1、目錄概述1第一章 雷擊的防護(hù)方法31.1防直擊雷的方法和技術(shù)31.2防側(cè)擊雷的方法和技術(shù)61.3防感應(yīng)雷的方法和技術(shù)71.4接地的方法及接地電阻的計(jì)算71.5內(nèi)部防雷的方法和技術(shù)9第二章 建筑綜合防雷132.1防雷等級(jí)分類計(jì)算132.2綜合防雷設(shè)計(jì)要素14第三章 地王國(guó)際防雷設(shè)計(jì)163.1地王國(guó)際防直擊雷設(shè)計(jì)173.2防側(cè)擊雷和感應(yīng)雷的措施203.3內(nèi)部防雷的設(shè)計(jì)223.4防雷接地的設(shè)計(jì)233.5特高層建筑南寧地王國(guó)際防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)藍(lán)圖25結(jié)束語28參考文獻(xiàn)29致謝3031概述通常所謂的雷擊是指一部分帶電的云層與另一部分帶異種電荷的云層，或者是帶電的云層對(duì)大地之間迅猛的放電。這種迅猛的放電過

2、程產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃電并伴隨巨大的聲音。當(dāng)然，云層之間的放電主要對(duì)飛行器有危害，對(duì)地面上的建筑物和人、畜沒有很大影響。然而，云層對(duì)大地的放電，則對(duì)建筑物、電子電氣設(shè)備和人、畜危害甚大，這是電氣防雷設(shè)計(jì)的主要對(duì)象。雷擊的危害主要有四個(gè)方面：直擊雷：帶電的云層對(duì)大地上的某一點(diǎn)發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象，稱為直擊雷。它的破壞力十分巨大，若不能迅速將其瀉放入大地，將導(dǎo)致放電通道內(nèi)的物體、建筑物、設(shè)施、人畜遭受嚴(yán)重的破壞或損害火災(zāi)、建筑物損壞、電子電氣系統(tǒng)摧毀，甚至危及人畜的生命安全。雷電波侵入：雷電不直接放電在建筑和設(shè)備本身，而是對(duì)布放在建筑物外部的線纜放電。線纜上的雷電波或過電壓幾乎以光速沿著電纜線路擴(kuò)散，侵入并

3、危及室內(nèi)電子設(shè)備和自動(dòng)化控制等各個(gè)系統(tǒng)。因此，往往在聽到雷聲之前，我們的電子設(shè)備、控制系統(tǒng)等可能已經(jīng)損壞。感應(yīng)過電壓：雷擊在設(shè)備設(shè)施或線路的附近發(fā)生，或閃電不直接對(duì)地放電，只在云層與云層之間發(fā)生放電現(xiàn)象。閃電釋放電荷，并在電源和數(shù)據(jù)傳輸線路及金屬管道金屬支架上感應(yīng)生成過電壓。雷擊放電于具有避雷設(shè)施的建筑物時(shí)，雷電波沿著建筑物頂部接閃器（避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)或避雷針）、引下線泄放到大地的過程中，會(huì)在引下線周圍形成強(qiáng)大的瞬變磁場(chǎng)，輕則造成電子設(shè)備受到干擾，數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生誤動(dòng)作或暫時(shí)癱瘓；嚴(yán)重時(shí)可引起元器件擊穿及電路板燒毀，使整個(gè)系統(tǒng)陷于癱瘓。地電位反擊：如果雷電直接擊中具有避雷裝置的建筑物或設(shè)施

4、，接地網(wǎng)的地電位會(huì)在數(shù)微秒之內(nèi)被抬高數(shù)萬或數(shù)十萬伏。高度破壞性的雷電流將從各種裝置的接地部分，流向供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)，或者擊穿大地絕緣而流向另一設(shè)施的供電系統(tǒng)或各種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)，從而反擊破壞或損害電子設(shè)備。同時(shí)，在未實(shí)行等電位連接的導(dǎo)線回路中，可能誘發(fā)高電位而產(chǎn)生火花放電的危險(xiǎn)。自1749年富蘭克林發(fā)明避雷針到20世紀(jì)初這150年的時(shí)間里，防雷技術(shù)幾乎沒有進(jìn)展。其原因一是社會(huì)生產(chǎn)與生活變遷不大，建筑物防雷已有避雷針的保護(hù)，對(duì)防雷沒有提出迫切的新需要，二是大氣電學(xué)的理論探索進(jìn)展很少，不可能指導(dǎo)防雷技術(shù)的發(fā)展。20世紀(jì)以來，人類進(jìn)入工業(yè)化和現(xiàn)代化社會(huì)，隨著電力和電訊事業(yè)的發(fā)展，遭到了新的雷

5、害，所以在這方面的防雷技術(shù)開始出現(xiàn)進(jìn)展。特別是進(jìn)入80年代以后，高新技術(shù)迅猛發(fā)展，人類已進(jìn)入信息時(shí)代，高集成化電子設(shè)備如計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備及工業(yè)自控系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用。雷電具有高電壓、大電流和瞬時(shí)性特點(diǎn)，強(qiáng)大的閃電產(chǎn)生靜電場(chǎng)、電磁場(chǎng)和電磁輻射以及雷電波侵入、地電位反擊等，統(tǒng)稱為雷電電磁脈沖，其嚴(yán)重干擾無線電通訊和各種電子設(shè)備的正常工作，在一定范圍內(nèi)對(duì)微電子設(shè)備造成破壞。因此，雷電成災(zāi)的情況發(fā)生了新的變化，正如IEC指出：“雷電，高科技的天敵”。雷電災(zāi)害發(fā)生的頻率越來越高，造成的損失也越來越大，傳統(tǒng)的富蘭克林避雷針技術(shù)應(yīng)擴(kuò)展，因此需要新的防雷技術(shù)方法和措施。由于雷電的危害是無孔不入的，可以在整個(gè)空間范

6、圍內(nèi)侵襲微電子設(shè)備，因此現(xiàn)代防雷的技術(shù)原則強(qiáng)調(diào)全方位防護(hù)、綜合治理、層層設(shè)防，把防雷作為一個(gè)系統(tǒng)工程來抓?！胺览住辈⒎鞘穷A(yù)防雷電的發(fā)生，而是給雷電流設(shè)計(jì)出一條流入大地的通道，而不是讓它流過被保護(hù)的建筑物和設(shè)備1?，F(xiàn)代防雷技術(shù)就是采取一系列的措施，全方位地堵截雷電的入侵。南寧“地王國(guó)際”位于繁華的五象新區(qū)，對(duì)地總高度為276米，人員密度大，用電設(shè)備特別是精密的電子設(shè)備多，是現(xiàn)代國(guó)內(nèi)興起的高層建筑的一個(gè)典型，所以對(duì)特高層建筑南寧地王國(guó)際防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)具有十分深遠(yuǎn)意義。 第一章 雷擊的防護(hù)方法1.1 防直擊雷的方法和技術(shù)當(dāng)雷電直接擊中建筑時(shí)，由于雷電短時(shí)間內(nèi)釋放出巨大能量，以致壞毀建筑，若直接

7、擊中建筑內(nèi)的電力線或設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生極高的雷電過電壓，現(xiàn)今任何電壓等級(jí)的系統(tǒng)絕緣都難以耐受，以致?lián)p壞設(shè)備2。為防止雷電直接擊中建筑本體及內(nèi)部設(shè)備，人類發(fā)明了避雷針、避雷帶等防直擊雷的措施：避雷針：避雷針是靠把雷雨云所帶的異種電荷引導(dǎo)到自身上來，通過良好的接地裝置，把雷電流泄入大地，保護(hù)建筑物不受雷擊的一種金屬裝置。避雷針的工作原理：當(dāng)高空出現(xiàn)雷雨云的時(shí)候，大地上由于靜電感應(yīng)作用，必然帶上與雷雨云相反的電荷，避雷針處于地面建筑物的最高處，與雷雨云的距離最近。由于它與建筑物的鋼筋網(wǎng)有良好的電氣連接，再通過引下線與基礎(chǔ)接地連接，所以它與大地有相同的電位，因此避雷針附近空間的電場(chǎng)強(qiáng)度比較大，容易吸引雷電先

8、驅(qū)，使主放電都集中到它的上面，從而使附近比它低的物體遭受雷擊的幾率大大減少，而避雷針被雷擊的幾率卻大大的提高。由于避雷針與大地有良好的電氣連接，能把雷雨云層中積存的電荷能量傳遞到大地中泄放，使因雷擊而造成的過電壓時(shí)間大大的縮短，所以從很大程度上降低了雷擊的危害性。以上就是避雷針的工作原理。但需要說明，避雷針必須有足夠可靠和接地電阻盡量小的引下線接地裝置與其配套，否則，它不但起不到避雷的作用，反而增大雷擊的損害程度。避雷針不但不能避雷反而是引雷，它是使自身多受雷擊而保護(hù)周圍免受雷擊。避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算方法：目前世界各國(guó)關(guān)于避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算公式在形式上各有不同3。大體上有如下幾種計(jì)算方法：折

9、線法，即單一避雷針的保護(hù)范圍為一折線圓錐體。曲線法，即單支避雷針的保護(hù)范圍為一曲線錐體。直線法，是以避雷針的針尖為頂點(diǎn)作一俯角來確定，有爆炸危險(xiǎn)的建筑物用45°角，對(duì)一般建筑物采用60°角，實(shí)質(zhì)上保護(hù)范圍為一直線圓錐體。避雷針的規(guī)格：由許多實(shí)際調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料表明，避雷針的外表形狀與其避雷效果無明顯的關(guān)系。所以，不必過多考慮采用單針式或者其他形式造型的避雷針。避雷針大多采用圓鋼或鋼管制成。近來國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上經(jīng)銷一種叫主動(dòng)式避雷針的產(chǎn)品，主要來自法國(guó)和澳大利亞。據(jù)廠家稱，這此產(chǎn)品能夠隨大氣電場(chǎng)變化而吸收能量，當(dāng)存儲(chǔ)的能量達(dá)到某一程度時(shí)，便會(huì)在避雷針尖放電，尖端周圍空氣離子化，使避雷針

10、上方形成一條人工向上的雷電先導(dǎo)，它比自然的向上的雷電通道能更早的于雷雨云向下的雷電先導(dǎo)接觸，形成主放電通道。這樣，雷雨云靠該避雷針放電的幾率就增加了，相當(dāng)于避雷針的保護(hù)范圍加大了，或者相當(dāng)于將避雷針加高了。本設(shè)計(jì)用折線法計(jì)算避雷針高度且僅使用單支避雷針，因此在此僅對(duì)單支避雷針進(jìn)行介紹。單支避雷針保護(hù)范圍：她的保護(hù)范圍是一個(gè)以其本體為軸線的曲線圓錐體，像一座圓帳篷。她的側(cè)面邊界線實(shí)際上是曲線，但在我國(guó)規(guī)程建議近似地用折線來擬合，以簡(jiǎn)化計(jì)算，如圖1-1 所示。 相對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式如下：在某一被保護(hù)物高度的水平面上的保護(hù)半徑為：當(dāng)時(shí)： （1-1）當(dāng)時(shí)： （1-2）式中 h避雷針的高度，m。P高度修正系

11、數(shù)，是考慮到避雷針很高時(shí)不與針高成正比增大而引入的一個(gè)修正系數(shù)。當(dāng)h30m時(shí)，P=1。當(dāng)30mh120m時(shí) 。不難看出，最大的保護(hù)半徑為地面上（=0）的保護(hù)半徑 =1.5h。從h越高、修正系數(shù)P越小可知：為了增大保護(hù)范圍而一味提高避雷針高度并非良策。 圖 1-1 單支避雷針的保護(hù)范圍避雷帶是20世紀(jì)初，在電力系統(tǒng)，為了使輸電線路少受雷擊，采用了在輸電線路上方架設(shè)平行的鋼線避雷的方法。這種架設(shè)在輸電線路上方的鋼線，稱之為避雷線。后來在房屋建筑上也推廣了這種形式，開始布設(shè)在方脊、屋角、房檐等處作雷電保護(hù)，現(xiàn)在這種方法已經(jīng)被避雷帶所替代。在房屋建筑屋頂周圍，用扁平的金屬帶做接閃的方法稱之為避雷帶，它

12、是由避雷線改進(jìn)而來。在建筑物屋頂上，使用避雷帶比避雷針有較多的優(yōu)點(diǎn)，它可以與樓房頂?shù)难b飾結(jié)合起來，可以與房屋的外形較好的配合，即美觀防雷效果又好。特別是大面積的建筑，它的保護(hù)范圍大而有效，這是避雷針?biāo)鶡o法比的。避雷帶一般采用扁鋼制作，其截面積不小于48mm2，厚度不應(yīng)小于4mm，現(xiàn)今的一般做法是不管建筑物屬于幾類防雷建筑，都采用4乘40的鍍鋅扁鋼制作避雷帶。根據(jù)規(guī)定二類防雷建筑避雷帶應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于10m乘10m或12m乘8m的網(wǎng)格。三類防雷建筑避雷帶應(yīng)在整個(gè)屋面組成不大于20m乘20m或24m乘l6m的網(wǎng)格。如果同時(shí)還有避雷針，則避雷針應(yīng)用避雷帶相互連接。1.2 防側(cè)擊雷的方法和技術(shù)由

13、于建筑物高度等的影響，部分雷擊可能從建筑側(cè)方襲擊建筑，稱之為側(cè)擊雷。防止側(cè)擊雷的方法一般和防直擊雷有交叉，其實(shí)側(cè)擊雷亦可認(rèn)為是直擊雷的一種，在此，把防直擊雷的部分方法歸到防側(cè)擊雷的方法上。引下線是連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體。現(xiàn)代建筑多利用建筑物的柱筋作避雷引下線。因?yàn)槔讚魰r(shí)引下線上有很大的雷電流流過，會(huì)對(duì)附近接地的設(shè)備、金屬管道、電源線等產(chǎn)生反擊或旁側(cè)閃擊，而實(shí)踐證明這種方法可以減少和避免這種反擊。它還比專門引下線有更多的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橹摻钆c梁、樓板的鋼筋都是連接在一起的，和接地網(wǎng)絡(luò)形成了一個(gè)整體的法拉第籠，它們處于等電位狀態(tài)，雷電流會(huì)很快被分散掉，可以避免反擊和旁側(cè)閃擊的現(xiàn)象發(fā)生。普通引下

14、線采用圓鋼時(shí)，其直徑為不應(yīng)小于16mm；采用扁鋼時(shí)，其截面積最小為 48mm2；厚度不小于4mm。裝在煙囪上的引下線其尺寸是：圓鋼直徑大于24mm；扁鋼截面積不小于100mm2，厚度為4mm。為便于檢查避雷設(shè)施連接導(dǎo)體的導(dǎo)電情況和接地體的散流電阻，要在建筑物四周的引下線上做斷接卡子，斷接卡子距地面最高為1.8m。當(dāng)利用混凝土柱鋼筋做引下線時(shí)，因?yàn)槭菑纳隙逻B接一體，因此不能設(shè)置斷接卡子測(cè)試接地電阻。需在柱內(nèi)做為引下線的鋼筋上，距室外地面0.5m處的柱子外側(cè)，另焊一根圓鋼(10)引至柱外側(cè)的墻體上，做為防雷測(cè)試點(diǎn)。每根引下線處的沖擊接地電阻不能大于5。避雷網(wǎng)是指利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)作為雷

15、電保護(hù)的方法，也叫做暗裝避雷網(wǎng)。暗裝避雷網(wǎng)是把最上層屋頂作為接閃設(shè)備。根據(jù)一般建筑物的結(jié)構(gòu)，鋼筋距面層只有6-7cm，面層愈薄，雷擊點(diǎn)的洞愈小。但有些建筑物的防水層和隔熱層較厚，入彀鋼筋距面層厚度大于20cm，最好另裝輔助避雷網(wǎng)。輔助避雷網(wǎng)一般可用直徑為6mm或以上的鍍鋅圓鋼，網(wǎng)格大小可根據(jù)建筑物重要性，分別采用5m乘5m或10m乘10m的圓鋼制成。建筑物頂上往往有許多突出物，如金屬旗桿、透氣管、鋼爬梯、金屬煙囪、風(fēng)窗、金屬天溝等，都必須與避雷網(wǎng)焊成一體做接閃裝置。安裝避雷帶和避雷網(wǎng)注意事項(xiàng)：避雷帶及其連接線經(jīng)過沉降縫（沉降縫：一座較長(zhǎng)的多層建筑物，往往在橫向上把建筑物分成幾段，段與段之間留有

16、一段空隙，防止各段因下沉不一致而引起建筑物損壞）時(shí)，應(yīng)留有10-20cm以上余量的跨越線。有女兒墻的平頂房屋，其寬度小于24m時(shí)，只須沿女兒墻上部敷設(shè)避雷帶；寬度大于24m時(shí)，須在房面上兩條避雷帶之間加裝明裝連接條。房屋面坡度為27°至-35°且長(zhǎng)度不超過75m時(shí)，只需沿屋脊敷設(shè)避雷帶。四坡頂房屋，應(yīng)在各坡脊上裝上避雷帶。為使檐角得到保護(hù)，應(yīng)在屋角上裝短避雷針或?qū)⒈芾讕У囊戮€從檐角上繞下來。如果屋檐高度高于12m，且長(zhǎng)度大于75m時(shí)，要在屋脊和房檐上都敷設(shè)避雷帶。當(dāng)屋頂面積非常大時(shí)，應(yīng)在屋頂上敷設(shè)金屬網(wǎng)格，即避雷網(wǎng)。避雷網(wǎng)分明網(wǎng)和暗網(wǎng)，網(wǎng)格越密，可靠性越好，網(wǎng)格的密度可視

17、建筑物重要程度而定，重要建筑物采用5乘5m的網(wǎng)格，一般建筑物用20乘20m的網(wǎng)格即可。1.3 防感應(yīng)雷的方法和技術(shù)感應(yīng)雷也稱為雷電感應(yīng)或感應(yīng)過電壓。它分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。 靜電感應(yīng)雷是由于帶電積云接近地面，在架空線路導(dǎo)線或其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的。它將產(chǎn)生很高的電位。 電磁感應(yīng)雷：是由于雷電放電時(shí)，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)磁場(chǎng)引起的。這種迅速變化的磁場(chǎng)能在鄰近的導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢(shì)。雷電感應(yīng)引起的電磁能量若不及時(shí)泄入地下，可能產(chǎn)生放電火花，引起火災(zāi)、爆炸或造成觸電事故。 感應(yīng)雷的外部防護(hù)主要為連接建筑趕緊混凝土內(nèi)鋼筋或?qū)ＴO(shè)金屬網(wǎng)格，以形成法拉第籠，使

18、建筑處于靜電屏蔽罩內(nèi)部。1.4 接地的方法及接地電阻的計(jì)算接地就是讓已經(jīng)流入防雷系統(tǒng)的閃電電流順利地流入大地，而不能讓雷電能量集中在防雷系統(tǒng)的某處對(duì)被保護(hù)物體產(chǎn)生破壞作用，良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。過去的一些舊規(guī)范要求電子設(shè)備單獨(dú)接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流干擾設(shè)備的正常工作。但現(xiàn)在，防雷工程設(shè)計(jì)已不提倡單獨(dú)接地，而是更多的與防雷接地系統(tǒng)共用接地裝置，但接地電阻要由原來的小于4減少到1。我國(guó)的現(xiàn)用的規(guī)范規(guī)定，如果電子設(shè)備接地裝置采用專用的接地系統(tǒng)，則其與防雷接地系統(tǒng)的地中距離要大于20m。防雷接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，也是防雷安裝驗(yàn)收規(guī)范中最基本

19、的安全要求。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。接地裝置應(yīng)優(yōu)先利用建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋。有鋼筋混凝土地梁時(shí)，應(yīng)將地梁內(nèi)鋼筋連成環(huán)形接地裝置；沒有鋼筋混凝土地梁時(shí)，也可在建筑物周邊無鋼筋的閉合條形混凝土基礎(chǔ)內(nèi)，用40乘4mm鍍鋅扁鋼直接敷設(shè)在槽坑外沿，形成環(huán)形接地。 當(dāng)將變壓器和柴油發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)工作接地、電氣保護(hù)接地和弱電系統(tǒng)工作接地等共用接地裝置時(shí)，接地電阻值應(yīng)不大于1。 采用共用接地裝置時(shí)，弱電系統(tǒng)應(yīng)將各自設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)與建筑物絕緣的接地端子，用25mm2以上的銅芯電纜或?qū)Ь€穿焊接鋼管做單獨(dú)的引下線，在建筑物基礎(chǔ)處與接地板相連。弱電系統(tǒng)一般要求接地電阻不大于4，如若設(shè)獨(dú)立的

20、接地系統(tǒng)，其與防雷接地系統(tǒng)的距離要大于20m。建筑若采用若干條水平鋼帶和若干根垂直鋼管連接在一起的接地網(wǎng)，這種復(fù)合型接地網(wǎng)的工頻接地電阻可近似的利用下面的經(jīng)驗(yàn)公式求得： （1-3）式中 p土壤電導(dǎo)率，·m；L全部水平接地體的總長(zhǎng)度，m；n垂直接地體的根數(shù)；l垂直接地體的長(zhǎng)度，m；S接地網(wǎng)所占的總面積，m2；B按值決定的一個(gè)系數(shù)，可按照表1-1得出。表 1-1 系數(shù)B之值00.050.10.20.5B0.440.400.370.330.261.5 內(nèi)部防雷的方法和技術(shù)構(gòu)筑和作用于建筑物內(nèi)部的防雷工程稱為內(nèi)部防雷工程，其系統(tǒng)就是內(nèi)部防雷系統(tǒng)。建筑物內(nèi)部防雷工程涉及面較寬，面對(duì)的是包括感應(yīng)

21、雷、傳導(dǎo)雷和因線路上浪涌高電壓所造成電網(wǎng)波動(dòng)在內(nèi)的眾多損害，歸納起來危害最大的主要方面是高電壓的引入。高電壓引入是指雷電高電壓通過金屬線引導(dǎo)到室內(nèi)或其他地方造成破壞的雷害現(xiàn)象。高電壓引入的電源有三種：其一是直擊雷直接擊中金屬導(dǎo)線，讓高壓雷電以波的形式沿著導(dǎo)線兩邊傳播而引入室內(nèi)，即雷電波侵入；第二種是來自感應(yīng)雷的高電壓脈沖，即感應(yīng)過電壓；第三是地電位反擊，這種反擊會(huì)沿著電力系統(tǒng)的零線，保護(hù)接地線和各種形式的接地線，以波的形式傳入室內(nèi)或傳播到更大的室內(nèi)范圍，造成大面積的危害。針對(duì)以上三種雷害內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要有屏蔽、安裝防雷器SPD和等電位連接等三種措施。屏蔽措施已經(jīng)在防感應(yīng)雷的方法和技術(shù)中有所闡述

22、，下面主要闡述防雷器SPD設(shè)計(jì)安裝和等電位連接。防雷器SPD中文簡(jiǎn)稱電涌保護(hù)器，又稱浪涌保護(hù)器。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電涌保護(hù)器主要是指抑制傳導(dǎo)來的線路過電壓和過電流的裝置4。它的組成器件主要包括放電間隙、壓敏電阻、二極管、濾波器等。根據(jù)構(gòu)成組件和使用部位的不同，電涌保護(hù)器可分為電壓開關(guān)型SPD、限壓型SPD和組合型SPD。而根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合分類，電涌保護(hù)器又可分成電力系統(tǒng)SPD和信息系統(tǒng)SPD。一般信息系統(tǒng)SPD由信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)者負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)選型。這里主要闡述一下電涌保護(hù)器在建筑物電力系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。電力系統(tǒng)防雷主要是為了防止雷電波通過電源線路而對(duì)計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對(duì)

23、地泄放后的殘壓過大，或因更大的雷電流在擊毀避雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備，以及防止線纜遭受二次感應(yīng)，依照建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-94）和建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范（GB50343-2004），應(yīng)采取分級(jí)保護(hù)、逐級(jí)泄流的原則。其具體設(shè)計(jì)做法一是在大樓電源的總進(jìn)線處安裝放電電流較大的一級(jí)電源避雷器，這里一般要用三相電壓開關(guān)型SPD；二是在重要樓層或重要設(shè)備電源的進(jìn)線處加裝二或三級(jí)電源避雷器，一般用限壓型SPD；三是在末端配電處安裝四級(jí)或稱為末端電源避雷器，一般用限壓型SPD。究竟要使用幾級(jí)SPD，可以有建筑防雷等級(jí)確定。一般一類防雷建筑需要四級(jí)；二類需要三級(jí)；三類需要二級(jí)。為了確保遭受雷

24、擊時(shí)，高電壓首先經(jīng)過一級(jí)電源避雷器，然后再經(jīng)過二、三級(jí)或末級(jí)電源避雷器，一級(jí)電源避雷器和二級(jí)電源避雷器之間的距離要大于10米，如果兩者間距不夠，可采用帶線圈的防雷箱，這樣可以避免二級(jí)或三級(jí)電源避雷器首先遭受雷擊而損壞。這里有三個(gè)需要注意的地方：一是電涌保護(hù)器與母排連接的導(dǎo)線要短而直，長(zhǎng)度不能超過5m，連接線過長(zhǎng)可能導(dǎo)致上級(jí)SPD還沒分流，電涌就串到下級(jí)SPD處，導(dǎo)致下級(jí)SPD一下子被燒毀；二是SPD安裝線路上應(yīng)該裝有過電流保護(hù)器，原因是為了防止因SPD老化而造成短路。這里的過電流保護(hù)器主要使用斷路器，按一般經(jīng)驗(yàn)做法，二級(jí)SPD上的斷路器整定電流選40A，三級(jí)SPD上的斷路器整定電流選32A，末

25、級(jí)SPD上的斷路器整定電流選25A，而一級(jí)SPD無需裝設(shè)，因?yàn)橐患?jí)SPD使用電壓開關(guān)型SPD，其內(nèi)部已有自帶的過電流保護(hù)器。三是各個(gè)SPD都需要與接地裝置之間進(jìn)行等電位連接。等電位連接是綜合防雷系統(tǒng)中的最重要的一項(xiàng)基本措施。GB5005794（2000版）里強(qiáng)調(diào)了等電位連接在內(nèi)部防雷中的作用。等電位連接是為減小在需要防雷的空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)、爆炸、生命危險(xiǎn)的一項(xiàng)很重要的措施，特別是在建筑物內(nèi)部防雷空間防止發(fā)生生命危險(xiǎn)的最重要的措施。建筑物的等電位連接設(shè)計(jì)主要有以下幾種：總等電位連接和局部等電位連接，總等電位連接的作用在于降低建筑物內(nèi)間接接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物外經(jīng)電氣線路和

26、各種金屬管道引入的危險(xiǎn)故障電壓的危害，它主要通過進(jìn)線配電箱近旁的總等電位聯(lián)結(jié)端子板(接地母排)將下列導(dǎo)電部分互相連通：進(jìn)線配電箱的母排；公用設(shè)施的金屬管道，如上、下水、煤氣等管道；建筑物金屬結(jié)構(gòu)；如果做了人工接地，也包括其接地極引線。 建筑物每一電源進(jìn)線都應(yīng)做總等電位連接，各個(gè)總等電位連接端子板應(yīng)互相連通。局部等電位連接LEB是指當(dāng)電氣裝置或電氣裝置的某一部分的接地故障保護(hù)不能滿足切斷故障回路的時(shí)間要求時(shí)，應(yīng)在局部范圍內(nèi)做的等電位連接。它包括PE母線或PE干線；公用設(shè)施的金屬管道；如果可能，也包括建筑物金屬結(jié)構(gòu)。建筑物內(nèi)部導(dǎo)電部件的等電位連接，等電位連接不僅僅是針對(duì)雷電暫態(tài)過電壓的，還包括其它

27、如工作過電壓、操作過電壓等暫態(tài)過電壓的防護(hù)，特別是在有過電壓的瞬間對(duì)人身和設(shè)備的安全防護(hù)。因此，有必要將建筑物內(nèi)的設(shè)備外殼、水管、暖氣片、金屬梯、金屬構(gòu)架和其他金屬外露部分與共用接地系統(tǒng)做等電位連接。而且需要注意的是，絕不能因檢修等原因切斷這些連接。但是，對(duì)于燃?xì)夤艿?，只在進(jìn)入建筑物處與接地系統(tǒng)相連，但在每個(gè)接頭處要有輔助跨接線。因?yàn)槿細(xì)夤艿辣旧聿蝗菰S有多個(gè)接地連接，使其成為接地系統(tǒng)的一部分。信息系統(tǒng)的等電位連接，對(duì)信息系統(tǒng)的各個(gè)外露可導(dǎo)電部件也要建立等電位連接網(wǎng)絡(luò)，并與共用接地系統(tǒng)相連。接至共用接地系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)有兩種結(jié)構(gòu)：S型（星型）結(jié)構(gòu)和M型（網(wǎng)格型）結(jié)構(gòu)。對(duì)于工作頻率小于0.1M

28、HZ的電子設(shè)備，一般采用S型（星型）結(jié)構(gòu)；對(duì)于頻率大于10MHZ的電路，一般采用M型（網(wǎng)格型）結(jié)構(gòu)。各樓層的等電位連接：將每個(gè)樓層的等電位連接與建筑物內(nèi)的主鋼筋相連，并在每個(gè)房間或區(qū)域設(shè)置接地端子，由于每層的所有接地端子彼此相連，而且又與建筑物主鋼筋相連，這就使每個(gè)樓層成了等電位面。再將建筑物所有接地極、接地端子連接形成等電位空間。最后，將屋頂上的設(shè)備和避雷針等與避雷帶連接形成屋面上的等電位。接地網(wǎng)的等電位連接，在某中意義上說，建筑物的共用接地系統(tǒng)在大范圍內(nèi)即為等電位連接，比如我們常見的計(jì)算機(jī)房的工作接地、屏蔽接地和防雷接地等采用同一接地系統(tǒng)的原理就是避免各接地間產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓差對(duì)設(shè)備造成影

29、響。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物利用基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)做接地體，一般要圍繞建筑物四周增設(shè)環(huán)形接地體，并與建筑物被柱內(nèi)用作引下線的柱筋焊接，這樣就大大降低了接地網(wǎng)由于雷電流造成地電位不均衡的概率。綜上所述，樓層下部有接地網(wǎng)，樓層里有等電位均壓網(wǎng)，樓頂物體與避雷裝置連接在一起形成等電位，這樣就在電氣上成為法拉第籠式結(jié)構(gòu)，人和設(shè)備在此環(huán)境中絕無雷擊危險(xiǎn)。因此，等電位連接在建筑物及其電子信息系統(tǒng)中是最重要的一項(xiàng)電氣安全措施。另外，為保證等電位連接的可靠導(dǎo)通，等電位連接線和接地母排應(yīng)分別采用銅線和銅板。等電位連接這一電氣安全措施并不需復(fù)雜價(jià)昂的電氣設(shè)備，它所耗用的不過是一些導(dǎo)線，不象埋在地下的人工接地極易因受土壤

30、腐蝕而失效(實(shí)際上在實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了接地，因它所連接的水管和基礎(chǔ)鋼筋等本身已起到低電阻長(zhǎng)壽命的接地作用)，它在保證電氣安全上的作用遠(yuǎn)勝于我們過去習(xí)慣采用的專門打入地下的人工接地。第二章 建筑綜合防雷2.1 防雷等級(jí)分類計(jì)算我們?cè)谥纸ㄖ锓览自O(shè)計(jì)的第一步時(shí)，首先是要確定建筑物的防雷等級(jí)7。建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB5005794)中，對(duì)建筑物防雷等級(jí)的劃分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三類防雷建筑，還取決于建筑物的預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù)N。建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算： （2-1）式中：N建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)（次a）。 k校正系數(shù)，在一般情況下取1，在下列情況下取相應(yīng)數(shù)值：位于曠野

31、孤立的建筑物取2；金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7；位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1.5。建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度次（km2 ·a）。與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（km2）。雷擊大地的年平均密度應(yīng)按下式計(jì)算： （2-2）式中：年平均雷暴日，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)、站資料確定（da）。當(dāng)建筑物的高H等于或大于100m時(shí)，建筑物的等效面積按下式計(jì)算： （2-3）式中： L、W、H分別為建筑物的長(zhǎng)、寬、高（m）。按以上公式計(jì)算得到N后就可以確定防雷等級(jí)了。一般先把建筑物按其重要性和使用性質(zhì)分為部、

32、省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物和住宅、辦公樓等一般性民用建筑物兩類。部、省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物其年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N大于0.06次/a時(shí)，該建筑就劃為第二類防雷建筑物；若N大于等于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a，則該建筑就劃為第三類防雷建筑物。住宅、辦公樓等一般性民用建筑物其年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N大于0.3次/a時(shí)，該建筑就劃為第二類防雷建筑物；若N大于等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a，則該建筑就劃為第三類防雷建筑物。2.2 綜合防雷設(shè)計(jì)要素防雷設(shè)計(jì)是一個(gè)很復(fù)雜的問題，不可能依靠一、二種先進(jìn)的防雷設(shè)備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應(yīng)

33、過電壓的影響，必須針對(duì)雷害入侵途徑，對(duì)各類可能產(chǎn)生雷擊危害的因素進(jìn)行綜合防護(hù)，才能將雷害減少到最低限度。這種綜合防護(hù)主要包括接閃、分流（保護(hù)）、均壓、屏蔽、接地、合理布線，統(tǒng)稱為綜合防雷六大要素8。接閃就是讓在一定程度范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電放電不能任意地選擇放電通道，而只能按照人們事先設(shè)計(jì)的防雷系統(tǒng)的規(guī)定通道，將雷電能量泄放到大地中去。分流（保護(hù)）是現(xiàn)代防雷技術(shù)迅猛發(fā)展的重點(diǎn)，是保護(hù)各種電子設(shè)備或電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵措施。所謂分流就是在一切從室外來的導(dǎo)體（包括電力電源線、數(shù)據(jù)線、電話線或天饋線等信號(hào)線）與防雷接地裝置或接地線之間并聯(lián)一種適當(dāng)?shù)谋芾灼鱏PD，當(dāng)直擊雷或雷擊效應(yīng)在線路上產(chǎn)生的過電壓波沿這些導(dǎo)線

34、進(jìn)入室內(nèi)或設(shè)備時(shí)，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，雷電電流就由此處分流入地了。雷電流在分流之后，仍會(huì)有少部份沿導(dǎo)線進(jìn)入設(shè)備，這對(duì)于一些不耐高壓的微電子設(shè)備來說是很危險(xiǎn)的，所以對(duì)于這類設(shè)備在導(dǎo)線進(jìn)入機(jī)殼前，應(yīng)進(jìn)行多級(jí)分流（即不少于三級(jí)防雷保護(hù)）。均壓是指使建筑物內(nèi)的各個(gè)部位都形成一個(gè)相等的電位，即等電位。若建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋與各種金屬設(shè)置及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導(dǎo)電體，建筑物內(nèi)當(dāng)然就不會(huì)產(chǎn)生不同的電位，這樣就可保證建筑物內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對(duì)防止雷電電磁脈沖干擾微電子設(shè)備也有很大的好處。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實(shí)現(xiàn)等電位的條件，因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的大部

35、分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。為滿足防雷裝置的要求，應(yīng)有目的地把接閃裝置與梁、板、柱和基礎(chǔ)可靠地焊接、綁扎或搭接在一起，同時(shí)再把各種金屬設(shè)備和金屬管線與之焊接或卡接在一起，這就使整個(gè)建筑物成為良好的等電位體。屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、精密儀器以及自動(dòng)控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內(nèi)的這些設(shè)施，不僅在防雷裝置接閃時(shí)會(huì)受到電磁干擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，有時(shí)附近打雷或接閃時(shí)，也會(huì)受到雷電波的電磁輻射的影響，甚至在其他建筑物接閃時(shí)，還會(huì)受到從該處傳來的電磁波的影響。因此，我們應(yīng)盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋，即建筑物內(nèi)地板、頂板、墻面、及梁、柱內(nèi)

36、的鋼筋，使其構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)籠，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同，墻內(nèi)和樓板內(nèi)的鋼筋有疏有密，鋼筋密度不夠時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)按各種設(shè)備的不同需要增加網(wǎng)格的密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個(gè)問題迎刃而解，而且對(duì)防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施。此外，建筑物的整體屏蔽還能防球雷、側(cè)擊和繞擊雷的襲擊。接地就是讓已經(jīng)流入防雷系統(tǒng)的閃電電流順利地流入大地，而不能讓雷電能量集中在防雷系統(tǒng)的某處對(duì)被保護(hù)物體產(chǎn)生破壞作用，良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。過去的一些舊規(guī)范要求電子設(shè)備單獨(dú)接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流干擾設(shè)備的正常工作。但現(xiàn)在，防雷工程設(shè)計(jì)已不提倡單獨(dú)接地，而是更

37、多的與防雷接地系統(tǒng)共用接地裝置，但接地電阻要由原來的小于4減少到1。我國(guó)的現(xiàn)用的規(guī)范規(guī)定，如果電子設(shè)備接地裝置采用專用的接地系統(tǒng)，則其與防雷接地系統(tǒng)的地中距離要大于20m。防雷接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，也是防雷安裝驗(yàn)收規(guī)范中最基本的安全要求。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。合理布線指如何布線才能獲得最好的綜合效果?，F(xiàn)代化的建筑物都離不開照明、動(dòng)力、電話、電視和計(jì)算機(jī)等設(shè)備的管線，在防雷設(shè)計(jì)中，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。為了保證在防雷裝置接閃時(shí)這些管線不受影響，首先，應(yīng)該將這些電線穿于金屬管內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)可靠的屏蔽；其次，應(yīng)該把這些線路的主干線的垂直部分設(shè)置在建筑物的中心

38、部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以盡量縮小被感應(yīng)的范圍。除考慮布線的部位和屏蔽外，還應(yīng)在需要的線路上加裝避雷器、壓敏電阻等浪涌保護(hù)器。因此，設(shè)計(jì)室內(nèi)各種管線時(shí)，必須與防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。第三章 地王國(guó)際防雷設(shè)計(jì)地王國(guó)際是西南第一高樓， 58層，總投資：5億元。地王國(guó)際定位于南寧唯一國(guó)際5A甲級(jí)純寫字樓，已榮獲中國(guó)商務(wù)寫字樓精品示范項(xiàng)目稱號(hào)；同時(shí)被國(guó)家建設(shè)部評(píng)定為第五批全國(guó)建筑業(yè)新技術(shù)應(yīng)用示范工程，廣西商務(wù)項(xiàng)目中，僅此一個(gè)。地王國(guó)際第一層層高5米，第二層到第五層4.5米，六層架空層層高4.8米，從第七層起至57層每層層高3.6米，其中第22層與39層為避難層，層高4.8米。58層為停機(jī)坪，現(xiàn)用于

39、觀光。從第一層到第52層建筑面積為2000平方米，52層到57層建筑面積為1700平方米。地王國(guó)際整體為長(zhǎng)方體，底為正方形，頂部停機(jī)坪呈圓形。如圖3-1： 圖 3-1 “地王國(guó)際”整體結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)地王國(guó)際進(jìn)行防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先應(yīng)確定其建筑防雷等級(jí)，由式2-1、2-2及2-3可以算出：N=1×0.024×320.3×45×45+2×236×（45+45）+×55696×0.000001解得：N=1.687式中：N建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)（次a）。 k校正系數(shù)，在一般情況下取1，在下列情況下取相應(yīng)數(shù)值：位于曠野孤立的建

40、筑物取2；金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7；位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1.5；地王國(guó)際取1。建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度次（km2·a）。與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（km2）。 年平均雷暴日，南寧為84.6（da）。L、W、H分別為建筑物的長(zhǎng)、寬、高（m），地王國(guó)際長(zhǎng)寬高分別為45m、45m、236m。根據(jù)部、省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物其年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N大于0.06次/a時(shí)，該建筑就劃為第二類防雷建筑物，則地王國(guó)際屬于第二類建筑。3.1 地王國(guó)際防直擊雷設(shè)計(jì)對(duì)于

41、地王國(guó)際直擊雷的防護(hù)，采用了避雷針和避雷帶兩個(gè)進(jìn)行配合使用。在建筑正面，52層平面上兩邊各有突起的建筑，左側(cè)較停機(jī)坪低，右側(cè)比停機(jī)坪高25米。由于有停機(jī)坪的影響，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)民用直升機(jī)場(chǎng)飛行場(chǎng)地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)( MH501399 )規(guī)定， 在建筑物屋頂設(shè)置停機(jī)坪， 屬于高架直升機(jī)場(chǎng)。在停機(jī)坪內(nèi)不得設(shè)置高出直升機(jī)起飛和降落的限制面的物體12。故避雷針的裝設(shè)并不能在建筑的幾何中心。避雷針的裝設(shè)方案選擇單根避雷線，安裝點(diǎn)為右側(cè)突起建筑的頂端，連接停機(jī)坪與突起建筑的兩點(diǎn)作直線，作直線的垂線，垂線交于圓的點(diǎn)即為避雷線的基點(diǎn)，如圖3-2所示位置： 圖 3-2 避雷針的安裝基點(diǎn)按照建筑的結(jié)構(gòu)圖形，以避雷針基點(diǎn)為圓

42、心做圓，做切于建筑52層以上平面表面外圓，因?yàn)榈谝粚拥降?2層建筑面積為2000平方米，52層到57層建筑面積為1700平方米，57層邊緣某點(diǎn)連接51層邊緣相應(yīng)點(diǎn)的角度非常小，而避雷針保護(hù)角很大，故保護(hù)范圍考慮57層平面而不是考慮51層平面。右邊突起建筑部分為水平截面小而高的可看似塔狀物，比停機(jī)坪高約25米，所以切點(diǎn)為52層以上的俯視表面的切點(diǎn)，此圓即為避雷針的保護(hù)范圍。如圖3-3、3-4所示： 圖 3-3 避雷針保護(hù)范圍俯視圖 圖 3-4 避雷針保護(hù)范圍正視圖避雷針高度計(jì)算：由圖3-2、3-3及3-4中的切點(diǎn)及52層邊寬41米（正方形）可以知道圓的保護(hù)半徑為59米。 由于右邊突起建筑部分為水

43、平截面小而高的類似塔狀建筑，加裝避雷針不考慮對(duì)它的保護(hù)范圍，相反為反映被保護(hù)高度，而把其當(dāng)做避雷針結(jié)構(gòu)高度的一部分計(jì)算（其高出停機(jī)坪25米），。第一層到停機(jī)坪高度為236米。 由于若對(duì)地計(jì)算保護(hù)范圍，按照第一章介紹的公式1-1計(jì)算，則避雷針高度將高達(dá)356米，故本設(shè)計(jì)用頂樓作為參考地面，避雷針保護(hù)半徑為該層面的應(yīng)保護(hù)半徑，用避雷帶配合其防雷效果。此時(shí)，即，則代入公式：59=1.5hP若P取1，則解得：h=39.33，與定義的P值不符，則令，則解得h為275.33。則避雷針安裝高度：236+39.33=275.33米，即約為276米。避雷針實(shí)體高度為計(jì)算結(jié)果中的避雷針高度除去利用的建筑的高度，即

44、：40-25=15米。避雷帶的設(shè)計(jì)根據(jù)有直升機(jī)停機(jī)坪的設(shè)計(jì)，所以在停機(jī)坪要裝設(shè)避雷網(wǎng)，由于直升機(jī)機(jī)身一般有一條避雷帶，所以可以通過在停機(jī)坪上專用的接地線使飛機(jī)的機(jī)殼與大地連接起來。因此，在屋頂設(shè)置了以停機(jī)坪中心為圓心、角度為30°放射狀的避雷帶，組成不大于12乘8的網(wǎng)格，明敷在混凝土屋面中。由于屋頂面積較大，為保證網(wǎng)格的尺寸要求，環(huán)形避雷帶設(shè)置為3圈，同時(shí)在屋面預(yù)留了接地插座用來將直升機(jī)機(jī)身自帶的避雷帶與屋面內(nèi)的防雷裝置相連。在這種情況下，屋面避雷帶一方面作為建筑物的防雷裝置，另一方面又作為直升機(jī)的接地裝置。由于建筑正面左側(cè)有突出建筑，雖然不高，但為了防止其部分尖端引雷，故也要沿頂部

45、邊緣加裝避雷帶，由于其滿足建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-1994中要求的網(wǎng)格小于10乘10，故不用再設(shè)網(wǎng)格；58層樓頂表面及則要鋪設(shè)10乘10以內(nèi)的網(wǎng)格( 規(guī)格均為直徑不小于8mm的圓鋼)。如圖3-5所示： 圖 3-5 避雷帶的安裝避雷帶與避雷針相連接，再由避雷帶連接引下線，由引下線接地，不然，若無接地系統(tǒng)，避雷針和避雷帶就不能發(fā)揮出作用。表3-1 直擊雷防護(hù)材料材料規(guī)格長(zhǎng)度避雷針鋼管100mm15m避雷帶圓鋼8mm900m3.2 防側(cè)擊雷和感應(yīng)雷的措施引下線的設(shè)計(jì)：為防側(cè)擊雷及避雷針接地，故設(shè)置專門的引下線。根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-1994對(duì)第二類建筑防雷的要求，引下線不應(yīng)

46、少于兩根，且引下線距離不能超過18米。而地王國(guó)際寬45米，則共采用12根引下線均勻布于建筑上，在建筑的1到6層為商業(yè)層，建筑面積2900平方米，而引下線不能穿墻而過，則必須敷設(shè)于外沿，則在6層頂部敷設(shè)引下線，并均勻垂直引下，此時(shí)引下線間隔為18米，符合要求。如圖3-6所示：圖 3-6 引下線的安裝此時(shí)，每根引下線的距離為15米，滿足不超過18米的要求，直徑不小于16mm的圓鋼，引下線與樓頂避雷帶相連接。按照建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB5005794對(duì)多根引下線的要求，在每根引下線在距離地面0.3到1.8米處裝設(shè)斷接卡。避雷網(wǎng)的設(shè)計(jì)：避雷網(wǎng)主要作用是防止側(cè)擊雷及形成法拉第籠以防感應(yīng)雷對(duì)建筑內(nèi)部設(shè)備破壞

47、。按照建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)第二類建筑要求在45米以上鋪設(shè)10乘10或12乘8的網(wǎng)格。考慮地王國(guó)際的層高為3.6米，故采用三層做一水平線，即每隔10.8米設(shè)一條平行地面的線，而地王國(guó)際寬45米，則設(shè)6條垂直地面的線，即每隔7.5米設(shè)一條線。則整個(gè)避雷網(wǎng)為10.8乘7.5米的網(wǎng)格，如圖3-7所示：圖 3-7 避雷網(wǎng)的安裝由于避雷網(wǎng)垂直于平面設(shè)置的線與引下線有重疊，故直接利用重疊部分的引下線代替。引下線與該避雷網(wǎng)連接。表3-2 側(cè)擊雷和感應(yīng)雷防護(hù)材料材料規(guī)格長(zhǎng)度引下線圓鋼16mm3000mm避雷網(wǎng)圓鋼8mm5000mm3.3 內(nèi)部防雷的設(shè)計(jì)SPD的設(shè)置為防止雷電波入侵，應(yīng)對(duì)電源安放浪涌保護(hù)器（SPD

48、）。在電源的總進(jìn)線處安裝放電電流較大的一級(jí)電源避雷器，在這里選擇用三相電壓開關(guān)型SPD；在重要樓層或重要設(shè)備電源的進(jìn)線處加裝二或三級(jí)電源避雷器，選用限壓型SPD。內(nèi)部等電位連接方法有多樣，地王大廈內(nèi)部等電位連接可以分五個(gè)部分：總等電位連接，將進(jìn)線配電箱的母排、公用設(shè)施的金屬管道、建筑物金屬結(jié)構(gòu)相連。建筑物內(nèi)部導(dǎo)電部件的等電位連接，將建筑物內(nèi)的設(shè)備外殼、水管、暖氣片、金屬梯、金屬構(gòu)架和其他金屬外露部分與共用接地系統(tǒng)做等電位連接。而且需要注意的是，絕不能因檢修等原因切斷這些連接。對(duì)于燃?xì)夤艿?，只在進(jìn)入建筑物處與接地系統(tǒng)相連，但在每個(gè)接頭處要有輔助跨接線。因?yàn)槿細(xì)夤艿辣旧聿蝗菰S有多個(gè)接地連接，使其成

49、為接地系統(tǒng)的一部分。信息系統(tǒng)的等電位連接，對(duì)信息系統(tǒng)的各個(gè)外露可導(dǎo)電部件也要建立等電位連接網(wǎng)絡(luò)，并與共用接地系統(tǒng)相連。各樓層的等電位連接將每個(gè)樓層的等電位連接與建筑物的引下線相連，并在每個(gè)房間或區(qū)域設(shè)置接地端子，最后，將屋頂上的設(shè)備和避雷針等與避雷帶連接形成屋面上的等電位。接地網(wǎng)的等電位連接，這在下一節(jié)中講述。表3-3 內(nèi)部防雷的材料長(zhǎng)度電壓開關(guān)型限壓型浪涌保護(hù)器1若干等電位連接導(dǎo)線若干3.4 防雷接地的設(shè)計(jì)接地的方法：上述所提到的避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)及引下線都需有效地接地才能發(fā)揮其作用。設(shè)計(jì)中，避雷針與避雷帶相連接，并與引下線相連接，引下線與避雷網(wǎng)相連。由引下線沖擊電阻公式： （3-1）其

50、中 地中距離（m）。分流系數(shù)，地王國(guó)際的防雷網(wǎng)線的系數(shù)應(yīng)取0.44。R引下線沖擊電流，規(guī)范中規(guī)定不能大于20歐。則引下線地中距離不應(yīng)小于0.66m才能滿足最大沖擊，而地王國(guó)際的引下線距離為18米，滿足沖擊電阻的要求。為了引流，需在引下線端點(diǎn)連接垂直接地體，由于地王國(guó)際地下有三層，足以滿足垂直接地體埋于地下0.5m一下的條件，故垂直接地體僅用連接到地網(wǎng)，則垂直接地體長(zhǎng)10.8m直徑10mm的圓鋼，在地下連接垂直接地體構(gòu)成地網(wǎng)表面，而地網(wǎng)的鋪設(shè)使用5乘5m的網(wǎng)格，則地網(wǎng)的大小設(shè)為55乘55m，網(wǎng)中構(gòu)成5乘5m的網(wǎng)格。其總體結(jié)構(gòu)如圖3-8： 圖 3-8 接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)接地系統(tǒng)電阻的計(jì)算：接地電阻由四

51、個(gè)部分組成，即：接地引線的電阻、接地體本身的電阻，接地體與土壤間的過渡電阻和大地溢流電阻。前三種電阻要遠(yuǎn)比最后的一流電阻要小，所以一般可以不考慮。此時(shí)，接地電阻就近似等于從接地體到地下遠(yuǎn)處零位面之間的電壓與流過的工頻或直流電流之比。地王國(guó)際采用24根水平圓鋼和12根垂直鋼管連接在一起的接地網(wǎng)，接地網(wǎng)結(jié)合的土壤電導(dǎo)率為300每米，由此則可代入第一章提到的公式1-3求得：其中 p=300 B=0.33 L=20 ·45=900 n=12 l=10.8 S=45·45=2025解得：=2.48即接地電阻滿足規(guī)范中對(duì)于第二類建筑物接地總電阻不大于5的要求。表3-4 接地網(wǎng)絡(luò)的材料材料規(guī)格長(zhǎng)度垂直接地體圓鋼直徑10mm130m地網(wǎng)圓鋼直徑8mm900m3.5 特高層建筑南寧地王國(guó)際防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)藍(lán)圖 為表達(dá)清晰，藍(lán)圖共3個(gè)圖，分別為：地王國(guó)際接地系統(tǒng)正視圖（圖3-9 ）、地王國(guó)際外部防雷布線側(cè)視圖（圖3-10）、地王國(guó)際接地網(wǎng)俯視圖（圖3-11）。地王國(guó)際外部防雷布線側(cè)視圖展示了避雷針、避雷帶、引下線和避雷網(wǎng)的設(shè)置；地王國(guó)際接地系統(tǒng)正視圖展示了部分避雷網(wǎng)、引下線和垂直接地體及地網(wǎng)。地王國(guó)際接地網(wǎng)俯視圖展示了地網(wǎng)的規(guī)格。圖3-9 地王國(guó)際接地系統(tǒng)正視圖圖3-10 地王國(guó)際外部防雷布線側(cè)視圖 圖3