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建筑电气的防雷设计探讨刘文

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2021年6月下作者：刘文

[导读] 随着科学技术的不断发展，人们对建筑电气设计的要求在不断的提高，其中防雷接地的设计变得越来越重要。如果建筑遭受到雷击现象，那么会对建筑物以及人员的安全产生严重的威胁。所以说必须做好建筑电气中的防雷接地设计，提高人们周围环境以及建筑物的安全性。

黑龙江哈尔滨身份证号码：230103****08260323 刘文 150080

摘要：随着科学技术的不断发展，人们对建筑电气设计的要求在不断的提高，其中防雷接地的设计变得越来越重要。如果建筑遭受到雷击现象，那么会对建筑物以及人员的安全产生严重的威胁。所以说必须做好建筑电气中的防雷接地设计，提高人们周围环境以及建筑物的安全性。本文介绍了建筑防雷接地的类别，阐述了建筑防雷接地的重要性，对建筑防雷接地系统的设计进行了探究分析，最后论述了建筑电气的防雷措施。
关键词：建筑物；电气设备；防雷设计；问题
        引言
        随着经济建设的快速发展，电子信息设备在国民经济、国防建设以及人民生活的各个领域都得到了广泛应用。随之而来的是建筑电气设计中涉及的各类管线种类和数量也越来越多，对防雷、防电磁脉冲等保护措施的要求越来越高，而伴随建筑电气防雷设计中的各项问题也在增加，严重危害着建筑物内电气设备和人们生命财产的安全。因此，对建筑电气防雷设计问题进行分析，对于提升建筑电气设备的防雷效果具有十分重要的现实意义。
        1、雷电及对建筑电气工程的危害
        雷电是一种自然现象，其在出现的过程中会释放巨大的能量，同时还会产生电流冲击和电磁辐射，严重威胁着地面上的电路和建筑物的安全。可以将雷击对建筑物电气的危害划分为三种：直击雷危害、感应雷危害以及高压浪涌。
        1.1直击雷危害
        将带电云层与地面物体之间的迅猛放电现象称之为直击雷。雷电出现的过程中严重危害着建筑物、电子设备以及人们生命安全。直击雷中存在巨大的电压和电流会损害电子电气设备的安全。直击雷中存在的强大电流会在瞬间转换成热能，一旦接触到易燃易爆物品很容易引发火灾，甚至是爆炸事故。直击雷主要借助于构筑物、架空线路以及金属管路入侵到电气设备中，危害电气设备的安全。
        1.2感应雷电危害
        雷电出现时会伴随有高强度的电场活动，进而在周围电子线路中产生感应雷，也称之为电磁脉冲。感应雷电的强度要弱于雷电波，其内的瞬时电流会造成金属部件之间产生火花，进而引发线路起火或者是损坏电子设备安全。现阶段的建筑物大都使用钢筋混凝土结构，建筑物内的电子设备又属于导体，一旦被感应雷击中将会造成巨大的损失。
        1.3高压浪涌危害
        当建筑物内的电子设备被雷电击中，在电路内部会有很高的操作过电压出现，也就是浪涌电压。在浪涌电压的作用下，电路内部结构会呈现出高度集成化特征，进而造成电子设备出现误动，降低了电路对过电压和过电流的承受能力。除此之外，对于计算机等微电子设备来说，浪涌电压可以借助于信号线路、电源线路等进入到电子设备内部，对电子设备的危害十分严重。随着城市化进程的不断加快，信号线路的来源路径不断增多，因浪涌电压造成的损害要高于直击雷。
        2、建筑电气防雷设计问题
        2.1防雷类别的确定
        结合GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》中的相关要求，在划分建筑物的防雷类别时应综合考虑建筑物的重要性、使用性质、出现雷电事故的可能性及造成的后果。其中，年预计雷击次数是划分建筑物防雷类别的重要指标。在实际的建筑电气防雷设计中，设计者往往忽略了对年预计雷击次数的计算，只是单纯的根据自身的经验或者是建筑物的高度来确定防雷类别。一系列的实践经验表明，根据这种方法确定的防雷类别大都是错误的，因此在划分建筑物的防雷类别时应将年预计雷击次数计算出来。
        2.2学校建筑物防雷分类的划分
        结合GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》中的相关要求：“预计雷击次数>0.05次/a的部、省级办建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物及火灾危险场所，应将其划分为二类防雷建筑物”。

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这属于强制性条文，对于学校来说，也属于人员密集的公共场所，当计算出本地建筑物的年预计雷击次数高于0.05次/a时，应将其划分为二类防雷建筑物。
        2.3建筑防雷引下线布局不合理
        在实际的建筑物防雷设计中，设计人员只将重心放在了引下线之间的间距和数量上，往往忽略了引下线的布局是否合理，在直角屋角的转弯处没有安装防雷引下线。一旦雷电击中屋角，由于屋角缺少防雷引下线，雷电中的雷电流不能及时泄放进入大地，会使屋角遭受到不同程度的损坏。因此，在实际的建筑物防雷引下线设计的过程中，除了确保引下线的间距、数量符合规定要求，还要确保引下线布置合理，不断提升防雷效果。
        2.4防雷措施表达不准确
        结合《建筑物防雷设计规范》中的规定，各类防雷建筑物应做好外部直击雷防护，并使用防闪电电涌侵入的措施。但是在实际的设计中，设计人员仍旧标明该设计采取了直击雷和防雷电波侵入的措施。防雷电波侵入的说法不符合《建筑物防雷设计规范》中的术语，应将各种防雷措施准确表达出来。
        2.5接闪器的规格要求
        在《建筑物防雷设计规范》中明确规范了接闪器的术语，将避雷针、避雷带、避雷线以及避雷网分别改成了接闪杆、接闪线以及接闪网，同时也对接闪器的材料、结构、最小截面；接闪杆的直径；接闪线、接闪网以及独立的接闪环等的规格都进行了修改。
        2.6接地形式的选择
        在《建筑物防雷设计规范》中明确规定了使用建筑物的基础内钢筋作为接地装置。但是在实际的防雷设计中，一部分设计者不与专业结构进行沟通，也不考虑建筑物的基础类型，一味的选择建筑物的基础内钢筋作为接地装置，忽略了规范中的规定，使得接地装置与规范要求不相符的问题较为常见，根本达不到接地装置分流的目的。在实际的防雷设计中，设计者应全面了解建筑物的基础形式，对于不符合规范要求的基础形式可以选择人工接地体。
        3、建筑物电气防雷措施
        3.1防直击雷
        为了降低直击雷对建筑物内电气设备的危害，可以在建筑物上安装接闪杆、接闪线以及接闪网等避雷设施；在信号电缆上方安装接闪杆或者接闪线，一旦电缆被雷电击中可以提升接闪器的防雷效果，可以选择镀锌铁丝作为接闪线的材料。选择敷设在建筑物外的避雷装置作为接闪器，并将其安装在高出被保护物体的突出部位，这样可以在接闪器内引入雷电流，通过接地装置和引下线将雷电流泄放进入大地，确保电气设备安全；当接闪器上出现严重的锈蚀，应对接闪器进行更换；确保接地装置的电阻与规范要求相符，提升防雷效果。
        3.2信息系统防雷击电磁脉冲
        建筑物上大都安装有防雷装置，还应做好雷击电磁脉冲的防护。雷击电磁脉冲主要产生在雷云向大地放电，会借助于信号线、电源线、管道等进入到建筑物内，严重威胁着建筑物内电子电气设备的安全。为了避免雷击电磁脉冲对电子设备的危害，可以通过隔离措施，将雷电中的电磁脉冲在建筑物外部隔离开来。
        3.3防雷电波侵入和防雷电感应
        在建筑物电子设备防雷中，应做好雷电波侵入的防护，将建筑物外部的门窗、管道、栏杆等金属构件与最近的接地装置之间进行可靠的连接，防止电子设备上出现过电压。对于低压线路可以将电缆直接埋地敷设，并做好入户端电缆金属外皮与金属线槽的接地操作。采取屏蔽的措施可以消除雷电感应，降低电磁场对电气设备的干扰。
        4结论
        防雷接地是一个广泛应用于电气的安全措施，为了保证防雷接地系统的高效正常运行，对于一些经常出现的故障如接地线与接地体的选择和安装、接地电弧性短路等问题要特别注意，对于存在爆炸危险性的场所接地安装要更加严格，操作要更加规范，保证不出现意外。
参考文献：
[1]吴勇.一智能建筑防雷接地系统现状及改进建议[J].河南电力.2011(01)
[2]李华仁.建筑电气系统的接地与防雷[J].建筑安全.2010(11)
[3]鲁怡.谢军.简述雷电防护等电位接地系统在水泥厂的应用[J].现代物业.2011（06）