关于电气设备防雷工程设计的相关思考

陆彬

摘 要：电气变化尤其是雷电会对电子设备、电子系统带来破坏，进一步导致危险的发生。我们以威海市驾驶员电子桩考场被雷击这件事故作为例子，对电子桩的结构、线路设置特点及防雷措施进行了调查。根据雷击风险评估，结合了考场的特点，我们设计了这个考场的防雷设计方案，并且重点讨论了直击雷和感应雷的防护设计。希望可为电气系统防雷工程设计提供了一些参考。

关键词：电气系统；防雷设计；信号线路；监控系统

为了满足人们的生产生活需要，很多商业大楼和民用建筑中都安装了大量功能不同的电气设备。例如：照明设备、消防控制设备、插座、电话、工业和民用的动力设备、智能系统、娱乐设施等，這些电气设别的使用在给我们带来方便的同时也给建筑带来了一定的安全隐患。这些电气设备的耐过压能力不高，在雷击产生高压以及雷击产生的电磁脉冲下都会受到严重的破坏。所以，提高高层建筑电气设计中的防雷技术应用，成为目前高层建筑中的一个重要问题。

一、雷击的破坏作用

在云层中存在很多分布不均匀的正、负电荷，在我们的大地中也存在不少的负电荷，在云层活动比较频繁的时候，云层之间很可能发生碰撞，这样不同云层携带的正负电荷就有机会接触并产生放电现象，这就是我们平时说的雷击现象。雷击现象不仅会出现在云层之间，还会发生在云层和大地之间。我们在生活中进行的避雷活动，主要针对的就是云层恶化大地间的雷击，因此这种雷击很有可能威胁到建筑物、居民、畜类的安全，所以为了有效减少雷击造成的危害，我们有必要提前做好防护措施。一般雷击有下面几个特点：

（一）直击雷。直击雷是指雷电与建筑物的楼顶发生直接性接触，这种接触会在瞬间产生强大的放电现象，产生的电流就会顺着导体进入到我们的建筑物内，进而威胁到人们的生命财产安全。如果我们能够提前做好避雷措施，例如设置避雷针、避雷器等把电流进入到大地，就可以将雷击对建筑物产生的危害减到最低。

（二）雷击波冲击。是指雷击产生的瞬间大电流，顺着电线、天线等进入到建筑物内。在这种情况之下，建筑物内的电气会受到直接性的破坏，使电路产生短路，也有可能导致建筑物内部起火。

（三）感应性电压。建筑物外部除了有电缆和电线外，还有很多的金属管道，在出现雷击的时候，雷电产生的瞬间电流被避雷针引导地下，在这个过程中建筑物周围会出现强烈的电磁场。同时，建筑物的外部设备在雷击作用下，也会出现感应电压，这个电压与建筑物周围的磁场产生交互作用可能会导致电子设备存储的数据丢失。

（四）地电位反击。避雷针可以将雷击产生的瞬间大电流引导地表，但是地表的雷电会产生反击，使得地表的防护网在瞬间经历高压，这样很可能对地表的电力设备产生危害。

二、电气设备防雷工程设计的相关思考

（一）屏蔽。屏蔽是为了使建筑物内的电子设备、通信系统和控制系统避免受到雷击的危害。建筑物内安装的电子设备容易受到电磁波的干扰，而且这些设备的耐压能力较弱，在打雷或者接闪的时候，都会受电磁波的干扰和影响。有的时候，甚至，临近建筑物接闪都会使它们受到建筑物传来的电磁波的影响。因此，我们在设计建筑物的时候一定要考虑到建筑物的屏蔽功能。在建筑物设计的时候要尽量选择钢筋作为主要建筑材料，这样利用钢筋可以在建筑物内形成一个等电位的网状结构，在雷击发生的时候可以将产生的电流分流掉，进而实现屏蔽功能。另外，在建筑物的钢筋选择时，要充分考虑到建筑物的结构特点，不同的结构构造，需要的钢筋密度也不相同。设计人员需要根据建筑物的实际情况来选择钢筋的密度。屏蔽不仅可以解决分流问题，而且可以有效预防雷击电磁波。

（二）接地。接地的目的是把流入防雷系统的电流引导大

地，以免电流都集中在某一个位置，给需要保护的设备产生损坏。好的接地系统可以有效的将雷击产生的能量引入地下，防止发生电压反击。过去使用的接地规范要求某个设备单独接地，这种做法在现在已经不被提倡。目前我们使用的都是防雷接地系统共用接地设备。接地作为防雷系统中最根本的要求，如果接地措施做得不好，那么防雷系统的整体效果都不能很好的表现出来。

（三）合理布线。合理的布线是为了更好的提高防雷的效

果。现代社会，建筑、电视、电话、照明设备等都跟线路有着密切的关系，因此我们在进行防雷设计的时候要把这些因素都考虑进去。为了保证接闪的时候这些线路不被影响。我们要做到以下两点：首先，要将管线放在金属管内，实现屏蔽效果；其次，需要把管线的主干线中的垂直部分放在建筑物的重心，尽量缩小电磁波的感应范围。

总的来说，雷击对电气设备带来的危害是巨大的，为了尽可能的避免雷击给电气设备带来危害，我们需要通过雷击入侵的途径着手，对可能造成雷击的因素全面考虑。尽可能做到将雷击带来的伤害降到最低，避免不必要的损害。

参考文献：

[1] 李大生.住宅建筑电气防雷措施分析[J].北京外交人员房屋服务公司.价值工程，2013

[2] 李毅.浅谈对建筑电气施工技术的探讨与研究[J].中铁建工集团有限公司.科技资讯，2011