時間：2023-07-04 16:26:46
導(dǎo)語：在防雷建筑標(biāo)準(zhǔn)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：建筑電氣；設(shè)計；常見問題
Abstract: as China's social and economic development, improve people's living standards, various types of household electrical appliances gradually increased, so that a complex building electrical design. People are on the electrical design of building higher demands, so designers should respect from the relevant national standards of strict demands on themselves, make the building electrical design more reasonable, meet the needs of people's lives.
Keywords: electrical building; design; problem
S972.7+4
一、建筑電氣設(shè)計的一般原則
（一）嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范設(shè)計
建筑電氣設(shè)計必須嚴(yán)格依據(jù)國家規(guī)范，這是不言而喻的。為加強對建筑工程設(shè)計文件編制工作的管理，保證設(shè)計質(zhì)量，國家制訂了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。建筑電氣設(shè)計和施工必須貫徹執(zhí)行國家有關(guān)政策和法令。設(shè)計文件的編制符合國家現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計規(guī)范和制圖標(biāo)準(zhǔn)，遵守設(shè)計工作程序。
（二）規(guī)劃設(shè)計要從宏觀上進(jìn)行考慮
根據(jù)近期規(guī)劃設(shè)計兼顧遠(yuǎn)景規(guī)劃，以近期為主，適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期擴建的銜接，以利于宏觀節(jié)約投資。
（三）要依投資數(shù)額確定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
必須根據(jù)可靠的投資數(shù)額確定適當(dāng)?shù)脑O(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：如燈光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范只給了最低的標(biāo)準(zhǔn)。而設(shè)備檔次（如燈具豪華程度、裝修標(biāo)準(zhǔn)）等取決于投資數(shù)額，有多少錢辦多少事。
（四）設(shè)計應(yīng)結(jié)合實際情況
設(shè)計應(yīng)結(jié)合的實際情況，積極采用先進(jìn)技術(shù)，正確掌握設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；對于電氣安全、節(jié)約能源、環(huán)境保護等重要問題要采取切實有效的措施；設(shè)備布置要便于施工和維護管理；設(shè)備及材料的選擇要綜合考慮。
二、建筑電氣設(shè)計中存在的問題
（一）設(shè)計深度不夠
目前施工圖設(shè)計深度達(dá)不到建設(shè)部《建設(shè)工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定》要求的現(xiàn)象相當(dāng)普遍，主要是設(shè)計文件可實施性方面的缺陷，將直接導(dǎo)致施工安裝困難或錯誤。也可能導(dǎo)致可用性的欠缺。由于不按規(guī)定的深度進(jìn)行必要的計算與標(biāo)注、也往往造成設(shè)計文件本身出現(xiàn)原則錯誤而難于及時發(fā)現(xiàn)，將影響項目建成的使用功能
（二）相關(guān)專業(yè)設(shè)計文件銜接不清，不按規(guī)定協(xié)調(diào)配合
該問題普遍存在，極易導(dǎo)致施工錯誤。例如目前普遍利用建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋作為防雷接閃器、引下線及接地與等電位聯(lián)結(jié)裝置，按規(guī)定應(yīng)在電氣施工圖中標(biāo)出聯(lián)接點、預(yù)埋件，說明敷設(shè)方式及技術(shù)措施（如焊接要求等）；并在土建施工圖中有相關(guān)的預(yù)埋件詳圖及相關(guān)的標(biāo)注與說明。而實際上多數(shù)施工圖僅在電氣圖中有防雷接地圖，且標(biāo)注與說明相當(dāng)簡略，土建施工圖中則常無任何相關(guān)的說明與標(biāo)注，這給工程監(jiān)理及施工都帶來很大困難。
（三）忽視電氣節(jié)能設(shè)計
隨著我國城市化的加速以及我國的人民生活水平的不斷提高，我國的建筑物以及設(shè)備也迅速的增加，建筑物的能耗問題也成為了現(xiàn)在我國一個比較大的問題。而目前的很多建筑電氣節(jié)能設(shè)計問題一直沒有得到比較好的解決。建筑設(shè)計上雖然已經(jīng)對電氣節(jié)能的問題有所重視，但是由于自身的設(shè)計水平的問題，設(shè)計者對室內(nèi)的節(jié)能問題還是沒有很好的處理。
三、建筑電氣設(shè)計中的要點
（一）漏電開關(guān)極數(shù)選擇問題
漏電開關(guān)極數(shù)選定應(yīng)遵循下列原則：
1、單相電源供電的電氣設(shè)備應(yīng)選用二極二線式或單極二線式漏電保護器。
2、三相三線式電源供電的電氣設(shè)備，應(yīng)選用三極式漏電保護器。
3、三相四線式電源供電的電氣設(shè)備或單相設(shè)備與三相設(shè)備共用的電路，應(yīng)選用三極四線式、四級四線式漏電保護器。
（二）消防用電設(shè)備保護開關(guān)選擇問題
消防用水泵、風(fēng)機等消防設(shè)備在火災(zāi)時為保證供電可靠性，即使過載也應(yīng)繼續(xù)工作。許多圖紙在設(shè)計時已經(jīng)考慮到熱繼電器過載只報警不切斷主回路，但在水泵、風(fēng)機保護開關(guān)選擇時還存在著許多問題：
1、保護開關(guān)選用塑殼式開關(guān)，但選用復(fù)式脫扣器在過載時斷路器動作切斷電源，這顯然是不合理的。
2、保護開關(guān)選用微型斷路器，由于微斷本身具有過載保護和短路保護特性，不能選取附件，在過載時斷路器動作切斷電源，這顯然也是錯誤的。
消防用水泵、風(fēng)機保護開關(guān)應(yīng)選用塑殼開關(guān)，并配套選用單電磁脫扣器。
（三）建筑物防雷設(shè)計
1、一類防雷建筑防側(cè)擊雷措施為“從30m 起每隔不大于6m沿建筑物四周設(shè)水平避雷帶并與引下線相連”，而有的設(shè)計是30m起每三層做一道均壓環(huán)這顯然是不符合規(guī)范要求的。
2、二類防雷建筑防側(cè)擊雷措施規(guī)定：“應(yīng)將45米及以上外墻上的金屬欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置相連接”，未明確規(guī)定做均壓環(huán)。這就意味著45m及以上每層可以利用圈梁內(nèi)主筋連通做均壓環(huán)，而有的設(shè)計仍為45m及以上每三層做一道水平避雷帶或?qū)訉釉O(shè)水平避雷帶顯然都不必要。
3、有的設(shè)計防雷引下線數(shù)量不夠，引下線間距超過相應(yīng)防雷等級中規(guī)范的規(guī)定：也有的設(shè)計引下線利用柱內(nèi)10mm圓鋼兩根，規(guī)范要求應(yīng)為4根。
4、二類防雷建筑當(dāng)保護接地與防雷接地共用接地裝置，且變壓器在本建筑物內(nèi)時，“宜在變壓器高、低壓側(cè)各相上裝設(shè)避雷器”，有的設(shè)計只在一側(cè)裝避雷器不妥。
5、頂層節(jié)日彩燈、屋頂風(fēng)機、電梯等配電線路，不論屬于哪一級防雷，都應(yīng)當(dāng)在配電盤內(nèi)裝設(shè)過電壓保護器，而有的設(shè)計未裝設(shè)。
6、建筑物進(jìn)戶總配電箱內(nèi)的避雷模塊應(yīng)裝在總開關(guān)之后，而頂層節(jié)日彩燈等配電箱內(nèi)的避雷模塊應(yīng)裝在開關(guān)之前，有的設(shè)計裝反了位置。
7、一、二、三級防雷建筑采取的防雷措施前提為防雷建筑，不屬于防雷建筑則不必采取防雷措施。
（四）電氣消防設(shè)計
1、供電電源問題
消防用電設(shè)備供電電源的工作特點是連續(xù)、不間斷，火災(zāi)時正常供電系統(tǒng)斷電，應(yīng)急電源應(yīng)能保證消防系統(tǒng)的可靠供電。
關(guān)鍵詞：避雷針 電涌保護器 接地體 地網(wǎng)
隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快和微電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，近年來雷擊災(zāi)害頻頻發(fā)生，人們更加重視雷電災(zāi)害的防護。聯(lián)合國已把雷電災(zāi)害列為“自然界十大自然災(zāi)害”之一，同時雷電也是我國的十大自然災(zāi)害之一[1,2]。
雷電災(zāi)害主要包括：雷電直擊、感應(yīng)雷擊和雷電波入侵。現(xiàn)代防雷措施主要包括：接閃、分流、接地、合理布線、等電位連接、電涌保護器（SPD）等六個方面，在實際中綜合使用，能取得較好的防雷效果[3,4]。
針對一個特殊建筑物的防雷設(shè)計，除了做好外部防雷系統(tǒng)以外，還應(yīng)做好相應(yīng)的內(nèi)部防雷措施。內(nèi)部防雷系統(tǒng)是防止雷電和其他形式的過電壓侵入設(shè)備中造成毀壞。由雷電放電引起的電磁脈沖和暫態(tài)過電壓波會通過各種途徑侵入建筑物內(nèi)，危及建筑物內(nèi)的各種設(shè)備的安全可靠運行[5]。
由于乙炔罐是儲存可燃性氣體的建筑，如發(fā)生雷擊事故，勢必會導(dǎo)致爆炸火災(zāi)等危害，直接經(jīng)濟、人員損失慘重；另外辦公樓內(nèi)集成電子設(shè)備眾多，設(shè)備對于過電壓敏感度較高，因此一旦發(fā)生雷電感應(yīng)過電壓、雷電波侵入，必然導(dǎo)致辦公樓內(nèi)各電子設(shè)備失效，影響系統(tǒng)正常運行工作[6]。
本文擬通過對慶元縣生物資源有限公司的辦公樓和兩個乙炔罐的雷電防護設(shè)計，進(jìn)一步加深對《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-2010）、《建筑物內(nèi)電子信息系統(tǒng)的防雷技術(shù)規(guī)范》（GB50343-2004）等防雷國家標(biāo)準(zhǔn)和《乙炔站設(shè)計規(guī)范》（GB50031-94）、《低壓配電設(shè)計規(guī)范》（GB50054-95）等其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的理解 [7-9]。
一、項目概況
慶元縣生物資源有限公司成立于1992年，是一家股份制有限公司，位于浙江省慶元縣郊區(qū)。眾所周知，乙炔罐是一個對防雷防火要求特別高的場合。作為一個高危險的場所，其防雷安全的重要性不言而喻；作為防雷系統(tǒng)中至關(guān)重要的部分，完善的防雷措施能構(gòu)成設(shè)備長期正常工作及人身安全的條件。
根據(jù)氣象部門歷年來的記錄數(shù)據(jù)顯示，慶元縣的年平均雷暴日是57d，最多的年份能達(dá)到78d。根據(jù)GB50343-2004的規(guī)定，屬于典型的高雷區(qū)。根據(jù)現(xiàn)場的考察結(jié)果得到，慶元縣所處位置地勢較低，周邊山嶺縱橫，常年天氣涼爽，多雨，土壤電阻率為200Ω·m。
慶元縣生物資源有限公司的辦公樓共有8層，樓高28m，長和寬分別為 45m和15m。自2002年建成后沒有作過任何防雷措施。于2008年8月遭受過一次雷電直擊，雷電直接擊中樓頂邊角處，由此引起的感應(yīng)過電壓造成10臺計算機不同程度的損壞，14部電話損毀。公司還有兩個間距為2m，且大小相等、一字排開的乙炔罐，已在每個罐罐頂安裝了針高2.5m的接閃桿。根據(jù)（GB50057—2010）建筑物防雷設(shè)計規(guī)范，為了防止因罐壁厚度不夠引起放電擊穿，導(dǎo)致爆炸，應(yīng)在兩個乙炔罐的外側(cè)豎立兩根獨立接閃桿和架設(shè)接閃線，做罐的直擊雷防護。
二、直擊雷的防護
直擊雷是指雷電直接擊中建筑物、其他物體、大地或防雷裝置上，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械力者。因為發(fā)生雷電時閃電通道的溫度能達(dá)到上萬熱力學(xué)溫度，且強大的雷電流造成的電動力效應(yīng)是很嚇人的，所以直擊雷的防護是必需的[10]。
現(xiàn)代防雷中主要采用接閃桿、接閃帶、接閃線和接閃網(wǎng)作為直擊雷的防護手段，通過將雷電流“吸引到自身”而避免建筑物遭到雷電的直接損壞。接閃桿的保護范圍主要是通過滾球法來計算。所謂滾球法是用具有一定的滾球半徑的球沿著需要保護的建筑物和設(shè)備滾動，當(dāng)球指觸及接閃設(shè)施或者金屬接閃裝置時，其他未被滾球碰到的地方就是被保護的范圍。滾球半徑依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)：一類為30m、二類為45m、三類為60m[11]。
1.防雷建筑物等級的劃分
《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057—2010）根據(jù)防雷建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電災(zāi)害的可能性和后果將建筑物分為三類。
慶元縣生物資源有限公司的辦公樓和乙炔罐的防雷等級是由如下計算確定的：
辦公樓樓高28m、長45m、寬15m，所處地區(qū)年平均雷暴日為57d，則辦公樓的年預(yù)計雷擊次數(shù)N為：
N=kNgAe
其中：k為校正系數(shù)，在這里取1；
Ng為建筑物所處地區(qū)的雷擊大地的年平均密度，通過年平均雷暴日來確定；
Ae為建筑物的等效截收面積。
Ng=0.1Td,在這里Td為57，所以:
Ng=0.1×57=5.7次/（km2.a）
=
=0.016 km2
則辦公樓的年預(yù)計雷擊次數(shù):N= kNgAe=5.7×0.016=0.0912（次/年）根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-2010）中第3.0.4條第3款的規(guī)定：“三、預(yù)計雷擊次數(shù)大于或等于0.05次/a，且小于或等于0.25次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。”（根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-2010）重新調(diào)整）辦公樓屬于第三類防雷建筑物，在計算直擊雷保護范圍中的滾球半徑時，按滾球半徑是60m計算。
根據(jù)上述規(guī)范中第3.0.2條第三款的規(guī)定：“具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險環(huán)境的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。”以及規(guī)范3.03條第八款的規(guī)定：“具有爆炸危險的露天鋼質(zhì)封閉氣罐,應(yīng)劃分為第二類防雷建筑物。而乙炔氣罐為鋼質(zhì)露天氣罐，所以應(yīng)屬于第二類防雷建筑物，其滾球半徑為45m。
在高層建筑隨工檢測過程中，需要根據(jù)工程進(jìn)度隨時查閱相關(guān)圖紙。電氣施工圖電氣施工圖中，記錄均壓環(huán)設(shè)置的起始層數(shù)、高度、均壓環(huán)間距、利用主筋數(shù)量、主筋截面積、引下線數(shù)量、引下線與均壓環(huán)交匯位置、各層金屬門窗與均壓環(huán)連接方式等。結(jié)構(gòu)配筋圖結(jié)構(gòu)配筋圖中，記錄均壓環(huán)中鋼筋的數(shù)量、主筋尺寸、均壓環(huán)通長連接的方式、均壓環(huán)與引下線主筋的連接方式和位置、各類接地預(yù)留位置等。
2現(xiàn)場檢測及檢查
均壓環(huán)的檢測工作，應(yīng)分為首層均壓環(huán)檢測和標(biāo)準(zhǔn)層（高層建筑中空間位置布置相同的層）均壓環(huán)檢測。根據(jù)查閱圖紙環(huán)節(jié)記錄的相關(guān)內(nèi)容，嚴(yán)格對照現(xiàn)場實際施工情況檢查和測量。均壓環(huán)起始層設(shè)置應(yīng)符合GB50057－2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中的要求，即第一類防雷建筑物不高于30m，第二類防雷建筑物不高于45m，第三類防雷建筑物不高于60m。鑒于防雷工程中的均壓環(huán)實際上與土建工程中的建筑外圈梁為同一項工程，所以起始層均壓環(huán)建議從建筑物的首層做起。實際檢測判定結(jié)果應(yīng)以符合規(guī)范及設(shè)計要求為準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)層均壓環(huán)應(yīng)利用建筑物外圈梁中兩根主筋通長連接，再與本層的所有引下線分別可靠連接，路徑設(shè)置應(yīng)符合雷電流泄放的最短路徑原則，且應(yīng)形成有效的閉合回路。均壓環(huán)中的主筋數(shù)量及尺寸應(yīng)滿足規(guī)范及設(shè)計要求，要求使用不小于48mm鋼筋或截面積不小于48mm2的鍍鋅扁鋼焊接成閉合環(huán)路。利用建筑物圈梁內(nèi)主筋作為均壓環(huán)時，現(xiàn)場應(yīng)主要檢查主筋的焊接質(zhì)量，不應(yīng)有漏焊、夾渣、咬肉、焊渣未清理現(xiàn)象，搭接長度及轉(zhuǎn)角處的跨接鋼筋曲率應(yīng)滿足規(guī)范要求。鋼筋焊接部分應(yīng)做好防腐處理。實際檢測判定結(jié)果應(yīng)以符合規(guī)范及設(shè)計要求為準(zhǔn)?，F(xiàn)場還應(yīng)檢查均壓環(huán)與金屬門窗及外墻大型金屬物連接的預(yù)留接地，每層設(shè)均壓環(huán)的建筑物，應(yīng)在上下兩層均壓環(huán)各自引出接地預(yù)留。隔層設(shè)均壓環(huán)的，應(yīng)在每個門窗洞口設(shè)置不少于2點的接地預(yù)留。本層衛(wèi)生間等電位預(yù)留，應(yīng)就近從本層或最近層的均壓環(huán)引出，滿足雷電流泄放的最短路徑原則，且應(yīng)根據(jù)圖紙中等電位箱的實際高度，留出足夠長度的預(yù)留鋼筋或扁鐵。均壓環(huán)接地電阻應(yīng)在按照規(guī)范要求的前提下滿足設(shè)計要求。隨工檢測時應(yīng)在均壓環(huán)鋼筋綁扎、焊接工作完成后，混凝土澆筑施工前進(jìn)行。測點選擇應(yīng)均勻分布在均壓環(huán)各個方向。均壓環(huán)轉(zhuǎn)角處及均壓環(huán)與引下線連接處也應(yīng)進(jìn)行測試，并測試過渡電阻。套管連接的主鋼筋，在套管兩側(cè)也應(yīng)測試過渡電阻。過渡電阻的阻值應(yīng)滿足規(guī)范要求。
3小結(jié)
［關(guān)鍵詞］建筑物防雷設(shè)施裝置間距跨步電壓埋地深度接地電阻
一、前言
在建筑物防雷設(shè)計中，設(shè)計人員對一、二級防雷建筑物的防雷設(shè)計比較重視，疏漏差錯很少，但對大量的三級防雷建筑物的防雷設(shè)計卻常有忽視。由于設(shè)計質(zhì)量管理規(guī)定：對于一般工程的電氣設(shè)計允許可以不要計算書，因此許多設(shè)計人員對三級防雷建筑物的防雷設(shè)計，不再進(jìn)行設(shè)計計算，僅憑經(jīng)驗而設(shè)計。對于防雷設(shè)施的是否設(shè)置及防雷設(shè)施的各種安全間距未進(jìn)行計算、驗算，因此造成大量的三級防雷的建筑物的防雷設(shè)計、施工存在較大的的盲目性，使有些工程提高了防雷級別，增加了工程造價，而有些工程卻未按規(guī)范設(shè)計、施工，造成漏錯，帶來很大隱患和不應(yīng)有的損失。
二、建筑物防雷規(guī)范的概述及比較
現(xiàn)今建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)有1993年8月1日起實施的《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》?JGJ/T16－92?推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》?GB50057－94?強制性國家標(biāo)準(zhǔn)。GB50057－94使建筑物的防雷設(shè)計、施工逐步與國際電工委員會?IEC?防雷標(biāo)準(zhǔn)接軌，設(shè)計施工更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。
GB50057－94將民用建筑分為兩類，而JCJ/T16－92將民用建筑防雷設(shè)計分為三級，分得更加具體、細(xì)致、避免造成使某些民用建筑物失去應(yīng)有的安全，而有些建筑物可能出現(xiàn)不必要的浪費。為更好的掌握IEC、GB50057－94、JCJ/T16－92三者的實質(zhì)，特?fù)衿渲饕獥l款列于表1。且后面的分析、計算均引自JCJ/T16－92中的規(guī)定。
三、預(yù)計的年雷擊次數(shù)確定設(shè)置防雷設(shè)施
除少量的一、二級防雷建筑物外，數(shù)量眾多的還是三級防雷及等級以外的建筑物防雷，而對此類建筑物大多設(shè)計人員不計算年預(yù)計雷擊次數(shù)N，使許多不需設(shè)計防雷的建筑物而設(shè)計了防雷措施，設(shè)計保守，浪費了人、材、物?，F(xiàn)計算舉例說明：
例1：在地勢平坦的住宅小區(qū)內(nèi)部設(shè)計一棟住宅樓：6層高?層數(shù)不含地下室，地下室高2.2m?，三個單元，其中：長L=60m，寬W=13m，高H=20m，當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤誘d=33.2d/a，由于住宅樓處在小區(qū)內(nèi)部，則校正系數(shù)K=1。
據(jù)JCJ/T16－92中公式?D?2－1?、?D?2－2?、?D?2－3?、?D?2－4?得：與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積?km2?：Ae=?L?W＋2?L＋W?H?200－H?＋πH?200－H??×10－6=?60×13＋2（60＋13）20（200－20）＋3.14×20（200－20）?×10－6=0.02084?km2?
建筑物所處當(dāng)?shù)氐睦讚舸蟮氐哪昶骄芏龋?/p>
Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?
建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)：
N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?
據(jù)JCJ/T16－92第12.3.1條，只有在N≥0.05?GB50057－94中：N≥0.06?才設(shè)置三級防雷，而本例中：N=0.0475<0.05，且該住宅樓在住宅樓群中不是最高的也不在樓群邊緣，故該住宅樓不需做防雷設(shè)施。
根據(jù)以上計算步驟，現(xiàn)以L=60m，W=13m，分別以H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度，K值分別取1，1.5，1.7，2，Ng=2.28?km2?a?進(jìn)行計算N值，計算結(jié)果見表2。
從表2中的數(shù)據(jù)可知，在本區(qū)內(nèi)：①當(dāng)K=1時，舉例中的建筑物均N<0.05，不需設(shè)置防雷設(shè)施。②當(dāng)K=1.5時，即建筑物在河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的或特別潮濕的建筑物，在高度達(dá)15m或以上者，必須設(shè)置三級防雷措施。③當(dāng)K=1.7時，即金屬的磚木結(jié)構(gòu)的建筑物，高度達(dá)7m及以上者，必須設(shè)置三級防雷措施。④當(dāng)K=2時，即建筑物位于曠野孤立的位置，高度達(dá)7m?兩層以上者，均設(shè)置三級防雷措施。
可見，有的建筑物在20m的高度，卻不需設(shè)置防雷措施，而有的建筑物高度在7m，就必須設(shè)置三級防雷措施。關(guān)鍵因素在于建筑所處的地理位置、環(huán)境、土質(zhì)和雷電活動情況所決定。
同時在峻工的工程中，我們也看到，例1中的民用建筑物，有許多類似的工程不該設(shè)置防雷卻按三級防雷設(shè)計施工了，施工后的防雷接地裝置如圖1所示。
其中8組引下線均利用結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱的4?12主筋，水平環(huán)路接地體埋深1m，距樓外墻1m。以上鋼材均為鍍鋅件，則共需鍍鋅鋼材0.192t，人工費2950元，定額預(yù)算工程直接費約0.75萬元。類似這種三級防雷以外的住宅樓、辦公樓及其他民用建筑，在我們地區(qū)1998年約竣工600～800棟，僅增設(shè)的防雷設(shè)施其工程直接費約為450～600萬元。以此類推，在全省、全國因提高防雷等級而提高工程造價?浪費?的數(shù)字是巨大的。因此，設(shè)計人員對民用建筑物的防雷設(shè)計必須對建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)進(jìn)行計算，根據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合具體條件，確定是否設(shè)置防雷設(shè)施。
四、防雷設(shè)施與人、金屬管道等的安全距離
1.雷電流反擊電壓與引下線間距的關(guān)系
當(dāng)建筑物遭受雷擊時，雷擊電流通過敷設(shè)在樓頂?shù)谋芾拙W(wǎng)，經(jīng)接地引下線至接地裝置流入地下，在接地裝置上升高的電位等于電流與電阻的乘積，在接地引下線上某點?離地面的高度為h?的對地電位則為
Uo=UR＋UL=IkRq＋L?1?
式中Ik―雷電流幅值?kA?
Rq―防雷裝置的接地電阻?Ω?
L―避雷引下線上某點?離地面的高度的為h?到接地裝置的電感?μH?
雷電流的波頭陡度?kA/μH?
?1?式中右邊第一項?UR即IkRq?為電位的電阻分量，第二項?UL?即?為電位的電感分量，據(jù)GB50057－94有關(guān)規(guī)定，三類?級?防雷建筑物中，可取雷電流Ik=100kA，波頭形狀為斜角形，波頭長度為10μs，則雷電流波頭陡度==10kA/μs，取引下線單位長度電感Lo=1.4μH/m，則由?1?式可得出
Uo=100Rq＋1.4×h×10=100Rq＋14h?kV??2?
根據(jù)?2?式，在不同的接地電阻Rq及高度h時，可求出相應(yīng)的Uo值，但引下線數(shù)量不同，則Uo的數(shù)值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、8根?假定每根引下線均流過相同幅度的雷擊電流，且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降?，計算出的UR/UL值列于表3。
由表3中可知，接地電阻?Rq?即使為零，在不同高度的接地引下線由于電感產(chǎn)生的電位?電感分量?也是相當(dāng)高的，同樣會產(chǎn)生反擊閃絡(luò)。
2.引下線與人體之間的安全間距
雷擊電流流過引下線及接地體上產(chǎn)生的雷擊電壓，其電阻分量存在于雷電波的持續(xù)時間?數(shù)十μs?內(nèi)，而電感分量只存在于波頭時間5μs內(nèi)，因此兩者對空氣絕緣作用有所不同，可取空氣擊穿強度：電感UL=700kV/m，電阻ER=500kV/m?；炷翂Φ膿舸姸鹊?/p>
于空氣擊穿強度，磚墻的擊穿強度為空氣擊穿強度的一半。
據(jù)表3計算的數(shù)據(jù)，下面計算引下線與人體之間的安全距離。因每組引下線利用構(gòu)造柱中的4?12鋼筋，可以認(rèn)為引下線與人體、金屬管道、金屬物體之間為空氣間隔，且認(rèn)為引下線與空氣之間間隔層為抹灰層，可忽略不計。
?1?當(dāng)引下線為4組時，人站在一層，h1=3m，Rq=30Ω，則URI=750kV?UL1=10.5kV?人體與引下線之間安全距離L安全1>
?方可產(chǎn)生的反擊。人站在5層，h2=15m，Rq=30Ω，則：UR2=750kV?U12=52.5kV?則安全距離L安全2>
1.575m<1.83m。在上述兩個房間內(nèi)，保持如此的距離是很難做到的，因此存在很危險的雷電壓反擊。
（2）當(dāng)引下線為8組時，當(dāng)站在一層房間內(nèi)，h1=3m，Rq=30Ω，則UL1=5.25kV?UR1=3.75kV?則安全間距L安全1>
0.757m。人站在5層時，h2=15m?則UL2=26.25kV?UR2=375kV?則安全間距L安全2>
可見，引下線數(shù)量增加一倍，安全間距則減小一半。因此設(shè)置了防雷設(shè)施后，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)置引下線的數(shù)量及間距。同時建議可縮短規(guī)范內(nèi)規(guī)定的引下線間距，多設(shè)一定數(shù)量的引下線，可減少雷電壓反擊現(xiàn)象。這樣處理，對增加工程造價微乎其微。
3.引下線與室內(nèi)金屬管道、金屬物體的距離
?1?當(dāng)防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時，按例一中數(shù)據(jù)：樓頂?shù)囊戮€高度h=Lx=20m，Rq=30Ω時，據(jù)JCJ/T16－92第12.5.7條規(guī)定，Lx<5Rq=5×30=150m，則
Sal≥0.2Kc?Ri＋0.1Lx?
式中Kc―分流系數(shù)，因多根引下線，取0.44
Ri―防雷接地裝置的沖擊電阻，因是環(huán)路接地體，Ri=Rq=30Ω
Sal―引下線與金屬物體之間的安全距離/m
則
Sal≥0.2×0.44×?30＋0.1×20?=2.816m。
?2?當(dāng)防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時，按式?12.3.6－3?，Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66
由以上計算的Sal≥2.816m，Sa2≥0.66m，在實際施工時，均很難保證以上距離，因為金屬管道靠墻0.1m左右安裝，又由于Sa2≤Sal，因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來，同時，在樓層內(nèi)應(yīng)將引下線與金屬管道?物體?連接起來，防止雷電反擊。
4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed
據(jù)JCJ/T16－92第12.5.7條及公式?12.3.6－4?：Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m，而在實際施工中，地下水暖管道交錯縱橫，先于防雷及電氣接地裝置施工，等施工后者時，已經(jīng)很難保證Sed≥3.96m了，也難于保證不應(yīng)小于2m的規(guī)定，因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用，即實行一棟建筑一個接地體。將接地裝置與地下進(jìn)出建筑物的各種金屬管道連接起來，實行總等電位聯(lián)結(jié)。
綜上所述，在實行一棟建筑一個總帶電位聯(lián)結(jié)、一個共用接地體的措施后，在樓頂部應(yīng)將避雷帶?針?與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來，在每層內(nèi)的建筑物內(nèi)應(yīng)實行輔助等電位聯(lián)結(jié)，即引下線在經(jīng)過各個樓層時，將它與該樓層內(nèi)的鋼筋、金屬構(gòu)架全部聯(lián)結(jié)起來，于是不論引下線的電位升到多高，同樓層建筑物內(nèi)的所有金屬物?包括地面內(nèi)鋼筋、金屬管道、電氣設(shè)備的安全接地?都同時升到相同電位，方可消除雷電壓反擊。
五、跨步電壓與接地裝置埋地深度
跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差，一般取人的跨距0.8m內(nèi)的電位差?？绮诫妷旱拇笮∨c接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。當(dāng)接地體為水平接地帶時，
?3?
式中ρ―土壤電阻率/?Ω.m?
L―水平接地體長度m
Ik―雷電流幅值kA
K―接地裝置埋深關(guān)系系數(shù)，見表4
Ukmax―跨步電壓最大值?kV?
按例一中的接地裝置計算，接地體長度L=146m，取Ik=150k，土質(zhì)為砂粘土，ρ=300Ω.m，則按埋深深度0.3m，0.5m，0.8m，1m時相應(yīng)的K值取2.2，1.46，0.97.0.78。按?3?式計算：
其Ukmax值分別為107.97，71.66，47.61，38.28/kV。
世界各國根據(jù)發(fā)生的人身沖擊觸電事故分析，認(rèn)為相當(dāng)于雷電流持續(xù)時間內(nèi)人體能承受的跨步電壓為90～110kV。從計算結(jié)果可知，該工程的防雷接地體埋深0.8m時，跨步電壓已在安全范圍內(nèi)。JCJ/T16－92第12.9.4規(guī)定接地體埋設(shè)深度不宜小于0.6m，第12.9.7條規(guī)定：防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應(yīng)小于3m，當(dāng)小于3m時，接地體局部埋深不應(yīng)小于1m，或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻，因此還是以埋深大于1m時為好。這樣處理，只增加少量工程造價，卻將接地裝置處理得更加安全可靠，起到事半功倍的效果。
若采用基礎(chǔ)和圈梁內(nèi)鋼筋作為環(huán)形接地體，但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎(chǔ)，毛石基礎(chǔ)上的圈梁埋地一般為0.3m左右，較淺根本達(dá)不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做為環(huán)形接地體?指三級防雷建筑物?。
六、區(qū)別工頻、沖擊接地電阻
工頻、沖擊接地電阻兩者的區(qū)別及關(guān)系，許多施工技術(shù)人員不能區(qū)別與明晰，使部分工程的防雷裝置接地電阻已達(dá)到設(shè)計值，而仍然盲目采用降阻措施，增加了工程造價。
工頻接地電阻是按通過接地體流入地中工頻電流求得的電阻。可以認(rèn)為是接地體20m以內(nèi)土壤的流散電阻，距接地體20m以外的大地是電氣上的零電位點。用接地電阻測量儀測量的電阻，即為工頻接地電阻。
自表4中可知，當(dāng)接地體為環(huán)繞建筑物的環(huán)路接地體與敷設(shè)于陶粘土、沼澤地、黑土、砂質(zhì)粘土等電阻率ρ≤100Ω的土壤內(nèi)的接地體，其工頻接地電阻與沖擊電阻相等。但當(dāng)敷設(shè)于砂、砂礫、礫石、碎石、多巖山地的環(huán)境時，其工頻接地電阻是沖擊接地電阻的2～3倍。因此如在上所述地面內(nèi)敷設(shè)接地體時，如用接地電阻儀測出的工頻接地電阻，只要不超過設(shè)計要求的沖擊接地電阻值的2～3倍，即可為符合設(shè)計要求，不需再采取降阻措施。如不分析接地裝置敷設(shè)地點的土質(zhì)、接地環(huán)境條件，發(fā)現(xiàn)接地電阻儀搖測值大于設(shè)計要求值，就盲目再增加人工接地體或采用降阻劑來追求達(dá)到設(shè)計值，必須造成人力、物力浪費，提高了工程造價，而這一現(xiàn)象卻有普遍性。
浙江省防雷中心浙江杭州311100
摘要院近些年，杭州市余杭區(qū)私家車數(shù)量不斷增加，開發(fā)區(qū)物流量也與日俱增，加油站的作用越來越重要，但是這些年全國范圍內(nèi)的加油站雷電災(zāi)害事故屢屢發(fā)生，對其周邊安全造成巨大威脅，因此要重視存在的雷電安全隱患，規(guī)范加油站雷電綜合防護工作。
關(guān)鍵詞 院加油站；雷電安全隱患；解決方案
0 引言近些年，杭州市余杭區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展，百姓生活水平得到了很大改善，私家車等數(shù)量越來越多，且轄區(qū)內(nèi)設(shè)立的余杭區(qū)經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)和錢江經(jīng)濟開發(fā)區(qū)內(nèi)，各類企業(yè)投資辦廠，隨之產(chǎn)生的物流運輸也使得該區(qū)機動車流量增多，作為城市交通配套服務(wù)設(shè)施的加油站也愈加突顯其重要。
1 基本概況
余杭區(qū)內(nèi)的加油站通常建造在城鄉(xiāng)主干道及路口、進(jìn)出該區(qū)的320 國道和09 省道以及滬杭等高速公路開闊地帶。一般營業(yè)用房、宿舍等的規(guī)模都不大，不便于多級防雷方案的實施，且所處環(huán)境較為空曠，屬相對孤立的建筑物，易遭受雷擊，且加油站的性質(zhì)屬易燃易爆場所。因此，加油站的防雷防靜電情況應(yīng)當(dāng)引起足夠重視。
1.1 存在的問題
或大或小，或輕或重，但均是安全隱患，若不引起重視，及時采取措施，都有可能釀成大患。
1.1.1 營業(yè)用房未裝設(shè)防直擊雷裝置。
1.1.2 專設(shè)引下線：淤材料規(guī)格不達(dá)標(biāo)；于未設(shè)斷接卡；盂未沿建筑物均勻設(shè)置；榆未采取防跨步電壓、接觸電壓措施；虞未做防腐處理。
1.1.3 未裝設(shè)相應(yīng)的電涌保護器（SPD）。
1.1.4 加油槍、廣告牌等未接地或接地不良。
1.2 問題的分析
1.2.1 沒有區(qū)分防雷類別部分加油站在防雷工程設(shè)計中沒有對站內(nèi)建筑作防雷類別區(qū)分，有的直接按照三類防雷建筑物去設(shè)計，顯然這是不合理的，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)其“年預(yù)計雷擊次數(shù)”的計算結(jié)果和相應(yīng)規(guī)范的要求確定工程的防雷類別。根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010 和《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》GB50156-2002(2006 年版)等規(guī)范可以判定，加油區(qū)罩棚、罐區(qū)等屬于二類防雷建筑物，營業(yè)用房、宿舍等屬于三類防雷建筑物。
1.2.2 沒有明確防雷保護范圍一些加油站的加油罩棚比營業(yè)用房高，設(shè)計施工人員（或是私營加油站老板）便省去了營業(yè)用房的接閃器，但加油罩棚的接閃器能否保護到營業(yè)用房，這個還是得按滾球法計算其保護范圍來確定，而不是用肉眼觀察。按滾球法計算時，如果加油罩棚能夠保護到營業(yè)用房，那么營業(yè)用房頂部可不設(shè)接閃器，否則必須加設(shè)。
1.2.3 設(shè)計不應(yīng)只圖美觀，施工不應(yīng)只想成本和難度設(shè)計方面，根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010 第4.3.3 條的要求：二類防雷建筑物的引下線應(yīng)沿建筑物四周均勻?qū)ΨQ布置，其間距不宜大于18m。這點許多加油站為了不影響建筑物的外觀及經(jīng)濟性等因素，利用建筑物結(jié)構(gòu)柱內(nèi)主筋作為引下線，這樣的做法是符合相關(guān)規(guī)范要求的，但應(yīng)注意引下線的平均間距和均勻分布問題。
在施工方面，大多數(shù)加油站由于所處地理環(huán)境和施工條件受限等影響，存在明敷引下線跨度較大或過于集中的問題，須引起注意并盡可能解決它，以防萬一。
1.2.4 未采取防感應(yīng)雷措施在配電系統(tǒng)這塊的防感應(yīng)雷保護上，包括中石油等的大型國企加油站在內(nèi)，普遍沒有采取相應(yīng)的防感應(yīng)雷措施，比如：埋地電纜的進(jìn)線方式、電源電纜沒有屏蔽措施或是屏蔽措施不當(dāng)、未設(shè)信號電涌保護器等。由于I 級試驗的電涌保護器和信號電涌保護器一般價格都較昂貴，國外進(jìn)口的就更不用說了，所以大多數(shù)加油站都未按要求裝設(shè)。一旦雷擊電磁脈沖干擾，稅控加油機、電腦監(jiān)控等電子設(shè)備都極易受到損壞，將給企業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失. 1.2.5 接地體安全距離。安全距離，指接地點至被接地物體間的距離應(yīng)達(dá)到一定長度, 才能避免因雷電流泄放不暢和雷電高電位反擊而引起火花放電，造成災(zāi)害事故。但在近幾年的防雷檢測中，不少民營加油站圖方便，油罐就近接地，其與接地體的距離太近，有的甚至就在邊上，且存在油罐接地點未達(dá)到至少2 處的情況。
1.2.6 民營加油站的不規(guī)范問題民營加油站由于其所屬私人及規(guī)模較小等特殊情況，存在較多問題。淤人員專業(yè)素質(zhì)。民營加油站的員工在企業(yè)招聘后并未進(jìn)行系統(tǒng)專業(yè)的相關(guān)培訓(xùn)，在實際作業(yè)過程中，無論裝備還是操作方法，都存在許多安全隱患。于防爆器材。加油站內(nèi)爆炸危險區(qū)域內(nèi)（如罐區(qū)）的照明燈具應(yīng)采用防爆型，配備對講機的也應(yīng)采用防爆型。
2 相應(yīng)解決方案
2.1 防直擊雷
淤加油站罩棚為二類防雷建筑物，其引下線間距不應(yīng)大于18m，且應(yīng)沿建筑物外墻盡可能的均勻分布。于營業(yè)用房的防直擊雷保護范圍必須根據(jù)滾球法計算確定，而非肉眼或直覺。
2.2 接地系統(tǒng)
淤儲油罐必須至少有兩處接地，且罐體距接地體距離應(yīng)不小于3 米。于加油站內(nèi)的防雷、防靜電、信息系統(tǒng)、配電系統(tǒng)宜采用共用接地系統(tǒng)，其接地電阻不大于4贅。盂加油槍要做可靠接地，并定期檢查接地狀況，及時處理加油槍連接處的污垢，以免影響接地效果。榆廣告牌應(yīng)作可靠接地處理。
2.3 配電系統(tǒng)的防雷保護
淤電源入戶處應(yīng)裝設(shè)滿足I 級試驗要求（I 級：Iimp逸12.5kA，Up臆2.5kv）的電源浪涌保護器（SPD），信息系統(tǒng)要裝設(shè)相應(yīng)的信號電涌保護器（SPD）。于電源線路進(jìn)出處金屬外皮應(yīng)做接地處理。
2.4 靜電防護
加油槍、金屬管道的法蘭盤等的接地要在連接處進(jìn)行有效跨接。當(dāng)法蘭盤的連接螺栓不少5 根時，在非腐蝕環(huán)境下可不跨接。
2.5 規(guī)范化、專業(yè)化
以民營加油站為例，需要努力做到人員專業(yè)化、設(shè)備規(guī)范化。加強人員崗前培訓(xùn)、崗內(nèi)考核，購置、更換老舊和不符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。
3 結(jié)束語
隨著該區(qū)城市綜合災(zāi)害防御規(guī)劃的部署，加油站的各項防雷保護措施也在逐漸得到重視，其在災(zāi)害防御規(guī)劃中的重要性也越來越重要。因此相關(guān)的加油站企業(yè)要加強管理,做好相應(yīng)防護措施，以防范于未然。
參考文獻(xiàn)：
[1《] 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057,2010.
關(guān)鍵詞：建筑物防雷保護
隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，建筑物的規(guī)模不斷擴大，其內(nèi)各種電氣設(shè)備的使用日趨增多，尤其是計算機網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的普及，建筑物越來越多采用各種信息化的電氣設(shè)備。我國每年因雷擊破壞建筑物內(nèi)電氣設(shè)備的事件時有發(fā)生，所造成的損失非常巨大。因此建筑物的防雷設(shè)計就顯得尤為重要。
直擊雷和感應(yīng)雷是雷電入侵建筑物內(nèi)電氣設(shè)備的兩種形式。直擊雷是雷電直接擊中線路并經(jīng)過電氣設(shè)備入地的雷擊過電流；感應(yīng)雷是由雷閃電流產(chǎn)生的強大電磁場變化與導(dǎo)體感應(yīng)出的過電壓，過電流形成的雷擊。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）規(guī)定，建筑物的防雷區(qū)劃分為LPZOA，LPZOB，LPZ1，LPZn+1等區(qū)（各區(qū)的具體含義本文不再贅述）。將需要保護的空間劃分為不同的防雷分區(qū)，是為了規(guī)定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴(yán)重程度和等電位聯(lián)結(jié)點的位置，從而決定位于該區(qū)域的電子設(shè)備采用何種電涌保護器在何處以何種方式實現(xiàn)與共同接地體等電位聯(lián)結(jié)。
建筑物直擊雷的保護區(qū)域為LPZOA區(qū)，其保護設(shè)計已為電氣設(shè)計人員所熟知，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版），設(shè)計由避雷網(wǎng)（帶），避雷針或混合組成的接閃器，立柱基礎(chǔ)的鋼筋網(wǎng)與鋼屋架，屋面板鋼筋等構(gòu)成一個整體，避雷網(wǎng)通過全部立柱基礎(chǔ)的鋼筋作為接地體，將強大的雷電流入大地。建筑物感應(yīng)雷的保護區(qū)域為LPZOB，LPZ1，LPZn+1區(qū)，即不可能直接遭受雷擊區(qū)域；感應(yīng)雷是由遭受雷擊電磁脈沖感應(yīng)或靜電感應(yīng)而產(chǎn)生的，形成感應(yīng)雷電壓的機率很高，對建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備，尤其低壓電子設(shè)備威脅巨大，所以說對建筑物內(nèi)部設(shè)備的防雷保護的重點是防止感應(yīng)雷入侵。由感應(yīng)雷產(chǎn)生的雷電過電壓過電流主要有以下三個途徑：（1）由供電電源線路入侵；高壓電力線路遭直擊雷襲擊后，經(jīng)過變壓器耦合到各低壓0.38KV/0.22KV線路傳送到建筑物內(nèi)各低壓電氣設(shè)備；另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應(yīng)雷過電壓。據(jù)測，低壓線路上感應(yīng)的雷電過電壓平均可達(dá)10KV，完全可以擊壞各種電氣設(shè)備，尤其是電子信息設(shè)備。（2）由建筑物內(nèi)計算機通信等信息線路入侵；可分為三種情況：①當(dāng)?shù)孛嫱怀鑫镌庵睋衾状驌魰r，強雷電壓將鄰近土壤擊穿，雷電流直接入侵到電纜外皮，進(jìn)而擊穿外皮，使高壓入侵線路。②雷云對地面放電時，在線路上感應(yīng)出上千伏的過電壓，擊壞與線路相連的電器設(shè)備，通過設(shè)備連線侵入通信線路。這種入侵沿通信線路傳播，涉及面廣，危害范圍大。③若通過一條多芯電纜連接不同來源的導(dǎo)線或者多條電纜平行鋪設(shè)時，當(dāng)某一導(dǎo)線被雷電擊中時，會在相鄰的導(dǎo)線感應(yīng)出過電壓，擊壞低壓電子設(shè)備。（3）地電位反擊電壓通過接地體入侵；雷擊時強大的雷電流經(jīng)過引下線和接地體泄入大地，在接地體附近放射型的電位分布，若有連接電子設(shè)備的其他接地體靠近時，即產(chǎn)生高壓地電位反擊，入侵電壓可高達(dá)數(shù)萬伏。建筑物防直擊雷的避雷引入了強大的雷電流通過引下線入地，在附近空間產(chǎn)生強大的電磁場變化，會在相鄰的導(dǎo)線（包括電源線和信號線）上感應(yīng)出雷電過電壓，因此建筑物避雷系統(tǒng)不但不能保護計算機，反而可能引入了雷電。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等設(shè)備的集成電路芯片耐壓能力很弱，通常在100伏以下，因此必須建立多層次的計算機防雷系統(tǒng)，層層防護，確保計算機特別是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全。
由此可見，對建筑物內(nèi)各電氣設(shè)備進(jìn)行防感應(yīng)雷保護設(shè)計是必不可少的一項內(nèi)容；設(shè)計的合理與否，對電氣設(shè)備的安全使用與運行有著至關(guān)重要的作用。
目前，在感應(yīng)雷的防護當(dāng)中，電涌保護器的使用已日趨頻繁；它能根據(jù)各種線路中出現(xiàn)的過電壓，過電流及時作出反應(yīng)，泄放線路的過電流，從而達(dá)到保護電氣設(shè)備的目的。
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）第6.4.4條規(guī)定：電涌保護器必須能承受預(yù)期通過它們的雷電流，并應(yīng)符合以下兩個附加要求：通過電涌時的最大鉗壓，有能力熄滅在雷電流通過后產(chǎn)生的工頻續(xù)流。即電涌保護器的最大鉗壓加上其兩端的感應(yīng)電壓應(yīng)與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設(shè)備允許的最大電涌電壓協(xié)調(diào)一致。
現(xiàn)在，我們根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）附錄六規(guī)定的各類防雷建筑物的雷擊電流值進(jìn)行電涌保護器的最大放電電流的選擇。
一、一類防雷建筑物
1、根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）附錄六規(guī)定，其首次雷擊電流幅值為200KA，波頭10us；二次雷擊電流幅值為50KA，波頭0.25us；根據(jù)圖1，全部雷電流i的50%按流入建筑物防雷裝置的接地裝置計，另外50%按1/3分配于線纜計）；首次雷擊：總配電間第根供電線纜雷電流分流值為200*50%/3/3=11.11KA；后續(xù)雷擊；總配電間每根供電線纜雷電流分流值為50*50%/3/3=2.78KA；如果進(jìn)線電纜已經(jīng)進(jìn)行屏蔽處理，其每根供電線纜雷電流的分流值將減低到原來的30%，即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA，而在電涌保護器承受10/350us的雷電波能量相當(dāng)于8/20us的雷電波能量的5~8倍，所以選擇能承受8/20us波形電涌保護器的最大放電電流為11.11*8=88.9KA；即設(shè)計應(yīng)選用電涌保護器SPD的最大放電電流為100KA，以法國SOULE公司產(chǎn)品為例，選用PU100型。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7條規(guī)定，該級電涌保護器應(yīng)在總配電間處安裝，即在LPZOA，LPZOB與LPZ1區(qū)的交界處安裝。
2、根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9條規(guī)定，在分配電箱處，即在LPZ1與LPZ2區(qū)的交界處安裝電涌保護器，其額定放電電流不宜小于5KA（8/20us），故此處應(yīng)選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA，額定放電電流為10KA；以法國SOULE公司產(chǎn)品為例，選用PU40型。
二、二類防雷建筑物
1、根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）附錄六規(guī)定，其首次雷擊電流幅值為150KA，波頭10us；二次雷擊電流幅值為37.5KA，波頭0.25us；根據(jù)圖1，全部雷電流i的50%按流入建筑物防雷裝置的接地裝置計，另外50%按1/3分配于線纜計；首次雷擊：總配電間每根供電線纜雷電流分流值為150*50%/3/3=8.33KA；后續(xù)雷擊：總配電間每根供電線纜雷電流的分流值為37.5*50%/3/3=2.08KA；如果進(jìn)線電纜已經(jīng)進(jìn)行屏蔽處理，其每根供電線纜雷電流的分流值將減低到原來的30%，即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA，而在電涌保護器承受10/350us的雷電波能量相當(dāng)于8/20us的雷電波能量的5~8倍，所以選擇能承受8/20us波形電涌保護器的最大放電電流為8.33*8=66.6KA；即設(shè)計應(yīng)選用
電涌保護器SPD的最大放電電流為65KA，以法國SOULE公司產(chǎn)品為例，選用PU65型。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7條規(guī)定，該級電涌保護器應(yīng)在總配電間處安裝，即在LPZOA，LPZOB與LPZ1區(qū)的交界處安裝。
2、根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9條規(guī)定，在分配電箱處，即在LPZ1與LPZ2區(qū)的交界處安裝電涌保護器，其額定放電電流不宜小于5KA（8/20us），故此處應(yīng)選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA，額定放電電流為10KA；以法國SOULE公司產(chǎn)品為例，選用PU40型。
三、三類防雷建筑物
1、根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）附錄六規(guī)定，其首次雷擊電流幅值為100KA，波頭10us；二次雷擊電流幅值為25KA，波頭0.25us；根據(jù)附圖1，全部雷電流i的50%按流入建筑物防雷裝置的接地裝置計，另外50%按1/3分配于線纜計；首次雷擊：總配電間每根供電線纜雷電流分流值為100*50%/3/3=5.55KA；后續(xù)雷擊：總配電間每根供電線纜雷電流分流值為25*50%/3/3=1.39KA；如果進(jìn)線電纜已經(jīng)進(jìn)行屏蔽處理，其每根供電線纜雷電流的分流值將減低到原來的30%，即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA，而在電涌保護器承受10/350us的雷電波能量相當(dāng)于8/20us的雷電波能量的5~8倍，所以選擇能承受8/20us波形電涌保護器的最大放電電流為5.55*8=44.4KA；即設(shè)計應(yīng)選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA，以法國SOULE公司產(chǎn)品為例，選用PU40型，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7條規(guī)定，該級電涌保護器應(yīng)在總配電間處安裝，即在LPZOA，LPZOB與LPZ1區(qū)的交界處安裝。
2、根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9條規(guī)定，在分配電箱處，即在LPZ1與LPZ2區(qū)的交界處安裝電涌保護器，其額定放電電流不宜小于5KA（8/20us），故此處應(yīng)選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA，額定放電電流為10KA；以法國SOULE公司產(chǎn)品為例，選用PU40型。
在供電線路中,電涌保護器的具體安裝以較常用的TN－S系統(tǒng)，TN－C－S系統(tǒng)，TT系統(tǒng)為例，示意如下：
1）TN-S系統(tǒng)過電壓保護方式
2）TN-C-S系統(tǒng)過電壓保護方式
3）TT系統(tǒng)過電壓保護方式
綜上所述可見，在防雷保護設(shè)計中，總的防雷原則是采用三級保護：1、將絕大部分雷電流直接引入地下基礎(chǔ)接地裝置泄散；2、阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號線引入的過電壓；3、限制被保護設(shè)備上浪涌過電壓幅值（過電壓保護）。這三道防線，缺一不可，相互配合，各行其責(zé)。目前通常作法是以下三點：
1）建立聯(lián)合共用接地系統(tǒng)，形成等電位防雷體系
將建筑物的基礎(chǔ)鋼筋（包括樁基、承臺、底板、地梁等），梁柱鋼筋，金屬框架，建筑物防雷引下線等連接起來，形成閉合良好的法拉第籠式接地，將建筑物各部分的接地（包括交流工作地，安全保護地，直流工作地，防雷接地）與建筑物法拉第籠良好連接，從而避免各接地線之間存在電位差，以消除感應(yīng)過電壓產(chǎn)生。
2）電源系統(tǒng)防雷
以建筑物為一個供電單元，應(yīng)在供電線路的各部位（防雷區(qū)交接處）逐級安裝電涌保護器，以消除雷擊過電壓。
3）等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)
國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（局部修訂條文）明確規(guī)定，各防雷區(qū)交接處，必須進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)；尤其建筑物內(nèi)的計算機房等弱電機房，遭受直擊雷的可能性比較小，所以在此處除采取電涌保護器進(jìn)行感應(yīng)雷防護外，還應(yīng)采用等電位聯(lián)結(jié)方式來進(jìn)行防雷保護，本文不再敘述。
作為電氣設(shè)計人員都非常清楚，建筑物的防雷保護設(shè)計是一項既簡單又繁瑣的內(nèi)容，但對建筑物的安全使用，電氣設(shè)備的正常運行有著至關(guān)重要的作用，所以還有待于各位電氣設(shè)計人員作進(jìn)一步的研究與探討；同時必須嚴(yán)格按照國家規(guī)范，善為謀劃，精心設(shè)計。本文僅此設(shè)計作了一點粗淺的探討，所以文中不足之處，望同行不吝賜教。
參考文獻(xiàn)
1、國家標(biāo)準(zhǔn)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50057-94（2000年版）北京中國計劃出版社2001
關(guān)鍵字：LNC汽化站防雷措施
中圖分類號：TU856 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
LNC氣化站屬于新型的清潔能源，近年來逐步取代了傳統(tǒng)的煤球等炊灶燃料，很大程度上滿足了人民生活的需要。因LNC氣化站具有易爆、易燃等特點，一旦遭遇雷擊發(fā)生爆炸，將給人民的人身與財產(chǎn)安全帶來不可彌補的嚴(yán)重后果。為防止雷電造成的災(zāi)害，國家對LNC氣化站選址條件進(jìn)行了專門的嚴(yán)格規(guī)定。LNC氣化站經(jīng)營企業(yè)按照國家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)完善LNC氣化站的防雷工程成為確保液化氣天然站安全運行的必然選擇。
潮汕平原地區(qū)，海拔較低，據(jù)統(tǒng)計，該地區(qū)初雷始于1月，終雷于12月，個月都有雷電活動，4月至10月為全年雷暴活躍的高峰期。年平均雷暴日92天，屬強雷區(qū)。該地區(qū)LNC氣化站多為公路邊的孤立建筑物容易遭受雷擊，加上LNC氣化站屬于易燃易爆場所，這對LNC氣化站的防雷工程提出了較高要求。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前潮汕平原地區(qū)的LNC氣化站的防雷工程存在以下三個方面的問題。
1LNC氣化站防雷工程存在的問題
1.1接閃措施問題
接閃措施問題主要包括：儲罐接閃器設(shè)置問題、充裝車間接閃器設(shè)置問題以及站房的接閃設(shè)置問題。在儲罐接閃器設(shè)置方面，目前潮汕平原地區(qū)LNC氣化站的儲罐接閃器大都只進(jìn)行了簡單的接地措施，而缺乏有效的防雷保護。針對LNC氣化站這種第2類防雷建筑物，即使所有儲罐的壁厚能夠達(dá)到十幾甚至二十幾毫米，也應(yīng)當(dāng)按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置防止直擊雷的裝置，避免LNC氣化站儲罐直接遭受雷擊，降低風(fēng)險。 在充裝車間的接閃器設(shè)置方面，目前許多LNC氣化站充裝車間的接閃器裝置完全不符合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用水泥屋面、金屬支架、金屬構(gòu)架等簡單搭建而成，無任何防雷裝置，不能及時有效地將雷電產(chǎn)生的電流泄流入地，存在較大的安全隱患。在LNC氣化站的站房接閃裝置方面，因站房與儲罐區(qū)、充裝車間距離較遠(yuǎn)，一般情況下LNC氣化站容易忽略站房的防雷設(shè)置。的屋頂是重大的雷電隱患，LNC氣化站經(jīng)營企業(yè)應(yīng)當(dāng)高度重視，加強對站房的防雷設(shè)置和保護。
1.2防雷電感應(yīng)方面存在問題
按照國家關(guān)于LNC氣化站這樣的第2類防雷建筑物，平行敷設(shè)的構(gòu)架、管道、電纜等長的金屬物凈距離小于100mm時，應(yīng)相應(yīng)地采用金屬線進(jìn)行跨接，而跨界點之間的距離應(yīng)小于等于30.0m。根據(jù)長期的觀察發(fā)現(xiàn)，潮汕平原地區(qū)的LNC氣化站內(nèi)主要的輸氣管道之間的距離都在150mm以上，沒有跨接。一旦遭受雷擊，雷電產(chǎn)生的電流在管道之間產(chǎn)生較強的電火花而容易造成危險。除此之外，應(yīng)不少LNC氣化站不能及時維修充裝槍槍頭與充裝設(shè)備間的跨接線斷裂情況，存在較大安全隱患。
1.3電源線路保護方面存在問題
電源線路的問題主要發(fā)生在施工環(huán)節(jié)，體現(xiàn)在引入低壓線、電源系統(tǒng)浪涌保護2個方面。1）在低壓線的引入方面，按照國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來看，引入的低壓線應(yīng)當(dāng)用埋地的金屬錯裝電纜或者護套電纜穿過鋼管直接埋入地下，電纜的埋地長度應(yīng)控制在1.5m以內(nèi)。同時，架空線與電纜的連接處應(yīng)設(shè)置避雷裝置，避雷裝置、鋼管、電纜金屬外皮以及金具等應(yīng)一同接入地下。事實上，不少LNC氣化站不按規(guī)范施工，直接架空引入電源線纜，架空線和電纜的連接處也未按照要求安裝避雷裝置，一旦室外的架空線遭到雷擊，將嚴(yán)重?fù)p毀整個LNC氣化站。2）在LNC氣化站內(nèi)的電源系統(tǒng)問題上，一方面供電系統(tǒng)存在較大缺陷，另一方面浪涌保護器的選擇和安裝不完全符合國家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求。目前，華北平原地區(qū)少數(shù)LNC氣化站的供電系統(tǒng)仍然采用傳統(tǒng)的T N—C制式，有些甚至沒有配備配電箱、配電柜、配電屏，采用木板作為載體，嚴(yán)重不符合防雷的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在浪涌保護器的選擇和安裝上，不少LNC氣化站沒有經(jīng)過具有專業(yè)防雷設(shè)計和施工資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計和論證，直接安裝上去。經(jīng)檢測，保護器的質(zhì)量參數(shù)及安裝工藝不符合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中主要表現(xiàn)為浪涌保護器接地線過長過細(xì)和走線方式曲折。
2LNC氣化站防雷措施
為了確保LNC氣化站安全高效運行，LNC氣化站經(jīng)營企業(yè)必須高度重視LNC氣化站的防雷問題，認(rèn)真逐項排查LNC氣化站內(nèi)的安全隱患及時清除。同時，LNC氣化站應(yīng)聘請有防雷設(shè)計施工資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計論證，按照標(biāo)準(zhǔn)安裝防雷裝置，做好各連接處的連接和跨接，改善供電系統(tǒng)的防浪涌保護設(shè)置，提升LNC氣化站的防雷保護措施，防止在雷電事故發(fā)生時引起爆炸對人民的人身和財產(chǎn)安全造成損害。結(jié)合潮汕平原地區(qū)的實際情況，借鑒一些防雷措施較好的LNC氣化站的做法，提出以下幾點建議。
1）LNC氣化站在設(shè)計針對直擊雷的防護時，要按照國家和行業(yè)的第2類防雷建筑物標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計充裝車間的防雷設(shè)計，按照第2類防雷建筑物標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計站內(nèi)辦公樓，LNC氣化站內(nèi)的儲罐區(qū)域設(shè)置多于2個的接地點（儲罐與地面的距離不小于3.0m）。同時，安裝的避雷針與被保護的物體之間的距離應(yīng)大于3.0m，避雷針接地電阻小于4歐姆。
2）LNC氣化站內(nèi)的接地應(yīng)遵循等電位連接的原則接地，電器設(shè)備、防靜電、信息系統(tǒng)接地以及保護接地、防雷接地應(yīng)分開設(shè)計接地裝置，以避免因接地裝置出現(xiàn)故障造成的整個LNC氣化站接地系統(tǒng)失效，注意各接地裝置接地電阻小于4歐姆。此外，LNC氣化站內(nèi)卸氣場的防靜電裝置接地電阻也應(yīng)
小于4歐姆。
3）LNC氣化站在設(shè)置供電系統(tǒng)的防雷和浪涌保護器時，在供電設(shè)備和電子設(shè)備上安裝的防浪涌保護器應(yīng)按照國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選擇合格產(chǎn)品，建議配電箱使用T N —S 制式，并注意分開P E 線和N 線。
4）LNC氣化站在設(shè)計裝置防靜電保護系統(tǒng)時，應(yīng)嚴(yán)格按照國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)跨接各個金屬管道的法蘭盤連接處，防止膠管和法蘭兩端接地不良產(chǎn)生火花。與此同時，針對管道溝內(nèi)和地上的管道，應(yīng)該在始端、末端設(shè)置防靜電和防感應(yīng)雷聯(lián)合接地裝置，切記接地電阻小于10歐姆。
3小結(jié)
LNC氣化站的防雷工程是一項復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)，LNC氣化站經(jīng)營企業(yè)必須嚴(yán)格按照國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)采取科學(xué)合理的措施，提升防雷的能力，確保LNC氣化站的安全、正常運行。
LNC氣化站由于自身職能的特殊性,其雷電防護措施也具有一定的典型性。雷電防護是一項具體系統(tǒng)的工程,為了避免在這樣的易燃易爆場地發(fā)生雷擊事故,造成經(jīng)濟損失和人員傷亡,雷電的防治一定要按照科學(xué)的步驟來完成,遵循“安全第一、預(yù)防為主、防治結(jié)合”的方針,將站內(nèi)的防雷工作進(jìn)行徹底和科學(xué)的整改,爭取將雷電造成的災(zāi)害降低到最低限度。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：措施、概率、等效面積、滾球法、推導(dǎo)、防雷帶、量級、最小保護寬度
中圖分類號：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
自然氣候，變化萬千。東周《莊子》：“陰陽分爭故為電，陽陰交爭為雷。陰陽錯行，天地大駭，于是有雷、有霆?！笨梢钥闯?，古人很早就對雷電進(jìn)行了初步研究。近代，隨著科技的進(jìn)步，科學(xué)家對雷電已經(jīng)有了深入的研究，但是還沒有掌握和利用它為我們?nèi)祟惙?wù)，只是處于簡單的防范階段，大家都知道防范措施就是避雷針，它由美國的前總統(tǒng)富蘭克林發(fā)明。隨著電子科技的發(fā)展，電網(wǎng)和信息系統(tǒng)越來越依靠避雷設(shè)施來保護。人們通過大量的生活、生產(chǎn)實踐，已經(jīng)初步總結(jié)出了一些避雷針設(shè)計、使用技巧。避雷針保護的范圍是防雷裝置中的一項重要指標(biāo)。在此，我們對高層建筑中使用的避雷針的設(shè)計以及選用做些初步探討，希望在目前的生活、生產(chǎn)中起到一些指導(dǎo)作用。
如何在高層建筑中選用合適的避雷針
防雷只是一個措施，并不能完全、百分之百的起到避雷作用，只是減少雷擊的概率以及損傷程度。首先來介紹一下避雷針。避雷針，又名防雷針，是用來保護建筑物等避免雷擊的裝置。在高大建筑物頂端安裝一個金屬棒，用金屬線與埋在地下的一塊金屬板連接起來，利用金屬棒的尖端放電，使云層所帶的電和地上的電逐漸中和，從而不會引發(fā)事故。避雷針規(guī)格必須符合GB標(biāo)準(zhǔn)，每一個級別的防雷需要的避雷針規(guī)格都不一樣。國標(biāo)中規(guī)定避雷針按級別劃分，這主要取決于建筑物的使用功能以及統(tǒng)計出來的年預(yù)計雷擊數(shù)。雷擊數(shù)N=KNgAe。Ng是雷擊的年平均密度，K是公式校正系數(shù)，Ae是建筑物的等效面積。系數(shù)K與當(dāng)?shù)氐牡匦巍夂?、地貌有關(guān)系。另外，國標(biāo)也確定了雷電保護的等級，可以劃分為兩種方法。第一種方法，按照建筑物所處的環(huán)境進(jìn)行評估。第二種可以根據(jù)建筑物的電子信息系統(tǒng)的使用性質(zhì)以及重要性來劃分防護等級，這兩種劃分方法，應(yīng)該結(jié)合選用，并選擇級別高的，這樣才能提高安全防護系數(shù)，使建筑物得到更好的保護，免受雷擊風(fēng)險。
避雷針工作原理以及設(shè)計思路
在雷電發(fā)生時，雷電下行先導(dǎo)在接近地面時，地面上任何導(dǎo)電的物體表面都會產(chǎn)生一個上行先導(dǎo)。物體表面的導(dǎo)電物質(zhì)在經(jīng)過長時間的電荷聚集后會傳播上行先導(dǎo)，這樣會截獲雷電里面的下行先導(dǎo)。高層建筑物的避雷針利用這種原理，把雷電放電吸引到避雷針，從而避免避雷針附近的建筑物被雷電擊中。國家對建筑物避雷針設(shè)計進(jìn)行了規(guī)范化處理，頒布了《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，在高層建筑中已經(jīng)廣泛采用滾球法來確定避雷裝置的防護范圍。滾球法設(shè)計思路相對于之前的設(shè)計方法，概念更加清晰化，簡單化，另外計算公式也更加科學(xué)，也更加合理，且易于操作。在一定程度上提高了防雷設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量和水平，實際中也大大提高建筑物防御雷擊的能力，經(jīng)濟效益更好，社會效益也更加明顯。
下面簡單介紹一下滾球法的設(shè)計思路。滾球法設(shè)計避雷針首先要確定參考基準(zhǔn)點，然后根據(jù)基準(zhǔn)點的水平高低、垂直高度進(jìn)行保護設(shè)計，得出所要保護的建筑物的避雷針保護高度，參考基準(zhǔn)點應(yīng)該以建筑物的最遠(yuǎn)點、最高點以及是否能夠經(jīng)得起建筑物上部各個突出點的檢驗為參考設(shè)計的思路。在國標(biāo)中規(guī)定了計算閃接器的保護范圍，滾球法是以hr為半徑的一個球體沿著需要防止被雷電擊中的位置滾動，當(dāng)球體碰到接閃器或只是碰到接閃器和地面，并且不碰到需要保護的部位時，此部分就會得到避雷針的保護，處于保護范圍之內(nèi)。這種理論已經(jīng)過驗證，假定雷電極在不同高度并相對于避雷針變化位置時的人工模擬放電的驗證，保護范圍是由閃擊距離來決定的，不同的高層建筑物有著不同的防護范圍。此種設(shè)計思路需要確定防雷的類型，避雷針保護范圍的半徑，避雷針在高度保護范圍內(nèi)的最小保護寬度。
下面講下防雷保護半徑的確定原則。依據(jù)建筑物防雷的滾球半徑取值，可以將需要防雷保護的建筑物分為三個量級，第一種是防雷建筑物的滾球半徑為30米，第二種是防雷建筑物的滾球半徑為45米，第三種是防雷建筑物的滾球半徑為60米.，根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)定避雷針在hx高度平面上的防雷保護數(shù)值推導(dǎo)公式為：rx=√h（2hr-h）-√hx（2hr- hx）。公式中的rx是高層建筑物安置的避雷針在hx高度平面上的保護半徑，hr是滾球半徑，hx是滾球平面保護的高度，h是避雷針高度。需要指出的是利用滾球法計算避雷針?biāo)w的保護范圍的時候，我們所說的“地”是涵蓋大地之內(nèi)的并且與地相連的防雷帶，在高層建筑物的頂部的周圍會設(shè)置防雷帶，避雷針頂端針尖高度就是避雷針的高度。
假若取地面上的保護范圍，這時候被保護物的高度就是零，代入數(shù)值，則在地面上的保護半徑為ro=√h（2hr-h）。
下面談下避雷針在保護高度上的最小保護寬度值，取寬度值bx。在常規(guī)防雷保護設(shè)計中，我們需要在保護的平面上標(biāo)注出避雷針高度，保護半徑，以及最小保護寬度數(shù)值。在《建筑物防雷規(guī)范》以及《工業(yè)與民用配電手冊》中，給出了計算公式，下面簡單介紹這個公式的推導(dǎo)過程。
1.2.1、雙支等高避雷針聯(lián)合保護范圍的確定
通過以往的大量實例數(shù)據(jù)以及理論數(shù)據(jù)，雙支等高避雷針可以假設(shè)以防護面上的任意兩點做圓，做圓弧，兩道弧線交于兩點，以此兩點做圓，會相交四點，那么四點范圍內(nèi)的點就是防雷保護的范圍。
1.2.2、雙支等高避雷針距離D，雙支等高避雷針在hx高度聯(lián)合保護的最小保護寬度Bx
。
Bx=√（h（hx-h）-（0.5D）2）-√hx（2hr-h）
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，全國各地的建筑物高度更高，建筑外形更加復(fù)雜，建筑物遭受雷擊的概率越來越大，災(zāi)害也是越來越嚴(yán)重，經(jīng)濟損失也是更加沉重。在日常生活中大家也要注意防范， 如果雷暴發(fā)生時正在有防雷設(shè)施的建筑物附近，應(yīng)注意以下幾點： 1.不宜在建筑物朝天面上活動，因為當(dāng)朝天平面發(fā)生直接雷擊時，強大的電流可導(dǎo)致人員傷亡。 2.切勿接觸天線、水管、鐵絲網(wǎng)、金屬門窗、建筑物外墻，遠(yuǎn)離電線等帶電設(shè)備或其他類似金屬裝置。 3.緊閉門窗，防止危險的側(cè)擊雷和球形閃電侵入。 4.家庭使用電腦、彩電、音響等弱電設(shè)備不要靠近外墻，雷電發(fā)生時最好不使用這些設(shè)備。通過本文的論述，可以準(zhǔn)確計算出防雷保護范圍，有效地保護設(shè)備、減少經(jīng)濟損失、避免人員傷亡。作為一名設(shè)計人員更應(yīng)該在設(shè)計過程中注意積累經(jīng)驗，不斷改進(jìn)、不斷完善，使設(shè)計理念在工程項目中得到充分的貫徹執(zhí)行。
關(guān)鍵詞：LPS（防雷裝置） LPMS（雷擊電磁脈沖防護） LPL（雷電防護水平）
中圖分類號：TU89 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0051-02
“雷電”這個詞自古以來就一直伴隨著人類的生活，并且給我們?nèi)祟惖纳钤斐闪瞬恍〉挠绊憽Ｈ绾巫龊美纂姷姆雷o工作對人類來說是一項重大而艱巨的任務(wù)，而建筑物的雷電防護更是值得我們?nèi)パ芯颗c探討的一項重要問題。為此我們國家于2008年和2010年頒布了GB/T 21714《雷電防護》標(biāo)準(zhǔn)體系和GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》兩部國家標(biāo)準(zhǔn)，為我國建筑物的防雷保護提供了設(shè)計的參考依據(jù)。
1 防雷裝置（LPS）
防雷裝置（LPS）用于減少閃擊擊于建（構(gòu)）筑物上或建（構(gòu)）筑物附件造成的物質(zhì)性損害和人身傷亡，由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組成。內(nèi)部防雷裝置是由防雷等電位連接與外部防雷裝置的間隔距離組成，外部防雷裝置是由接閃器、引下線和接地裝置組成[1]。
根據(jù)GB/T 21714.3中的定義建筑物的外部LPS分為分離的和非分離的兩種。對于分離的雷電防護系統(tǒng)（LPS），如果接閃器位于多個分離支撐桿上，每個支撐桿至少應(yīng)安裝一根引下線。支撐桿為金屬材料或互聯(lián)鋼筋，則不需另外的引下線。如果接閃器為避雷線，則避雷線的每一支點至少需要一根引下線。如果接閃器為避雷網(wǎng)，則每一支撐線的末端至少需要一個引下線。對于非分離的LPS，引下線的數(shù)量不應(yīng)少于2 根，且最好圍繞建筑物的周邊等間隔盡可能沿建筑物暴露在外的墻角設(shè)置[2]。
在LPS的設(shè)計上GB/T 21714和GB 50057兩規(guī)范是有一定的差別的。比如接閃器的主要尺寸、位置、布局和設(shè)計方法上GB/T 21714采用的是保護角法、滾球法或網(wǎng)格法，LPS的分類分為四類，建筑物滾球半徑分別為20 m、30 m、45 m和60 m，網(wǎng)格尺寸分別為5×5、10×10、15×15、20×20；而GB 50057采用的是滾球法或網(wǎng)格法，LPS的分類分為三類，建筑物滾球半徑分別為30 m、45 m和60 m，網(wǎng)格尺寸分別為5×5或6×4、10×10或12×8、20×20或24×16。
2 雷擊電磁脈沖防護（LPMS）
雷擊電磁脈沖（LEMP）是指雷電流經(jīng)電阻、電感、電容耦合產(chǎn)生的電磁效應(yīng)，包含閃電電涌和輻射電磁場[1]。雷擊電磁脈沖（LEMP）的防護措施系統(tǒng)叫LPMS，它與電磁兼容（EMC）有密切的關(guān)系，前者是后者的一個特殊部分，兩者都致力于電子系統(tǒng)對電磁騷擾的抵御。LEMP的分析是建立在EMC的理論基礎(chǔ)上的，LPMS要借助EMC 的許多措施，而不一定要另起爐灶。特殊之處在于LEMP來源于非常強烈的雷電放電過程，量值高而概率小。LPMS擔(dān)負(fù)的是不讓電子設(shè)備永久性損壞或電子系統(tǒng)永久性失效，LPMS器件要通過巨大的能量。
GB/T 21714標(biāo)準(zhǔn)體系將綜合防雷體系看成由雷電防護系統(tǒng)（LPS）和LEMP防護措施系統(tǒng)（LPMS）組成[2]。LPS針對建筑物實體和生命體的防護，LPMS針對電氣電子系統(tǒng)的防護。應(yīng)該強調(diào)的是，在綜合防雷體系中，這些措施不是孤立的，而是作為一個整體來綜合考慮的。一種防雷措施對于多種雷電危害都有防護效果，同樣，另一種雷電危害的防護需要考慮多種措施的綜合作用。
3 GB 50057和GB/T 21714標(biāo)準(zhǔn)體系的差異
從建筑物防雷的分類上來說GB 50057按照雷害后果的嚴(yán)重性、建筑物的重要性和年預(yù)計雷擊次數(shù)直接將建筑物的防雷劃分為三類，并對三類防雷建筑給出了明確的雷擊防護措施要求，GB/T 21714則不硬性劃分建筑物的防雷類別。而是按照4類損害源、3種損害類型、4種損失類型和相應(yīng)的4種風(fēng)險來劃分，根據(jù)風(fēng)險評估，按雷電流幅值出現(xiàn)概率，考慮防護的雷電流的最大和最小值范圍劃分I、II、III、IV類雷電防護水平（LPL），然后對應(yīng)于LPL定義雷電防護系統(tǒng)LPS的I、II、III、IV級，依據(jù)必要性和經(jīng)濟合理性原則選擇合適的防雷措施，使風(fēng)險降低到可接受的程度。
從防雷的接收面積來看兩個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也存在著一定的差異。如圖1所示，GB 50057是當(dāng)建筑物高度H100 m時，按擴大寬度D=H計算接收面積。而GB/T 21714則是對平坦大地上的孤立建筑物，按建筑物上各點以斜率為1/3的直線向地面投射的面積計算接收面積，而對于形狀復(fù)雜的建筑物、建筑物的一部分的接收面積的計算和服務(wù)設(shè)置接收面積的計算也給出了說明。
此外，從設(shè)計者的角度而言，GB 50057規(guī)范已經(jīng)應(yīng)用成熟，可操作性很強，且必須滿足對各類防雷建筑物的防雷措施規(guī)定要求，設(shè)計的自主性較小，應(yīng)該說是比較適合目前國內(nèi)設(shè)計的習(xí)慣的。而GB/T 21714應(yīng)該說是剛開始應(yīng)用，需要設(shè)計根據(jù)具體的風(fēng)險評估和技術(shù)經(jīng)濟型評價選擇合適的防雷措施，有較強的設(shè)計自主性和適應(yīng)性，對設(shè)計的專業(yè)水平和設(shè)計協(xié)調(diào)能力要求較高。
從實際情況來看，兩個規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)各有自身的優(yōu)勢和缺點。目前，國內(nèi)設(shè)計采用較多的是GB 50057這本防雷設(shè)計規(guī)范，但是如果在設(shè)計過程中能夠充分考慮GB/T 21714中的相關(guān)內(nèi)容來加以互補，那么我們可以相信我們的建筑物防雷工程應(yīng)該能夠比現(xiàn)在做的更為出色。
參考文獻(xiàn)