建筑物防雷的重要性分析及保護措施

謝雙虎 吳家波

【摘要】 本文分析了雷電對建筑物危害及防雷重要性，對建筑物外部防雷、感應雷防護及雷電波入侵防護進行闡述分析，旨在為加強建筑物防雷提供參考。

【關鍵詞】 建筑物；防雷；重要性；措施

引言

雷電是自然界中伴有閃電和雷鳴的一種放電現象，產生于對流發展旺盛的積雨云中，云層上部正電荷與下部負電荷之間形成一個電位差，當電位差達到一定程度后，就會產生放電，常伴隨強烈的劇風和暴雨，有時還伴有冰雹和龍卷風。雷電發生時產生的雷電流作為主要的破壞源，以直接雷擊、感應雷擊和由架空線路引導侵入雷對建筑物、電氣設備、人員等進行危害，涉及農業、林業、牧業、建筑、電力、通信、航空、交通、石油化工、金融證券、人類生產活動等各行業，其巨大的破壞性可造成建筑物毀壞以及物資和人員的巨大損失和傷亡。據統計資料表明，雷電造成的損失已經上升到自然災害的第三位，全球每年因雷擊造成人員傷亡和財產損失不計其數。不完全統計，我國每年因雷擊及雷擊負效應造成的人員傷亡達3000～4000人，財產損失50～100億元。

鄖西縣位于鄂豫陜三省交界處，四周均為大山所圍，境內山高坡陡，溝壑縱橫，地勢西北高、東南低，史稱“依山帶江”。鄖西縣地處北亞熱帶季風氣候最北部，位于我國南北氣候分界帶上，冷暖空氣交匯頻繁，再加上特殊地形地貌及地形和熱力抬升作用影響，常出現局地熱對流天氣，屬雷電多發區，年平均雷暴日數為35d，個別年份高達65d，一年四季均可出現雷電現象。隨著現代化建設的迅速發展及信息技術時代的到來，建筑物越建越高，且智能建筑物越來越多，建筑物內不斷涌現出大量的電氣設備及電子設備，雷電構成的威脅也日趨嚴重。

1.建筑物防雷重要性

隨著電子設備的普及，計算機已廣泛應用于社會各行各業，建筑物內幾乎無不設有復雜程度不同的微電子設備和計算機系統，民用建筑也不例外。感應雷電波及雷電電磁脈沖入侵干擾損壞成為雷擊災害的頻發事故。雷擊對建筑物及其室內設備造成的危害主要表現在：

①直擊雷危害。直擊雷擊中建筑物后，如果雷電流不能不能迅速泄入大地，可導致放電通道內的建筑物遭受嚴重的破壞，甚至發生火災。

②雷電波侵入。雷電擊中建筑物外部線纜后放電，所產生的雷電波或過電壓會以光速沿金屬線路擴散，入侵并危及建筑物內電子設備和自動化控制等系統。

③感應過電壓。雷電擊中室外線路、管道等后在電源和線路或金屬管道、金屬支架上感應生成過電壓；或是建筑物遭受雷擊后，雷電波沿建筑物頂部接閃器、引下線泄放入大地過程中，會在引下線周圍形成強大的瞬變磁場，輕則造成電子設備受到干擾，數據丟失，產生誤動作或暫時癱瘓，嚴重時可引起元器件擊穿及電路板燒毀，致使整個系統陷于癱瘓狀態。

④地電位反擊。當雷電直接擊中裝有防雷設施的建筑物時，接地網地電位會在數微秒內被抬高數萬或數十萬伏，高度破壞性的雷電流將從各種防雷設施的接地部分流向供電系統或各種網絡信號系統，或擊穿大地絕緣而流向另一設施的供電系統或信號系統，從而反擊破壞或損毀電子設備；同時在未實施等電位連接的導線回路中，極可能誘發高電位而產生火花放電的危險。

2.建筑物防雷保護措施

國際電工委員會編制的標準（IEC1024-1）將建筑物防雷裝置分為外部防雷裝置和內部防雷裝置。外部防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置；內部防雷裝置用于減少建筑物內雷電流及其產生的電磁效應以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害，包括等電位連接、屏蔽、電涌保護器及合理布線和良好接地等。

2.1 外部防雷

①接閃器。接閃器是將附近雷云放電誘導過來，通過引下線注入大地，避免其安全距離內一定高度的建筑物遭受直擊雷。接閃器包括避雷針、避雷帶、避雷網及籠網，其中避雷針針尖由厚度≥3mm、長度1～2m的鍍鋅圓鋼或鋼管制成，單根避雷針保護范圍以避雷針為軸的圓錐形計算，處于該空間范圍內均可得到保護；避雷帶是由8mm鍍鋅圓鋼或截面≥50mm?的扁鋼制成的條形長帶，通常架設在高出屋面0.2m處，兩根平行避雷帶之間要保持10m以內距離；避雷網采用截面≥50mm?的鍍鋅圓鋼或扁鋼制成，其交叉點牢固焊接，通常暗裝在居屋面層厚度≤20cm處，連接良好的建筑物鋼筋混凝土屋面板也可作為避雷網。

②引下線。接閃器通過引下線與接地裝置連接，引下線可將接閃器上的雷電流引入大地，一般采用截面≥48mm?的鍍鋅圓鋼或扁鋼制成。引下線應沿建筑物外墻均勻明敷設，固定埋設在強力的支持卡子上，當作暗敷設時，引下線截面應加大；通常不能少于兩根，每根引下線間距≤30m，周長和高度≤40m的建筑物，可只設一根引下線。也可將建筑物消防梯、煙囪鐵爬梯作為引下線，所有金屬部件之間應連接為電氣通路，高層建筑物鋼筋混凝土按板、梁、柱及基礎內鋼筋均可作為引下線。

③接地裝置。指埋入地下的接地導體和垂直打入地內的接地體，用于迅速疏散雷電流至大地中去，接地體接地電阻應≤10Ω。接地體應采用鍍鋅鋼材，如果埋入化學腐蝕性的土壤時，可適當加大接地體及連接點截面。如果建筑物內外地下管道或鋼筋混凝土基礎內鋼筋具有一定長度，且滿足接地電阻要求，可作為建筑物外部防雷自然接地體。

2.2 感應雷防護

應將建筑物內部設備、鋼窗、管道、構架等金屬物通過接地裝置與大地進行可靠連接，對于平行敷設的金屬管道、構架和電纜線外皮等，如果距離較近，也應按照規范要求每隔一段距離采用金屬線跨接，這樣就可將雷電擊中建筑物后的殘留電荷迅速泄入大地，防止感應雷危害。

2.3 雷電波入侵防護

利用避雷器或保護間隙將雷電流在室外引入大地，如在電源設備引入室內端安裝電涌保護器，上端接入電路，下端作接地，當遭受雷擊過電壓沖擊波沿線路入侵時，電涌保護器擊穿接地，強行截斷沖擊波，之后電涌保護器間隙又恢復絕緣狀態，保護系統正常工作。此外，還要防止雷電流流經引下線時產生高電位對金屬物體等造成反擊，破壞電氣設備，燒穿金屬管道，甚至引發火災、爆炸及人員傷亡等，應將建筑蘇金屬物體與防雷裝置接閃器、引下線分隔開，保持一定安全距離，或是將建筑物內金屬管道系統主干管道外與附近防雷裝置連接。

3.建筑物防雷保護應注意的問題

①建筑物防雷工程應根據所在區域地質、土氣象、環境、、雷電活動規律及建筑物特點等，進行規范設計、專業施工、嚴格驗收、定期檢測維護等，采用技術、質量均符合國家標準的防雷產品，確保防雷裝置安全有效。

②改、擴建建筑物或新增設備時，應對原有防雷裝置進行重新設計和建設。

③每年雷雨季到來前，應至少由法定檢測技術機構進行一次全面的防雷裝置檢測，分析評估防雷裝置安全性能，為物業管理部門制定相應的雷電災害防御應急預案提供理論和技術保障。

④建筑物所屬物業管理部門應建立各項防雷安全工作，專設雷電災害防范責任人，雷雨季節加強防雷裝置檢查和日常維護，雷電天氣，如發生雷擊事故應及時上報，由專家進行勘查評估，如僅是發現防雷裝置損壞應由專業人員及時進行更換。

參考文獻

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[2] 谷守金，馬壯. 淺談建筑物防雷的重要性與實施措施[J]. 黑龍江科技信息，2011（24）

第一作者簡介：謝雙虎 （1963年-） 漢，湖北省十堰市鄖西縣人， 中專 ，助理工程師，從事防雷工作。