百色紅七軍軍部舊址直擊雷防雷設計方案

鄧寧文 ，康強 ，盧巍

1.廣西壯族自治區防雷中心，廣西 南寧 530022

2.廣西防雷工程有限責任公司，廣西 南寧 530022

3.玉林市氣象局，廣西 玉林 537000

1 所處環境分析

對于一個地區的雷電活動規律，可采用雷電頻率﹑土壤電阻率及相對高度這3個要素來研究判斷該地區的雷擊危險性即主要的雷擊類型。

1.1 氣象地理環境

百色紅七軍軍部舊址位于百色市右江區解放街粵東會館內，建筑占地2331m2，為清初康熙年間建筑，根據百色市多年的地面氣象觀測資料記錄，百色市年平均雷暴日數為75.8（d/a），初雷日最早為1月1日，終雷日最晚為12月23日。春季和夏季強對流天氣十分活躍，從天氣雷達回波分析可看出，對流云層高度可達19km，雷電現象十分頻繁和強烈，屬于典型的雷擊多發區。

1.2 防雷要求

對百色紅七軍軍部舊址的應按照第二類防雷建筑進行設計。

2 防雷設計方案概述

2.1 方案設計的重點

本設計方案重點針對百色紅七軍軍部舊址所在整個區域進行設計。

2.2 方案設計的基本原則

安全可靠，技術先進，符合規范，保證質量，經濟合理，符合實際。

2.3 方案設計的主要技術依據

GB50057-1994：《建筑物防雷設計規范》（2001年局部修改版本）[1]。

2.4 方案設計的主要思路

對于百色紅七軍軍部舊址需保護區域的防直擊雷裝置應從如下4個方面考慮：

1）考慮到百色紅七軍軍部舊址為國家級重點保護文物：即不能破壞文物，又不影響整體景觀效果，又能對整個區域進行直擊雷防護，設計在舊址周圍內安裝獨立避雷塔進行保護；

2）根據《建筑物防雷計規范》要求，避雷針的保護范圍按照普通針保護范圍計算。滾球半徑按照45m計算（二類）；

3）增加避雷塔的高度既能擴大對場地的保護范圍，也更能有效的保護場地的作業人員，但實際工程中，需考慮施工難度﹑環境及經濟性；

4）避雷塔因設置較高，為避免大風的影響，必須嚴格保證避雷塔的焊接及固定措施，以加強抗風強度；

5）對于避雷塔地網的其接地電阻按照≤10Ω設計；

6）對于避雷塔的安裝要符合建筑物周圍環境（如近路﹑近門等）；避雷塔的施工安裝除嚴格按照建筑物施工驗收標準進行外，還需考慮到美觀﹑整潔等施工工藝要求。

3 防雷工程實施方案

3.1 直擊雷防護

本次直擊雷防護采取安裝獨立避雷塔加避雷線防護的措施進行，避雷塔安裝總相對高度為25m (在避雷塔針尖采用法國IF3提前放電避雷針)；避雷針的相對總高度為15m；避雷線（Φ35鋼絞線）高度為20m（最低垂弧處）[2]。

提前放電獨立避雷針安裝方法

1）為了減少避雷針的維護，防止酸雨對獨立避雷塔的腐蝕，塔體支撐桿使用鍍鋅圓鋼，頂部安裝法國IF3預放電避雷針；

2）高度和數量：根據滾球法計算保護范圍能完整的覆蓋百色紅七軍軍部舊址，根據計算，需四座避雷塔和3根避雷針進行保護；

3）避雷塔安裝工序：焊接—提吊—立桿—固定—防腐—測試。

3.2 電源系統防浪涌保護

在軍醫處總電源和辦公樓總電源配電開關處各并聯安裝一套法國歐申PU40-400電源避雷器（三相五線制，泄流量40KA，8/20波形，響應時間≤25ns，模塊式），共計2套；電源避雷器安裝配電柜內導軌上，如無位置放置在獨立開關箱里。電源連接導線采用10平方多股銅芯導線，與總配電開關輸出端的相線和零線作并式連接，接地母線采用16平方多股銅芯黃綠皮導線。

3.3 避雷塔的安裝

根據《建筑物防雷計規范》防雷要求，按照滾球半徑計算，在百色紅七軍軍部舊址的四周各設置4座鍍鋅獨立避雷塔和3根獨立避雷針，利用塔體自身作為引下裝置與地網連接。避雷塔采取分段連接施工，施工時，先將各段圓鋼組裝，再將IF3避雷針焊接方法固定在塔體頂部，最后整體豎裝。各段的連接應緊貼﹑牢固，以減少因各段圓鋼連接所帶來的接觸電阻而不利于雷電流的瀉放。對于避雷塔的施工必須在安裝前進行設計確認；在安裝完畢后，需再次測量各避雷塔高度﹑與建筑物距離等數據。

3.4 基礎

避雷塔需采用長﹑寬﹑深分別為1200mm﹑1200mm和1200mm的水泥基礎，以保證避雷塔的抗風強度。

3.5 接地處理

根據GB50057-94《建筑物防雷設計規范》要求。獨立避雷塔應有合格的接地裝置，設計在各避雷塔﹑避雷針的周圍鋪設地網，供獨立避雷塔接地使用。

1）人工輔助地網的接地電阻要求在10Ω以下。地網采用50mm×50mm×5mm的角鋼（垂直接地體）和Φ12圓鋼（水平接地體），每隔約5m打入一根角鋼。

如地網接地電阻達不到要求的，需增加水平接地體的長度。

2）地網按以下方法施工：

（1）避雷針接地裝置采用環型方式在舊址四周敷設水平接地體；

（2）地網開挖地溝應保證地溝深度不小于0.7m，其上部寬度不小于0.4m，下部寬度不小于0.3m，并且開挖時應盡量避開污水排放和土壤腐蝕性強的地段，將垂直接地體（50×50×5的鍍鋅角鋼）垂直打入地下，與水平接地體焊接；

（3）水平接地體圓鋼應鋪設在預先挖好的地溝內，遇到地下管線地方使圓鋼達不到要求的埋設深度時圓鋼必須鋪設在其下部，鋪設地網連線時若無法避開如電纜井等地方時必須穿PVC管；

（4）地網水平接地體與垂直接地體連接時，嚴格按照垂直接地體的技術說明進行施工，確保水平與垂直接地體間良好電氣連通，充分發揮垂直接地體的降阻效果。

4 結論

通過對百色紅七軍軍部舊址進行實地水紋﹑氣象﹑地址等方面的勘察，設計了一套適用的直擊雷防護方案，即通過計算獲得所需提前放電避雷針的高度和保護范圍，確定其數目以截收直接雷擊；在電源系統裝置適應量級的浪涌保護器以吸收進入電源系統的浪涌；敷設地網使接地電阻滿足要求，為泄放雷電流提供通路。

[1]國家標準出版社.GB50057-94建筑物防雷設計規范[S]，1994.

[2]梅衛群，江燕如.建筑防雷設計[S].氣象出版社，2005.