的埋设深度时圆钢必须铺设在其下部，铺设地网连线时若无法避开如电缆井等地方时必须穿PVC管；

（4）地网水平接地体与垂直接地体连接时，严格按照垂直接地体的技术说明进行施工，确保水平与垂直接地体间良好电气连通，充分发挥垂直接地体的降阻效果。

4 结论

通过对百色红七军军部旧址进行实地水纹﹑气象﹑地址等方面的勘察，设计了一套适用的直击雷防护方案，即通过计算获得所需提前放电避雷针的高度和保护范围，确定其数目以截收直接雷击；在电源系统装置适应量级的浪涌保护器以吸收进入电源系统的浪涌；敷设地网使接地电阻满足要求，为泄放雷电流提供通路。

[1]国家标准出版社.GB50057-94建筑物防雷设计规范[S]，1994.

[2]梅卫群，江燕如.建筑防雷设计[S].气象出版社，2005.