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防雷设计图纸审核分析

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年7月13期作者：柴晓玲潘卓卓马登陆效云霞

[导读] 根据相关防雷设计规范，提出对建（构）筑物进行防雷设计审核时应注意的几个方面，使建（构）筑物防雷设计更加合理，避免或减少雷电灾害的发生，保证国家和人民生命财产安全。

甘肃省防雷中心柴晓玲潘卓卓马登陆效云霞甘肃兰州 730020

【摘要】根据相关防雷设计规范，提出对建（构）筑物进行防雷设计审核时应注意的几个方面，使建（构）筑物防雷设计更加合理，避免或减少雷电灾害的发生，保证国家和人民生命财产安全。
【关键词】防雷图纸、审核、防护措施、防侧击雷
        【引言】防雷设计的图纸审核是集防雷、建筑、电子、信息等于一体的综合性工作，是各级气象主管机构的一项基本业务。本文将从建筑防雷设计图纸审核的角度出发，进行简单分析（以某某公司85#综合楼为例），以期达到防雷装置的科学性、规范性和安全性。
        1、现场勘查
        首先对85#综合楼进行现场勘查，确定该建筑物的用途，了解建筑物的内外结构、周围的地理环境和建筑物内电气、电子信息设备设置情况。
        2、根据现场勘查所了解的内容，确定该建筑的审核要点。
        2.1 建筑物防雷分类的确定；
        2.2 直击雷防护措施；
        2.3 防雷区的划分及屏蔽；
        2.4 防闪电电涌侵入措施；
        2.5 防侧击雷措施；
        3、设计审核
        3.1、建筑物防雷分类的确定
        根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010中，建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷击事故的可能性及后果，按防雷要求分为三类。同时第二、三类防雷建筑物还应根据建筑物年预计雷击次数划分。综合这几方面可知，85#综合楼属于第二类防雷建筑物。
       3.2、直击雷防护措施
       3.2.1接闪器
       接闪器保护范围问题是我国现行通用的计算方法—滚球法，其中第一类防雷建筑物的滚球半径为30米，第二类为45米，第三类为60米。建筑物高度超过各类防雷设计滚球半径时，就需要在各自的滚球半径高度以上部分设置均压环，使整个建筑形成一个法拉第笼。接闪带、接闪网等接闪器的材料规格要严格按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010要求来设计。不同类别的建筑物，屋顶防雷网格的尺寸有不同的要求。
        85#综合楼属于第二类防雷建筑物，因此接闪网网格不应大于10m×10m或12m×8m，接闪带采用φ12镀锌圆钢，且该建筑物的实际高度超过100米，为加强直击雷防护，建议加装接闪杆。
        3.2.2引下线
        引下线的材料规格及布设应严格按照规范要求设计。
        材料规格：引下线宜采用热镀锌圆钢或扁钢，优先采用圆钢。圆钢直径不应小于8mm；扁钢截面积不应小于48mm²，厚度不应小于4mm。当独立烟囱上的引下线采用圆钢时，其直径不应小于12mm；采用扁钢时，其截面积不应小于100mm²，厚度不应小于4mm。
        布设情况：第一类防雷建筑物“独立接闪杆的杆塔、架空接闪线的端部和架空接闪网的每根支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱，宜利用金属杆塔或钢筋网作为引下线”。第二类防雷建筑物专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不应大于18米。第三类防雷建筑物专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不应大于25米。高度不超过40m的烟囱可只设一根引下线，超过40m时应设两根引下线。可利用螺栓或焊接连接的一座金属爬梯作为两个引下线用。金属烟囱应作为接闪器和引下线。
        3.2.3接地装置
        接地体和接地线的总合称为接地装置。接地装置可使用人工接地体和自然接地体。人工接地体宜在建筑物四周散水坡外大于1米处埋设，在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。冻土地带人工接地体应埋设在冻土层以下。

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85#综合楼利用建筑物基础底梁内的上下两层钢筋中的两根主筋通长焊接作为基础接地网。一般情况下利用建筑基础这一自然接地体作为接地装置，在实测值不满足规范要求时，增打人工接地极。第一类防雷建筑物应设有独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。
        3.3防雷区的划分及屏蔽
        3.3.1雷电防护区的划分是将需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的建筑物，从外部到内部划分为不同的雷电防护区，从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位连接。雷电防护区应划分为：
        直击雷非防护区（LPZ0A）：受直接雷击和全部雷电电磁场威胁的区域。该区域的内部系统可能受到全部或部分雷电浪涌电流的影响。
        直击雷防护区（LPZ0B）：直接雷击的防护区域，但该区域的威胁仍是全部雷电电磁场。该区域的内部系统可能受到部分雷电浪涌电流的影响。
        第一防护区（LPZ1）：由于边界处分流和浪涌保护器的作用使浪涌电流受到限制的区域。该区域的空间屏蔽可以衰减雷电电磁场。
        第二防护区（LPZ2）：进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后续防护区。
        后续防护区（LPZn）：需要进一步减小雷电电磁脉冲，以保护敏感度水平高的设备的后续防护区。
        3.3.2屏蔽是减少电磁干扰的基本措施，为减少电磁干扰的感应效应，宜在建筑物外部设置屏蔽措施，以合适的路径敷设线路，线路屏蔽。进入室内的电源线、信号线路应选用屏蔽电缆敷设，其屏蔽层应至少在两端，并宜在防雷区交界处做等电位连接。
        屏蔽的做法应根据建筑物内电子设备的要求决定。由于设备的性质不同，因此，有的要求仅对设备本身做屏蔽，有的要求在设备与设备之间做屏蔽，还有的要求在机房做屏蔽。在工作中，可根据具体情况进行审核，选择最优方案。
        3.4防闪电电涌侵入措施
        闪电电涌侵入即由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波（即闪电电涌）可能沿着这些管线侵入建筑物内，从而危及人身安全或损坏设备。
        采取的措施：低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位连接带或防闪电感应的接地装置上。当全线采用电缆有困难时，应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入。架空线与建筑物的距离不应小于15米。架空金属管道，在进出建筑物处应与防闪电感应的接地装置相连。在入户处的总配电箱内是否装设电涌保护器应按《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010第六章的规定确定。当需要安装电涌保护器时，电涌保护器的最大持续运行电压值和接线形式以及电涌保护器的导体截面均应按本规范规定取值。
        3.5防侧击雷措施
        85#综合楼实际高度超过100米，即超过滚球半径的高度（45米），建筑物的侧面会遭受雷电侧击，因此建筑物应采取防侧击雷的措施。
        3.6防雷电反击
        雷电反击是指当防雷装置受到雷击时，在接闪器、引下线和接地极上产生很高的电位，如果建筑物内的电气设备、电线和其他金属管线与防雷装置的距离不够时，它们之间就会产生放电，这种现象称为反击。其结果可能引起电气设备绝缘破坏、金属管道烧穿，从而引起火灾、爆炸及电击等事故。
        在《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010中，防雷电反击措施有两种办法。一是采取隔离办法，将电气设备和金属管线与防直击雷设施隔离，这种办法在实际中是很难做到的。另一种办法是采取等电位连接，使其电位相等，不会产生反击。在审核工作中，应注意等电位连接所采用的材料规格是否符合规范要求。
本文只是根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010对85#综合楼这种普通建筑物防雷设计进行的审核，而对易燃易爆场所、石油化工、弱电设备及电力与用电等要根据其使用性质参照相应的规范要求进行审核。
参考文献：
[1]GB50057-2010. 建筑物防雷设计规范[M].2000.
[2]GB50343-2012. 建筑物电子信息系统防雷技术规范.
[3]陈宇生、陈清华.建筑物防雷设计图纸审核要点及分析[J].科技论坛，2009（10）a-0048-02
[4]防雷装置设计审核和竣工验收规定[M].2011年7月11日中国气象局局务会议审议通过，自2011年9月1日起施行。
甘肃省科学技术厅社会发展类项目《闪电电磁脉冲灾害评估方法及防御措施研究》（项目编号：1304FKCA070）。