探析高层建筑物防雷设计和综合防护

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1、探析高层建筑物防雷设计和综合防护　　摘要：雷电灾害严重威胁着我国的社会公共安全和人民生命财产安全。雷电对高层建筑物的危害很大，只有通过对其进行综合防雷设计，才可能将雷电灾害降低到最低程度。本文主要分析了雷电的危害性、高层建筑防雷设计和高层建筑综合防雷保护措施。关键词：高层建筑；防雷设计；防雷保护；措施中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：随着现代社会的发展、经济和城市人口的增长，建筑的高层化和智能化已成为城市发展的一种趋势，高层建筑比一般建筑遭雷击的概率要大得多，由于内部各种电气设备的使用日趋增多，尤其是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气

2、设备，我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所造成的损失非常巨大。1雷电的危害性1.1雷电的形成7雷电是一种大气放电现象，产生于积雨云中。积雨云形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷，它们对大地的静电感应，使地面或建(构)筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气，开始游离放电，即“先导放电”。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时，便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流，并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成雷电。1.2雷电的危害形

3、式雷电的危害形式主要包括直击雷、球形雷、雷电感应、雷电侵入波等。1.2.1直击雷：一般是指闪电直接在建筑物、其他物体、大地或防雷装置，并产生电效应、热效应和机械力。可在瞬间击伤击毙人畜，也可以击中电子电气设备造成损害。1.2.2球形雷：球形雷是一种球形，发红光或极亮白光的火球。能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，极其危险。1.2.3雷电感应：闪电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花，从而损坏电子电气设备等。1.2.4雷电侵入波：由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。2高层建筑防雷设计2.1防直

4、击雷的设计7雷云对大地的电压低则几百万伏，高则数千万伏甚至更高，雷云对大地一次闪击时其瞬时功率很大，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、避雷线、避雷网作为接闪器，把雷电流接收下来，然后通过良好的接地装置迅速而安全把它送回大地。大多数情况下，外部防雷装置附着于被保护建筑物上。其布置取决于被保护建筑、物的形状、所需的保护及所采用的几种设计方法。2.1.1接闪器的设计防雷装置的设计通常采用滚球法和网格法。在设计时，应根据被保护对象的用途、高度、长宽比进行选择。2.1.2引下线的设计引下线的设计时要注意的是：引下线尽可能短。并尽可能地利用建筑物内四个角的

5、主筋作为引下线和垂直接地体。高层建筑由于高度高，一定要注意防备雷电侧击。目前，防止侧击雷的做法是，在30m以上部位，每隔三层，沿建筑物四周敷设一道避雷带与各根引下线相焊接。避雷带可于安装在外墙抹灰层内，或者直接利用结构钢筋时每隔适当的距离与楼板钢筋焊接，因此，这个避雷带实际上是均压环，建筑物的外墙均压环（或避雷带）可利用结构圈粱中的纵向钢筋（主筋）。2.1.3接地装置的设计7设计考虑的主要因素是土壤的电阻率，土壤的电阻率与土壤的含水量、土壤的温度、土壤的性质有关。干燥的土壤的电阻率达无穷大，0~15％，电阻率降低；15~75％时，电阻率降低不明显；75％以上时电阻率增大。0℃以下

6、和100℃以上时电阻率增大；混凝土的电阻率，混凝土的电阻率与其湿度有关，在其干燥时，电阻率较大；当具有一定湿度时，就成了较好的导电物质。可达100～200Ω混凝土的电阻率还与其温度成一定关系的反向作用，即温度升高，电阻率减小；温度降低，电阻率增大。2.2内部防雷的设计2.2.1对高压雷电的第一级设防对高压雷电的第一级设防，其目的是把高压雷电脉冲的幅值降低，其办法一是输电网金具接地法，光缆高电压击穿空气，并通过金具对地放电；二是相线与地线并联电容的方法，架空电线引入的地方设保护电容器对感应雷有良好的保护效果；三是变压器隔离法，其原理是当输入端的电压达到一定值时，变压器达到磁饱和，失

7、去变压器的功能。通过上述三种办法可将雷电高压脉冲幅值大大降低。2.2.2电源系统的保护建筑物内电子设备使用的交流电源通常是由供电线路从户外交流电网引入的。当雷击于电网附近或直击于电网时，能够在线路上产生过电压波，这种过电压波沿线路传播进入户内，通过交流电源系统侵入电子设备，造成电子设备的损坏。73高层建筑综合防雷保护措施3.1外部防雷3.1.1接闪器是专门直接接受雷击的金属导体，一般可分为被动式避雷针、主动式避雷针、半导体消雷器3类。3.1.2引下线是连接接闪器与接地装置的金属导