整體防雷方案設計初探

朱本盛 林偉華 粱美嬋

三水區，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。

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

根據雷電傳播形式，現代防雷技術主要是由室外防雷和室內防雷兩部分構成。

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，其直徑應符合下列數值要求。當針長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、避雷帶宣采用圓鋼或扁鋼，但優先采用圓鋼，圓鋼直徑不應小于8mm，扁鋼截面不應小于48mm²，厚度不應小于4mm。(注意：當煙囪上采用避雷環時，其圓鋼直徑不應小于12mm，扁鋼截面不應小于100mm²，厚度不應小于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。設計時應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構的建筑物中的鋼架垂直金屬結構作為自然引下線，也可人工制作引下線，但其設計的材質、尺寸和根數應符合GB50057-1994對各防雷建筑物的要求，且應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)埋設于土壤中的人工垂直接地體(宜采用角鋼，圓鋼，鋼管為材質)或人工水平接地體(宜采用圓鋼或扁鋼為材質)的形式所構成的接地體；(2)利用直接與大地接觸的各種金屬構件，金屬管道和鋼筋混凝土結構的建筑物基礎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小于2m。)

2室內防雷

內部防雷主要是指：防感應雷和防雷電波侵入。其表現形式主要為進出建筑物的各傳輸線纜的感應和侵入，所以內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，一個是工作電壓，另一個是保護電平(殘壓)。這兩個參數的選定決定了防雷效果的好壞和系統運行的保障。在選擇防雷器的最高持續工作電壓值時，要符合相關標準要求外，還應考慮到安裝電網可能出現正常波動以及可能出現的最高持續故障電壓。

3綜合性防雷方案設計流程

現場勘察一制作勘察報告一直擊雷災害風險評估一感應雷災害風險評估一直擊雷設計方案一感應雷設計方案一制作該區域防雷項目可行性論證方案。

4綜合性防雷方案設計時需要考慮及設計的具體內容

4.1現場勘察包括以下內容

(1)建筑物(構筑物)長、寬、高。

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

(3)建筑物(構筑物)用途及其它特殊要求。

4.2制作勘察報告

根據現場勘察的情況制作出詳實可靠的《勘察報告》。

4.3直擊雷災害評估

對該建筑物(構筑物)根據計算出的雷電災害頻率進行直擊雷災害風險評估，確定是否需要設計直擊雷防護方案。

4.4雷擊電磁脈沖災害風險評估

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

4.5直擊雷設計方案

(1)根據《建筑物防雷設計規范》確定該建筑物(構筑物)防雷類別，按照不同的防雷類別設計防雷裝置。

(2)接閃器的設計，根據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，接閃器的選材、截面積要符合規范要求。

(3)引下線的設計，根據建筑物(構筑物)的周長、雷電流的大小計算出引下線的數量及選材，同時根據具體情況設計斷接卡。

(4)接地裝置(地網)的設計根據防雷類別確定。建議在同一區域內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，埋深不應小于0.5m。

4.6防雷擊電磁脈沖設計方案

(1)確定防雷區(LPZ)。在兩個防雷區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)設計屏蔽措施，包括房間屏蔽和線纜屏蔽。

(3)設計接地裝置，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)設計等電位連接措施。外來導體包括金屬水管、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在進入機房時接地，電纜應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件、金屬管道、配電的保護接地系統等與防雷裝置組成共用接地系統，并在合適位置預埋等電位連接板。

(5)設計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稱放電電流應為50％的1／4。次級電涌保護器標稱放電電流的選擇，安裝的SPD所得到的電壓保護水平加上其兩端引線的感應電壓以及反射波效應不足以保護距其較遠處的被保護設備的情況下，尚應在被保護設備處裝設SPD。后級線路的SPD稱放電電流In的選擇應考慮到前級SPD啟動后線路殘壓和其兩端引線的感應電壓以及反射波效應。

5結語

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域(建筑群)的防雷技術設計問題，為下一步的科學施工奠定基礎，為防雷減災提供保障。