建筑物防雷設(shè)計(jì)

建筑物防雷設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日5．1雷電特性及建筑物防雷一、雷電的形成第二頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日這是下行雷電放電的圖片第三頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日直擊雷直擊雷：雷直接擊于被擊物上，被擊物可能是建筑物、樹(shù)木或人等。雷電流：雷流過(guò)低接地電阻（小于30歐）被擊物時(shí)的電流。我國(guó)測(cè)得的最大雷電流幅值為300KA。第四頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日傳導(dǎo)雷傳導(dǎo)雷：又稱(chēng)入侵波，是雷擊于導(dǎo)線后，雷電流沿導(dǎo)線傳播、并入侵被保護(hù)設(shè)備。傳導(dǎo)雷是造成低壓電器設(shè)備損壞的主要雷害之一。第五頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日感應(yīng)雷感應(yīng)雷：由于電磁感應(yīng)形成的電壓升高。感應(yīng)雷幅值一般不超過(guò)500KV，對(duì)110KV及以上的線路不能構(gòu)成威脅。感應(yīng)雷也是造成低壓電器設(shè)備損壞的主要雷害之一。第六頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日二高層建筑雷擊的特點(diǎn)第七頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日三建筑物高度與落雷頻率的關(guān)系第八頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日第九頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日

雷電的危害（1）機(jī)械性破壞

由兩種力產(chǎn)生，一種是強(qiáng)大的雷電流通過(guò)物體時(shí)產(chǎn)生的巨大電動(dòng)力，另一種是強(qiáng)大的雷電流通過(guò)物體時(shí)產(chǎn)生的巨大熱量，使物體內(nèi)的水份急劇蒸發(fā)而造成劈裂的物體內(nèi)壓力。

第十頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日

（2）熱力性破壞

產(chǎn)生的巨大熱量使物體燃燒和金屬材料熔化。（3）絕緣擊穿性破壞

極高的電壓使電氣系統(tǒng)中的絕緣材料擊穿，造成相間短路，使破壞的范圍和程度迅速擴(kuò)大和增長(zhǎng)。這是電氣系統(tǒng)中最危險(xiǎn)的一種破壞形式。

第十一頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日5．2防雷擊原理與防雷裝置第十二頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日（一）防直接雷

采用避雷針，避雷帶成避雷網(wǎng)。一般優(yōu)先考慮采用避雷針。當(dāng)建筑上不允許裝設(shè)高出屋頂?shù)谋芾揍?，同時(shí)屋頂面積不大時(shí)，可采用避雷帶。若屋頂面積較大時(shí)，采用避雷網(wǎng)。

第十三頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日（二）防間接(感應(yīng))雷

雷云通過(guò)靜電感應(yīng)效應(yīng)在建筑物上產(chǎn)生的很高的感應(yīng)電壓，可通過(guò)將建筑物的金屬屋頂、房屋中的大型金屬物品，全部加以良好的接地處理來(lái)消除。

第十四頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日（三）防高電位侵入

雷電波可能沿著各種金屬導(dǎo)體、管路，特別是沿著天線或架空線引入室內(nèi)，對(duì)人身和設(shè)備造成嚴(yán)重危害。對(duì)這些高電位的侵入，特別是對(duì)沿架空線引入雷電波的防護(hù)問(wèn)題比較復(fù)雜，通常采用以下幾種方法：

（1）配電線路全部采用地下電纜；

（2）進(jìn)戶(hù)線采用50—100m長(zhǎng)的一段電纜；

（3）在架空線進(jìn)戶(hù)之處，加裝避雷器或放電保護(hù)間隙。

第十五頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日

第（1）種方法最安全可靠，但費(fèi)用高，故只適用于特殊重要的民用建筑和易燃易爆的大型工業(yè)建筑。后兩種方法不能完全避免雷電波的引入，但可將引入的高電位限制在安全范圍之內(nèi)，在實(shí)際中得到廣泛采用。第十六頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日（四）建筑物防雷的主要裝置

建筑物防雷主要采用接閃器系統(tǒng)，由接閃器、引下線和接地裝置三大部份組成。（1）接閃器

避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)第十七頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日

暗裝時(shí)引下線的截面應(yīng)加大一級(jí)，而且應(yīng)注意與墻內(nèi)其它金屬構(gòu)件的距離。若利用鋼筋混凝土中的鋼筋作引下線時(shí)，最少應(yīng)利用四根柱子，每柱中至少用到兩根主筋。

2）引下線（明裝和暗裝）明裝時(shí)一般采用直徑8mm的圓鋼或截面12×4mm2的扁鋼。在易受腐蝕部位，截面應(yīng)適當(dāng)加大。引下線應(yīng)沿建筑物外墻敷設(shè)，距墻面15mm，固定支點(diǎn)間距不應(yīng)大于2m。敷設(shè)時(shí)應(yīng)保持一定的松緊度，從接閃器到接地裝置，引下線的敷設(shè)應(yīng)盡量短而直。若必需彎曲時(shí)，彎角應(yīng)大于90°。第十八頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日（3）接地裝置

自然接地體

利用埋于地下的，有其它功能的金屬物體，作為防雷保護(hù)的接地裝置。

直埋鎧裝電纜金屬外皮直埋金屬水管鋼筋混凝土電桿。

第十九頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日

基礎(chǔ)接地體

為節(jié)約有色金屬，降低造價(jià)，應(yīng)盡量利用建筑物中的結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地裝置。

第二十頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日

人工接地體

專(zhuān)門(mén)用于防雷保護(hù)的接地裝置。分垂直接地體和水平接地體兩類(lèi)。

垂直接地體

可采用直徑20—50mm的鋼管(壁厚3.5mm)，直徑l9mm的圓鋼或厚3mm寬20mm到厚5mm寬20mm的角鋼做成。長(zhǎng)度均為2—3m一段。間隔5m埋地，頂端埋深為0.5—0.8m，用接地連接條或水平接地體將其連成一體。

第二十一頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日

水平接地體和接地連接條

可采用截面為25×4—40×4mm2的扁鋼、截面10×10rnm2的方鋼或直徑8—14mm的圓鋼做成。埋深一律為05—0.8m。埋接地體時(shí)，應(yīng)將周?chē)钔梁粚?shí)，不得回填磚石、灰渣之類(lèi)雜土。通常接地體均應(yīng)采用鍍鋅鋼材，土壤有腐蝕性時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大接地體和連接條截面，并加厚鍍鋅層，各焊點(diǎn)必須刷樟丹油或?yàn)r青油，以加強(qiáng)防腐。接地電阻的數(shù)值應(yīng)符合規(guī)范要求。

第二十二頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日第二十三頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三節(jié)雷電反擊和安全距離

第二十四頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日第二十五頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、防雷設(shè)備及其保護(hù)范圍

1)避雷針的結(jié)構(gòu)避雷針由接閃器、支持構(gòu)架、引下線和接地體4部分組成。(1)接閃器。接閃器是指避雷針頂端的鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管，是專(zhuān)門(mén)用來(lái)接受雷云閃絡(luò)放電的裝置。避雷針采用長(zhǎng)1m～2m的直徑大于20mm的圓鋼或直徑大于25mm的鋼管。(2)支持構(gòu)架。支持構(gòu)架是將接閃器裝設(shè)于一定高度上的支持物。在變電所或易爆的廠房，應(yīng)采用獨(dú)立支持構(gòu)架；對(duì)一般廠房、煙囪等，避雷針可直接裝設(shè)于保護(hù)物上。第二十六頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日h—避雷針的高度hx—被保護(hù)物高度ha—避雷針本身的有效高度rx—避雷針在hx高度水平面上的保護(hù)半徑圖5.13單支避雷針的保護(hù)范圍第二十七頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日a

—兩避雷針間的距離h0—兩針間保護(hù)范圍上限的最低點(diǎn)的高度或稱(chēng)假想避雷針高度2bx—在hx水平面上(xx’連線平面)的保護(hù)范圍最小寬度

rx—單支避雷針在hx水平面上的保護(hù)半徑

R—通過(guò)兩支避雷針頂點(diǎn)(A、A')及保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)O點(diǎn)的圓弧的半徑，

O點(diǎn)位于的水平面上

圖5.15兩支等高避雷針的聯(lián)合保護(hù)范圍第二十八頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日(2)管式避雷器。由產(chǎn)氣管、內(nèi)部間隙和外部間隙3部分組成，如圖5.86所示。圖避雷器的連接(a)裝在鐵橫擔(dān)上(b)裝在木橫擔(dān)上

1—羊角電極2—支持絕緣子

圖5.85角型間隙第二十九頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日

(3)閥式避雷器。由火花間隙和閥片組成，裝在密封的磁套管內(nèi)，如圖5.87所示?；鸹ㄩg隙由銅片沖制而成，每對(duì)間隙用云母墊圈隔開(kāi)。正常情況下，火花間隙阻止線路工頻電流通過(guò)，但在過(guò)電壓作用下，火花間隙被擊穿放電。閥片是用陶瓷材料黏固起來(lái)的電工用金剛砂(碳化硅)顆粒組成的，它具有非線性特性。當(dāng)電壓正常時(shí)，閥片電阻很大；當(dāng)過(guò)電壓作用時(shí)，閥片則呈現(xiàn)很小的電阻。因此在線路上出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)，閥式避雷器的火花間隙擊穿，閥片使雷電暢通地泄入大地。當(dāng)過(guò)電壓消失后，線路又恢復(fù)工頻電壓時(shí)，閥片呈現(xiàn)很大的電阻，使火花間隙絕緣迅速恢復(fù)，并切斷工頻續(xù)流，從而線路恢復(fù)正常工作，保護(hù)了電氣設(shè)備的絕緣。1—上接線端2—磁套管3—火花間隙4—閥電阻片5—下接線端

圖5.87閥式避雷器第三十頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日

對(duì)于一般線路來(lái)說(shuō)，無(wú)須裝設(shè)管式避雷器F2。當(dāng)線路的耐沖擊絕緣水平特別高，致使變電所中閥式避雷器通過(guò)的雷電流可能超過(guò)5kA時(shí)，才裝設(shè)管式避雷器F2，并使F2處的接地電阻盡量降低到10Ω以下。

(2)對(duì)于35kV進(jìn)線且容量較小用戶(hù)變電所，還可根據(jù)其重要性和雷暴日數(shù)采取簡(jiǎn)化的進(jìn)線保護(hù)。對(duì)容量3150kV?A~5600kV?A的變電所，可以考慮采用避雷線長(zhǎng)僅為500m~600m的進(jìn)線段保護(hù)。容量在3150kV?A以下者，可不裝設(shè)進(jìn)線段保護(hù)。圖5.8935kV全線無(wú)避雷線線路變電所進(jìn)線段防雷保護(hù)方式接線圖第三十一頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日

(5)裝設(shè)避雷器和保護(hù)間隙。對(duì)架空線路上個(gè)別絕緣薄弱的地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿等處，可裝設(shè)管式避雷器或保護(hù)間隙。

(6)采用電纜供電。而對(duì)于6kV～0kV架空線路，一般比35kV線路高度低，不需裝設(shè)避雷線，防雷方式可利用鋼筋混凝土桿的自然接地，必要時(shí)可采用雙電源供電和自動(dòng)重合閘。1—保護(hù)間隙2—接地線圖5.90頂線絕緣子附有保護(hù)間隙第三十二頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三十三頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三十四頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三十五頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三十六頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三十七頁(yè)，共四十七頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三十八頁(yè)，共四十七