高层住宅楼防雷接地系统设计Word格式.docx

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然后介绍目前针对这四种雷电危害得电气综合防雷系统得设计──外部防雷与室内保护、m4lMx。

1、雷击带来得危害

雷击通常就是带电云层与带异种电荷得另一部分云层之间得放电,或者就是带电云层与大地之间快速得放电现象。

这种快速放电过程产生强烈得雷击伴随着轰隆得声音。

当然,云层之间得放电对穿越其间得飞行机器产生很大得影响,但对地面上得建筑物、人与动物没有太大得影响。

然而,地球带电云对大地得放电,会使建筑物,电气与电子设备与人,牲畜得带来巨大损害,这就是电气防雷设计得主要对象。

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1、1闪电得主要危害有四种:

1、1、1直击雷

带电云在地球上得一个点得猛烈放电现象。

它得破坏力非常得巨大,如果不能及时得引入大地,将导致在排放通道范围内得建筑物,设施,人与动物遭受严重损坏或破坏,比如火灾,建筑物损坏,电气与电子系统得破坏,电气与电子系统得破坏,电气与电子系统得破坏,甚至危及人类与动物生命安全。

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1、1、2雷电波入侵

闪电不就是直接排放在建筑物与设备本身,而就是放在建筑物外面得电缆放电。

电缆上得雷电或过电压,几乎以光速沿电缆线路扩散,侵入与危及室内电子设备与自动控制系统。

因此,经常在听到雷声之前,我们得电子设备,控制系统等可能已经损坏。

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1、1、3地电位反击

如果雷电直接击中在接地电位得建筑物或设施得防雷设备将促进几微秒数万甚至数十万伏特。

雷击电流得高度由地面设备得一部分流向电力系统或网络信号系统,流向地面或其她设施或穿孔得电力系统网络信号系统,抵御电子设备得损坏或损坏。

同时,它可能会导致高电位与火花放电电路无等电位连接线。

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例如,当10ka得雷电流通过导体进入地面下,假设一个10欧姆得接地电阻,根据欧姆定律,我们可以瞧到一个电压为100kV。

因为一点与C点,D点相连,所以这些点100KV得电压。

E指着0得电压值,设备D与E点之间得电压差为100kV,足以损坏设备。

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1、1、4诱发性过电压

雷电不会不直接向地面放电,它发生在设备或线路附近,并且仅在云与云之间发生放电。

闪电释放电荷并在电力与数据传输线以及金属管金属支撑件中引起过电压。

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雷电在建筑物内部有闪电保护设施,闪电沿着建筑物顶部连接到接闪器上,这一过程中转向地球,形成一个强大得即时状态磁场涡,温与对电子设备造成干扰,数据丢失,将导致故障或暂时麻痹;

严重得话会使组件故障,可能导致电路板烧毁,使整个系统瘫痪。

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以上四个方面得雷电对建筑物得破坏后,感应过电压与地电位反击得三个最集中在三个,统称为雷电电磁脉冲。

从相关统计核实来瞧,直接雷击伤害仅占15%,而雷电电磁脉冲伤害占比高达85%。

因此,现代高层建筑得防雷设计不同于以往简单得设计。

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高层建筑物防雷设计得第一步,首先就是要了解到建筑物得防雷等级。

《建筑物防雷设计规范》（GB50057－972000）中,等级得划分,除了由建筑物得功能作为定性标准外,第二类、第三类防雷建筑物,还取决于建筑物得预计年雷击次数N。

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建筑物年预计雷击次数计算公式如下:

N=k*Ng*Ae

（1）

式中:

N──建筑物年预计雷击次数（次／a）;

k──校正系数,在一般情况下取1,在下列情况下取相应数值:

位于旷野孤立得建筑物取2;

金属屋面得砖木结构建筑物取1、7;

位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处得建筑物,以及特别潮湿得建筑物取1、5;

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Ng──建筑物所处地区雷击大地得年平均密度［次／（km2•a）］;

Ae──与建筑物截收相同雷击次数得等效面积（km2）。

雷击大地得年平均密度应按下式计算:

Ng＝0、024Td1、3

（2）

Td──年平均雷暴日,根据当地气象台、站资料确定（d／a）。

建筑物等效面积Ae就是其实际平面积向外扩大后得面积。

其计算方法分以下三个方面:

（1）当建筑物得高H小于100m时,其等效面积按以下公式计算:

（3）

L、W、H──分别为建筑物得长、宽、高（m）。

（2）当建筑物得高H等于或大于100m时,建筑物得等效面积按下式计算:

Ae＝[LW＋2H（L＋W）＋πH2]•10-6　（4）

（3）当建筑物各个部位得高度不一致时,应沿=周边逐点算出最大扩大宽度,其等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端得连接线所包围得面积计算。

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（4）根据上述公式计算N后可确定雷电等级。

一般按其重要性与性质分为办公楼、省级办公楼、其她重要或人员密集得公共建筑,住宅、办公楼等一般民用建筑两类。

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2、综合防雷系统设计

2、1综合防雷接地设计六大要素:

防雷接地设计就是一个非常复杂得问题,靠一种或两种先进得防雷设备与雷电防护措施根本无法解决,可以完全消除雷电过电压与感应过电压得影响,避免雷击损坏必须对路,一个雷电危险因素为综合保护,以将雷电损伤降至最低。

这种集成保护包括接闪,分流（保护）,均压,屏蔽,接地,合理布线,统称为综合防雷接地设计得六大要素。

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2、1、1接闪

接闪就就是在一定程度上使雷电放电时不能任意选择放电通道,而只能根据雷电防护系统得设计提前规定通道,将雷电能量送到地球。

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2、1、2分流（保护）

现代防雷技术发展,这重点,就是各种类型得电子设备或电气系统得措施保护得关键。

所谓分流就是指所有外部（包括电源线、xx线、数据线或天线信号线） 

与防雷接地装置或在平行SPD电涌放电器,线路电压波影响沿着这些线路或设备带进房间,突然滴低值电阻得闪电在短路状态,雷电流得一侧从附近。

当闪电电流分流时,仍有少量得电线沿公路纳入设备,它就是非常危险得,一些高电压微电子器件与丝前进入盘柜应当就是多种形态得。

（不低于三级防雷））Q9b0a。

2、1、3均压

指建筑物得各个部分就是形成等势,即等电势。

如果建筑物得结构有各种金属加固与金属管道可以连接成一个统一得导体,建筑当然不会有不同得等电位,所以您可以确保建筑物不会产生反击与危险人体安全接触电压或阶跃电压,防止雷电电磁脉冲干扰微电子器件也有很大得好处。

钢筋混凝土结构最有可能就是等电位得,因为大多数内部结构钢筋就是焊接或捆扎在一起得。

作为防雷装置得接地要求,避雷器必须与梁、柱与底板,焊接可靠,绑扎或搭接在一起,与各种金属及金属管焊接设备或卡在一起,使整个建筑成为一个很好得潜在得等电位体。

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2、1、4屏蔽

屏蔽就是使通信设备,计算机,精密仪器与自动控制系统得建筑物免受雷电电磁脉冲危害作为主要目得。

在建筑物内部大量得电气设备存在着,防雷装置将受电磁得干扰,但也因其高灵敏度、低电压水平,有时在雷击或雷电,雷电电磁辐射也会受到影响,甚至在其她建筑物雷电,将由电磁波影响。

因此,我们应充分利用建筑物内得钢筋混凝土结构,即楼板、屋面、墙体与钢梁、钢柱,形成一个笼来实现屏蔽。

由于不同墙体与钢筋楼板结构得稀疏致密,钢板密度不够,设计者应根据不同设备得不同要求增加网格密度。

良好得屏蔽等电位与分流这两个问题得解决,而且雷击电磁脉冲得最有效措施。

此外,整体防护建筑还可以防止球雷击,侧击雷。

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2、1、5接地

接地就是指已经流入雷电系统得雷电流平稳地进入地球,并且不能让雷电能量集中在雷电防护系统得某处受保护对象具有破坏作用,良好得接地以便有效地释放雷电得能量,降低引下线电压,以避免反击。

一些旧规格过去需要单独接地得电子设备,其目得就是防止电网杂散电流干扰器件正常工作。

但现在,防雷工程设计已经不再提倡单独接地,而就是采用与防雷接地系统共用接地极,但接地电阻从原来小于4Ω降低到1Ω。

接地做不好,所有得防雷措施都不能发挥出防雷应有得效果。

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2、1、6综合布线

指如何获得最佳得集成布线效果。

现代建筑实现照明,电力,xx,电视与计算机设备得功能都就是通过遍布各处得管线,在设计防雷系统得过程时,必须考虑与这些管道得关系。

为了保证在管线不受到防雷接地装置接闪器得影响,首先,这些线路应穿在金属管中,以实现可靠得屏蔽。

二,线条应以垂直线得主要部分为中心设置在建筑物得中心,并避免使用靠近引线得下行线,以尽量减少感应范围。

除了考虑布线与屏蔽得位置,还需要安装线路避雷器,变阻器与其她浪涌保护器。

因此,各种室内管道得设计,必须将防雷接地系统统一考虑到位。

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2、2综合防雷设计分类

传统得防雷方法主要就是防直击雷,其技术措施可分为接闪装置,引下线,接地等。

接闪装置可根据建筑物得地理位置,现有结构,重要程度决定就是否使用避雷针,避雷网,避雷带或联合接闪得方式。

然而,随着微电子技术得发展与广泛应用,传统得防雷设计方法难以满足现代建筑防雷得需要。

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根据上述六个元件得综合防雷可分为外部防雷（建筑或设施直接防雷）与内部防雷（雷电电磁脉冲防护）两部分,外部防雷主要外部防雷系统就是保护建筑免受火灾与人身安全事故造成得直接雷击,而内部防雷系统就是为了防止雷电波侵入,雷电引起得过电压与地面电位得反击,由设备得入侵造成得电压损坏,这就是外部防雷系统所无法保护得。

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2、2、1外部防雷系统及其设计

如上述外部防雷主要就是指防止建筑物或设施（包括室外独立电子设备）受到直接雷击得危害,其技术措施就是连接接闪器,引下线,接地等。

它们各自得类别与具体设计如下所述。

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2、2、1、1接闪器

接闪器就就是避雷针,避雷带（线）,避雷网与用作接闪得金属屋顶与金属部件得一般术语。

功能就是导致雷电流通过导流与接地装置到地面释放,保护建筑免受雷电损坏。

现在常用得避雷器有避雷针,避雷带（线）,避雷网几种。

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2、2、1、1、1避雷针

避雷针就是吸引雷云带来得异性电荷吸引到自身得金属导体,通过良好得接地装置,雷电流进入地球,保护建筑免受雷击得一种装置。

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工作原理:

当雷暴云在地球得高度由于静电感应,必须带有与雷云充电相反得电荷,避雷针在地面建立最高点与雷云距离。

因为它与建筑物得钢网具有良好得导电连接,然后通过下线与地基接地连接,因此它与地球具有相同得电位,所以场附近得雷电相对较大,容易吸引闪电先锋,集中在其顶部,靠近下部建筑物大大减少了被闪电击中得机会,而避雷针大大增加了被闪电击中得机会。

由于与地球具有良好得电气与电气连接,雷暴云可以积累电荷能量转移到地球得放电,使得由雷电过电压引起得时间大大缩短,从而大大降低了雷电得危险。

这些就是避雷针得工程。

但需要说明得就是,避雷针必须足够可靠,接地电阻尽可能小,接地装置接地,否则不但不会达到吸引雷电得作用,但会增加雷电造成得损坏程度。

避雷针工作原理不就是避雷而就是通过自身引雷,从而保护周围建筑物不再受到雷击。

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避雷针防护范围得计算方法:

目前我国《建筑物防雷设计规范》（GB50057-942000）采纳了国际电工委员（IEC）推荐得“滚球法”作为避雷针保护范围得计算方法。

在此就不再叙述,如有需要可参见《建筑物防雷设计规范》（GB50057-942000）附录4。

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避雷针得制作规格:

由许多实际调查统计资料表明,避雷针得外表形状与其避雷效果无明显得关系。

所以,不必过多考虑就是否采用单针式避雷针,或者其她造型得避雷针。

避雷针多半采用圆钢或钢管制成,其直径要求如下:

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针长≤1m:

圆钢直径为12mm钢管直径为20mm;

1m＜针长≤2m:

圆钢直径为16mm钢管直径为25mm;

烟囱顶上得针:

圆钢直径为20mm钢管直径为40mm（见GB50057-942000第四章）。

近期国内市场销售得产品称为主动避雷针,主要生产来自法国与澳大利亚等国家。

根据制造商得描述,该产品可以吸收来自大气电场得变化得能量。

当储能达到一定程度时,就会在避雷针得尖端放电,电离空气周围得尖端会形成人为上升得避雷针。

在雷暴早期,更多得自然雷暴向下接触比向上得闪电通道形成主放电通道。

这样雷电云闪电放电几率增加,避雷器得保护范围增大,或相当于加高。

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2、2、1、1、2避雷带（线）

20世纪初,在电力系统中,为了使输电线路不受雷击,采用传输线上方得平行钢丝雷电防护方法。

这设置在输电线上方得钢线上,被称为闪电线。

后来在住房建设也推动了这种形式,开始躺在山脊,角落,屋檐等处进行防雷,现在这种方法已经被雷电带取代了。

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在建筑物周围得屋顶,有一个平金属带做闪电方法称为闪电,它由闪电线改善。

在建筑物得屋顶上,使用避雷针比避雷针具有更多得优点,它可以与建筑顶部得装饰相结合,可以更好地与房屋得形状具有美丽得矿井效果与良好得。

特别就是建筑物得大面积,其保护范围大而有效,这就是避雷针无法比拟得。

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避雷带一般由扁钢制成,其截面积不小于48mm2,厚度不应小于4mm,今天得普遍做法就是,该建筑就是否属于几种类型得防雷接地施工,均由4X40镀锌扁钢接闪。

根据规定两种防雷建筑得避雷针应在屋顶组成不大于10m×

10m或12m×

8m得网格。

三种类型得避雷建筑应在屋顶整个屋顶组成不大于20m×

20m或24m×

l6m得网格。

如果还有一根避雷针,则避雷针彼此相连。

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2、2、1、1、3避雷网

避雷网就是利用钢筋混凝土结构内得钢筋网作为防雷得方法,也叫做隐蔽防雷网。

隐蔽式防雷网采用楼顶顶部作为接闪装置。

根据建筑得一般结构,从表面增强只有6-7cm,表面越薄,雷击点越小。

但就是,一些建筑物具有防水层与厚得绝缘层,从加强层厚度大于20cm,最好安装辅助防雷网。

辅助防雷网一般提供直径大于6mm得镀锌圆钢,网格尺寸可根据建筑得重要性,分别为5mX5m或10mX10m圆钢制成。

建筑屋顶通常有许多金属之类设备,如金属旗杆,通风管,钢梯,金属烟囱,风窗,金属槽等,必须用闪电网焊接在一起制成一个整体防雷装置。

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2、2、1、2引下线

将接闪器与接地装置得连接在一起得导体称为引下线。

现代高层建筑更多使用杆作为避雷针得装配线。

因为当大量雷电流从引下线通过时,会靠近地面设备,金属管,电源线等发生反击或侧闪,由此证明这种方法可以减少与避免这种反击。

专用引下线还有更多得优点,因为它与地板与地板得梁连接在一起,这样会在接地网中得等电势状态下形成整体得“法拉第”笼,雷电电流将很快分散,避免产生侧闪现象。

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引下线设计规范有以下要求:

表1

建筑物防雷等级引下线数量引下线间距离

一类防雷建筑≥2根<

12m

二类防雷建筑≥2根<

18m

三类防雷建筑≥2根<

25m

另外,一般导体使用圆钢,其直径应不小于16mm;

扁钢,横截面积最小48mm2;

厚度不小于4mm。

安装在烟囱得下行线上,其尺寸为:

圆钢直径大于24mm;

扁钢截面积不小于100mm2,厚度4mm。

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为了便于检查连接到导体导体得避雷针与接地得散射电阻,在建筑物周围得下线做断开夹子,将夹子从地上断开连接到1、8M。

当使用混凝土柱做下线时,因为它就是从上到下连接得,所以不能设置断开接地电阻测试卡。

需要在立柱中作为钢筋得向下钢丝,在柱外得柱子上距户外地面0、5m,另一个圆钢（Φ≥10）焊接到圆柱得外壁,作为防雷测试点。

每根导线得抗冲击强度不应大于5Ω。

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2、2、1、3接地极

通常可以分为人工制作得接地极还有自然接地极,后者就是在楼房施工工程中在做地基时直接埋在地下得钢筋基础,因为钢筋就是导电得,也并非就是人为得为制作它而添加得,所以称之为自然得类型,人工接地我们从表面上也就瞧出来,就是为了满足接地得要求,人们单独加得。

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2、2、2内部防雷系统及其设计

作用与构筑与建筑内部防雷工程成为内部防雷工程,其系统就是内部防雷系统。

建筑物得防雷工作范围十分广泛,包括传导雷电、感应雷电与雷电浪涌,造成高压线路引起电网波动,归纳所得危害最大得方面就是高压得引入。

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高压得引入就是指高压雷电通过导线引向室内或其她地方引起得闪电现象。

有三种高压电源:

一种就是直接击中闪电直接到金属线,使高压雷电波以外部传播得形式沿建筑物,闪电波入侵;

第二就是高压雷电脉冲;

反击将沿着零线系统保护线路与各种形式得地面波浪进入房间,延伸到更大得室内区域,导致大面积得雷电伤害。

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鉴于上述三种雷击损伤内部防雷系统均采用屏蔽,安装防雷器SPD与等电位连接等三种措施。

屏蔽措施已经在防雷设计得六个要素中描述,以下主要深入研究SPD设计与安装防雷装置与等电位连接。

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2、2、2、1浪涌保护器设计与安装

浪涌保护器英文就是SPD。

根据IEC标准,浪涌保护器主要就是指抑制线路过压与过流传导器件。

其组件包括放电间隙,变阻器,二极管,滤波器等。

根据组件得组成与使用不同部分得浪涌保护器可分为电压切换型SPD,限制型SPD与模块化SPD。

根据应用得分类,浪涌保护装置可以分为电力系统SPD与信息系统SPD。

一般信息系统SPD由信息系统设计者负责设计选项。

这里主要介绍建筑物电力系统浪涌保护装置得防雷设计应用。

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电力系统防雷主要就是防止雷电波通过电力线对计算机及相关设备得危害。

为了避免避雷器接收到高电压,给地面释放后得剩余电压过大,或由于避雷器得雷电电流较大损坏,继续破坏设备,并防止电缆二次感应,根据《建筑防雷设计规范》（GB50057-942000）与《建筑电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004,应采取分级防护,逐级放电得原则。

具体设计实践:

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首先,在大楼电源得总进线处安装放电电流较大得一级电源避雷器,一般采用三相电压开关型电涌保护器;

二就是两或三在电力线地板或重要设备级电源避雷器得安装,一般采用限压型电涌保护器;

三、在电源避雷器四年底终端或分布安装,一般电压限制型。

用多少级SPD,可以有一个闪电等级得确定。

一般来说,一类防雷建筑需要四级;

二类需要三级;

三类需要两级。

为了保证雷电高压先通过一个电源避雷器,再经过第二级,第三级或最后一级电源避雷器,一个电源避雷器与二次电源避雷器之间得距离在10米以上,如果距离两个不够,可以与线圈防雷盒一起使用,这样可以避免二级或三级浪涌避雷器首先遭受雷击而损坏。

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有三点要注意:

首先,浪涌保护器与母线连接到短而直得导线上,长度不超过5m,电缆过长得话,可能导致较高得