浅议建筑物防雷及接地防护措施设计及应用

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1、浅议建筑物防雷及接地防护措施设计及应用摘要：防雷接地防护措施是有效防止建筑物受自然灾害侵袭、保护人民财产与人身安全的科学策略。本文详细阐述雷电的破坏作用,结合实际介绍高层建筑的防雷接地措施及其必要性。关键词：雷电危害防雷接地中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：0引言雷电是自然界中的一种放电现象，虽然时间短暂却可以在瞬间的放电过程中聚集很大的电流强度，通常对建筑物，尤其是高层大厦造成极大的破坏。有时还会引发大面积的火灾或停电、电路虚连造成触电等现象的发生。由此不难看出，雷电对建筑物的影响之大、速度之快、范围之广、作用之深是无法

2、估量的，我们只有在建筑物的工程建设初期就对其供配电系统、电气设计进行科学的分析，结合实际施工过程中的成功经验及先进的科学技术不断创新、不断完善，才能使建筑物的防雷拒变能力得到根本的提高，使我国的电气设计行业朝着自动化、科学化、一体化的目标迈进。1雷电的破坏作用主要有1.1直击雷7直击雷是雷电直接击在建筑物上。由于雷击时放电电压很高、电流强大,在强大的雷电流通道上,将物体水分受热汽化膨胀,而产生强大的热效应和机械效应,从而使建筑物遭受到破坏,并可能会引起火灾。雷云对大地的电压低则几兆伏，高则数10MV甚至更高，雷云对大地一次闪击放电的

3、峰值电流平均约为30多KA，它的瞬时功率为109—1012W以上，由于瞬时功率很大，所以它的破坏力是相当大的。到现在为止，防直击雷都是采用避雷针、避雷带、避雷网、避雷线作为接闪器，把雷电流接收下来，然后通过良好的接地装置迅速而安全地把它送回大地。所有的避雷装置都只是把雷击的几率和强度大大地降低，百分之百可靠的避雷装置即使做出来，造价也是十分昂贵的。常用的接闪装置，如避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等，它们都是用金属做成，安装在建筑物的最高点，如屋脊或屋角等最易受雷击的地方，避雷网是用金属线造成的网，架在建筑物顶部空间，然后用截面积足够

4、大的金属物让它与大地连接。7当高空出现雷云的时候，大地上由于静电感应作用，必然带上与雷云相反的电荷，然而接闪设备(避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等)都处于地面上建筑物的最高处与雷云的距离最近，而且与大地有良好的电气连接，所以它与大地有相同的电位，以致接闪设备附近空间电场强度相对比较大，比较容易吸引雷电先驱，使主放电集中到它上面，因而在它附近尤其是比它低的物体受雷击的几率就大大减少。而接闪器被雷击的几率却大大提高，所以就接闪器本身而言，它不但不能避免雷击，相反是招来更多的雷击，它以自身多受雷击而使周围免受雷击。由于接闪器都与大地有良好

5、的电气连接，使大地积存的电荷能量迅速与雷云的电荷中和。这样由雷击而造成的过电压的时间大大地缩短，雷击危害性就大大减少。1.2感应雷7感应雷是指当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，云中的电荷就变成了自由电荷，从而产生出很高的静电电压（感应电压）其过电压幅值可达到几万到几十万伏，这种过电压往往会造成建筑物内的导线，接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电而引起电火花，从而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成的危害。另一种情况是，在雷电闪击

6、时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近就形成了一个很强的感应电磁场，对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏，又或者使周围的金属构件产生感应电流，从而产生大量的热而引起火灾。另外，当架空线遭受直击雷或产生感应雷，高电位便会沿着导线电源线以及信号侵入变电站或建筑物内，这种雷电波侵入也会对电气设备造成危害或使建筑物内的金属设备放电，引起破坏作用。2依据雷电种类合理选择建筑物的防护设计措施2.1直击雷的特性及防护措施直击雷是大自然中最为常见的一种放电方式，云层以带电的形式与建筑物、目标物体之间产生猛烈的放电现象，从而带来了一系列的电、热效

7、应及机械作用力，对物体造成严重的被动破坏。我们可以简单做一个估算，地球上若每年发生31亿次闪电，直击雷就要至少占到其中的1/5，同时其放电的电流可高达200kA以上，电压峰值则要上升到几万伏，最高可达到1MV以上。而雷云放电由于其具有重复放电的性质，因此，放电的叠加又会使放电能量继续集中，在一次全部雷电不超过500ms的作用时间里，至少有750%以上的直击雷会发生三到四次的重复冲击，更有甚者可达到几十个冲击以上，按这种方式计算下去直击雷的破坏力可想而知。直击雷的破坏力之大使人们开始研究如何能有效的对其加以科学的控制，通过多年的科学论

8、证，健筑物防雷设计规范、雷电电磁脉冲的防护等规定相继出台，给人们提供了科学、具有实际操作意义的理论指导。当今，最常用的防护直击雷策略主要以建筑物顶端安置避雷针、避雷带、避雷线、避雷网及金属物件作为接闪器等方式为主，同时配合接地设计将雷