整体防雷方案设计初探

朱本盛 林伟华 粱美婵

三水区，地处广东省中部，市境西北部，珠江三角洲西北端。随着城市的日益发展，高楼大厦越来越多，所以对建筑物的整体防雷是志美重要的。下面就作者的防雷方案供大家参考。

雷电是自然界中发生在大气层中的声、光、电物理现象，雷击中心1.5kin～2kin范围内部可能产生危险过电压，损害线路上的设备。随着科学技术的高速发展，雷电灾害对电力、广播电视、航空航天、邮电通讯、国防建设、交通运输、化工、电子工业等几乎各行各业都产生危害。特别是电子计算机的普及和微电子设备对雷电电磁脉冲的敏感更使雷电灾害程度加剧，经济损失剧增。

根据雷电传播形式，现代防雷技术主要是由室外防雷和室内防雷两部分构成。

1室外防雷

1.1接闪器

避雷针宜采用圆钢或焊接钢管制成，其直径应符合下列数值要求。当针长Im以下时：圆钢为12mm，钢管为20mm；针长1m～2m时：圆钢为16mm，钢管为25mm，烟囱顶上的针：圆钢为20mm，钢管为40mm。

避雷网、避雷带宣采用圆钢或扁钢，但优先采用圆钢，圆钢直径不应小于8mm，扁钢截面不应小于48mm²，厚度不应小于4mm。(注意：当烟囱上采用避雷环时，其圆钢直径不应小于12mm，扁钢截面不应小于100mm²，厚度不应小于4mm。)

1.2引下线

引下线是接闪器成功拦截雷电后，将雷电流顺利泄人大地的通道。设计时应采取最直接和最短途径接至接地装置，可利用钢筋混凝土结构的建筑物中的钢架垂直金属结构作为自然引下线，也可人工制作引下线，但其设计的材质、尺寸和根数应符合GB50057-1994对各防雷建筑物的要求，且应有防腐蚀措施和避免人身接触的防护措施。

1.3接地装置

接地装置主要有：(1)埋设于土壤中的人工垂直接地体(宜采用角钢，圆钢，钢管为材质)或人工水平接地体(宜采用圆钢或扁钢为材质)的形式所构成的接地体；(2)利用直接与大地接触的各种金属构件，金属管道和钢筋混凝土结构的建筑物基础钢筋形成的自然接地极做为接地装置。(注意：人工垂直或水平接地体距离建筑物的出入口或人行道不应小于2m。)

2室内防雷

内部防雷主要是指：防感应雷和防雷电波侵入。其表现形式主要为进出建筑物的各传输线缆的感应和侵入，所以内部防雷基本分为电源和信号防雷两部分。

对于防雷器的选型有两个很重要的参数，一个是工作电压，另一个是保护电平(残压)。这两个参数的选定决定了防雷效果的好坏和系统运行的保障。在选择防雷器的最高持续工作电压值时，要符合相关标准要求外，还应考虑到安装电网可能出现正常波动以及可能出现的最高持续故障电压。

3综合性防雷方案设计流程

现场勘察一制作勘察报告一直击雷灾害风险评估一感应雷灾害风险评估一直击雷设计方案一感应雷设计方案一制作该区域防雷项目可行性论证方案。

4综合性防雷方案设计时需要考虑及设计的具体内容

4.1现场勘察包括以下内容

(1)建筑物(构筑物)长、宽、高。

(2)建筑物(构筑物)周边环境，包括周边高大建筑物的高度、与本建筑物(构筑物)的距离、周围(1000m)是否有宽大水体、河流、湖泊等，周围路面、植被等综合环境。

(3)建筑物(构筑物)用途及其它特殊要求。

4.2制作勘察报告

根据现场勘察的情况制作出详实可靠的《勘察报告》。

4.3直击雷灾害评估

对该建筑物(构筑物)根据计算出的雷电灾害频率进行直击雷灾害风险评估，确定是否需要设计直击雷防护方案。

4.4雷击电磁脉冲灾害风险评估

对该建筑物(构筑物)的供电系统、计算机信息系统及其它敏感系统进行雷击电磁脉冲灾害风险评估，确定是否需要设计雷击电磁脉冲防护方案、屏蔽及等电位连接措施等。

4.5直击雷设计方案

(1)根据《建筑物防雷设计规范》确定该建筑物(构筑物)防雷类别，按照不同的防雷类别设计防雷装置。

(2)接闪器的设计，根据滚球法计算出接闪器的保护范围，使建筑物置于被保护范围之内，接闪器的选材、截面积要符合规范要求。

(3)引下线的设计，根据建筑物(构筑物)的周长、雷电流的大小计算出引下线的数量及选材，同时根据具体情况设计断接卡。

(4)接地装置(地网)的设计根据防雷类别确定。建议在同一区域内将建筑物间的接地装置相互可靠连接，以防止相互间高电位的反击。人工垂直接地体长度宣为2.5m，垂直接地体与水平接地体间的距离宜为5m，埋深不应小于0.5m。

4.6防雷击电磁脉冲设计方案

(1)确定防雷区(LPZ)。在两个防雷区的界面上将所有通过界面的金属物做等电位连接和屏蔽。

(2)设计屏蔽措施，包括房间屏蔽和线缆屏蔽。

(3)设计接地装置，建议与建筑物共用接地装置，以防止建筑物地电位的反击。

(4)设计等电位连接措施。外来导体包括金属水管、通讯电缆线及电力电缆铠装外皮或电缆金属管等。所有的水管和电缆铠装外皮和保护金属管应在进入机房时接地，电缆应选用铠装电缆或穿金属管埋地进入机房电缆相线和中线应通过电涌保护。建议将金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然构件、金属管道、配电的保护接地系统等与防雷装置组成共用接地系统，并在合适位置预埋等电位连接板。

(5)设计SPD保护。按总雷电流的50％来考虑电涌保护器选择，雷电流分配方式其中50％通过接地系统直接入地，另外50％通过安装在相线和中线上的电涌保护器入地。首级电涌保护器的每相标称放电电流应为50％的1／4。次级电涌保护器标称放电电流的选择，安装的SPD所得到的电压保护水平加上其两端引线的感应电压以及反射波效应不足以保护距其较远处的被保护设备的情况下，尚应在被保护设备处装设SPD。后级线路的SPD称放电电流In的选择应考虑到前级SPD启动后线路残压和其两端引线的感应电压以及反射波效应。

5结语

通过以上工作流程，制作的综合防雷方案基本可以满足各层次用户的需求，也有效的解決了某个区域(建筑群)的防雷技术设计问题，为下一步的科学施工奠定基础，为防雷减灾提供保障。