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摘要：工业厂房不同于普通的民用住宅，由于其种类繁多，用途各有特点，其中大多数工业厂房所在环境有着严重的火灾隐患以及爆炸危险，本文主要针对雷击引起的安全问题，对工业电气设计中的防雷设计进行分析探讨。
关键词：工业电气防雷设计；生产控制中心一类防雷设计；防腐瓦厂房防雷设计
1、前言
防雷设计是一项关系到工业安全生产的重要工程，在进行防雷接地设计时，应当注重建筑的性质，按照相关的防雷设计规范，对建筑物及建筑物周围的环境进行调查研究，在确保设计能够达到相关要求的前提下，全面考虑各种因素，确保建筑物、人员和设备的防雷安全。
2、工业厂房的防雷级别分类
在进行工业厂房防雷工程设计之前，应依据现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014，根据工艺提供的物料性质、释放源等级先确定该装置的爆炸性危险区域等级，然后按现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010来确定防雷类别并进行设防。
当装置内存在爆炸危险性物质时候，若存在 0区、20区环境，1区、21区环境且电火花爆炸会引起重大人身伤亡或破坏，则需按一类防雷建筑考虑；不会引起巨大破坏和人身伤亡的爆炸危险区环境和火灾危险场所则可以按第二类防雷建筑设防；其他工业厂房则根据计算年雷击次数来确定建筑物防雷等级；若其他专业对防雷有特殊要求，则应按较高标准执行。
在进行防雷设计时，一般考虑以建筑物本体的钢屋面、钢结构柱、基础内钢筋做防雷接地设计；但在化工企业，各类仪表电子设备繁多，一般最好设置单独的独立避雷针；在存在0区、1区环境时应设置接闪杆做雷击防护，最大程度地保证厂房内的呼吸阀、危险物质放散管等管口外围空间在接闪器的保护区内。
此外，在配置围护接地体的同时，可以依据接闪带的网格宽度进行均匀网格的配置，这样既可实现均匀电压，又可以控制地表电位差，避免跨步电压的形成，还方便了等电位连接体的埋设，接地体的埋设深度应1m。
3、工业建筑的防雷设计
笔者就两种比较特殊的厂房防雷设计分享自己的做法。
3.1轻钢结构防腐瓦的防雷及接地
（1）接闪器：在部分腐蚀性严重的化工厂由于轻钢屋面板腐蚀严重，会改为防腐瓦，则需增加接闪器保护，考虑防腐瓦屋面接闪带很难扎根立足，可以考虑在钢结构柱顶端焊接多根接闪短杆做为防雷保护，根据滚球半径、所需保护的范围确定所需接闪杆高度及根数，接闪杆具体做法及安装方式按国标图集15D501第20~23页执行。
（2）引下线：一般利用建筑本体钢柱做为引下线，《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010第5.3条也已经做了规定，建筑物的消防梯、钢柱等金属构建宜作为引下线。
（3）接地装置：当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时，应利用基础内的钢筋作为接地装置，并具有经济、美观和有利于雷电流场流散以及不必维护和寿命长等优点，混凝土内基础也能满足利用钢筋混凝土作为自然基础接地体的要求。
3.2生产控制中心防雷设计
生产控制中心内一般有DCS控制室及机房、IT信息中心等，这些弱电系统有很多微电子设备，抗干扰能力差，对电磁脉冲电压反应比较敏锐，仪表专业根据《石油化工仪表系统防雷工程设计规范》 SH_T 3164-2012第4.1.2条要求生产控制中心按第一类防雷建筑设计防雷，控制中心的防雷接地对保证控制室内设备的安全、全厂设备运行的安全具有重要意义。
（1）装设独立避雷针：防止直击雷的最有效办法是装设独立避雷针。独立避雷针可将雷电安全地导入大地，从而大大的减小雷电向周围建筑物放电的可能，减少了雷击过电压对电子设备的影响。但独立避雷针通常体积大、造价高、需要一定的占地面积、大部分工业厂房高度太高，避雷针高度难以做到，一般很少采用这种方案。
（2）装设接闪网
接闪网：根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010第4.2.1条第一款，再无条件装设独立避雷针的情况下，一类防雷建筑还可采用不大于5mX5m或6mX4m的接上网做接闪器；若建筑高度超过12米，还应设置均压环，均压环的垂直距离不应大于12米，且与引下线交叉处均应可靠焊接。
引下线：采用φ16热镀锌圆钢沿墙明敷设引下，上与接闪带可靠焊接，下与接地装置可靠焊接，引下线从地下0.3m至距地2.7m高处易受机械损伤的部位穿PVC管保护（要求壁厚≥3mm）以防止接触电压，再外套热镀锌角钢加以保护以防止机械损伤；并在引下线距地0.5m设置断接卡子，供测试接地电阻及检查引下线、接地线的链接状况。
接地装置：利用建筑物承台混凝土基础内的钢筋做接地体，敷设-40x4mm的热浸锌扁钢（埋深同承台底部）或利用梁底钢筋作水平接地体，与承台连接成整个接地装置，有混凝土梁处利用梁内钢筋做水平接地体将承台连接成整个接地装置。
（3）合理的布线设计
防雷电电磁脉冲对室内布线的要求非常严格，一类防雷建筑物的所有进出建筑的低压电气电缆均需埋地引入；由于引下线整个建筑物的屏蔽网都在外墙处，雷电流需经此处的钢筋分流到接地装置上，所以外墙处的电流密度大，电磁场强。因此电子机房内的电源和通信等线路的主干线宜设置在中心部位，并且建筑物内的各种电气馈线都穿金属管保护或采用双层屏蔽电缆（或同轴电缆）。
（4）电子设备的接地
杂散电流对仪表读数有很大影响，为了保障设备工作的准确性，工程设计要求现场设备尽可能单独接地，一般采用6平方毫米的铜线，与设置在设备附近的专门的接地母排连接，然后再与总接地干线连接起来。
（5）防雷击浪涌电路的设计
最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备。目前工业厂房一般采用TN-S系统（具有专用PE线），进出建筑物的金属管道，在入口处进行总等电位联接；为防雷电感应，建筑物内设备、管道、构架、电缆金属外皮等较大金属物均应就近与防雷装置连接。
4、结语
综上所述，总之，为使建筑物防雷设计因地制宜地采取防雷措施，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理，在设计时应在认真调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律，以及被保护物的特点等的基础上，详细研究防雷装置的形式及其布置，其设计设计必需符合国家现行有关标准和规范的规定。
参考文献：
[1]林道煜；王文生.浅析建筑物的防雷设计与安装.科技风；2011，（20）
[2]尹星，杨勇伟，季敏海.浅谈水泥厂防雷接地设计及施工.河南建材；2011，（06）