防雷工程雷電防護(hù)技術(shù)要點(diǎn)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.雷電的主要能量形式是（）A.靜電能B.電磁能C.熱能D.機(jī)械能答案：B解析：雷電放電過(guò)程伴隨強(qiáng)烈的電磁輻射，其能量主要以電磁能形式釋放，熱能和機(jī)械能是電磁能轉(zhuǎn)化的次級(jí)效應(yīng)。2.雷電防護(hù)區(qū)LPZ0A區(qū)的特征是（）A.本區(qū)內(nèi)的物體可能遭受直接雷擊，電磁場(chǎng)未衰減B.本區(qū)內(nèi)的物體不可能遭受直接雷擊，電磁場(chǎng)部分衰減C.本區(qū)內(nèi)的物體可能遭受直接雷擊，電磁場(chǎng)部分衰減D.本區(qū)內(nèi)的物體不可能遭受直接雷擊，電磁場(chǎng)完全衰減答案：A解析：LPZ0A區(qū)為直擊雷非防護(hù)區(qū)，區(qū)內(nèi)物體可能直接受雷擊，且雷電電磁場(chǎng)未經(jīng)過(guò)任何屏蔽衰減。3.第一類防雷建筑物獨(dú)立接閃桿的接地電阻應(yīng)不大于（）A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.30Ω答案：C解析：根據(jù)GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，第一類防雷建筑物獨(dú)立接閃桿的接地電阻不應(yīng)大于10Ω，特殊情況可放寬至30Ω但需采取等電位措施。4.信號(hào)線路電涌保護(hù)器（SPD）的電壓保護(hù)水平Up應(yīng)（）A.大于被保護(hù)設(shè)備的耐沖擊電壓額定值B.等于被保護(hù)設(shè)備的耐沖擊電壓額定值C.小于被保護(hù)設(shè)備的耐沖擊電壓額定值D.與被保護(hù)設(shè)備的耐沖擊電壓無(wú)關(guān)答案：C解析：SPD的Up需小于設(shè)備的耐沖擊電壓額定值，才能有效限制過(guò)電壓，避免設(shè)備損壞。5.建筑物電子信息系統(tǒng)防雷等級(jí)為A級(jí)時(shí)，其電源系統(tǒng)SPD的標(biāo)稱放電電流In應(yīng)不小于（）A.15kAB.20kAC.40kAD.60kA答案：D解析：根據(jù)GB50343-2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》，A級(jí)系統(tǒng)電源SPD第一級(jí)In≥60kA（8/20μs）。6.等電位連接帶的最小截面積，銅材應(yīng)不小于（）A.16mm2B.25mm2C.50mm2D.100mm2答案：B解析：《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，等電位連接帶銅材最小截面積為25mm2，鋼材為50mm2。7.引下線間距要求中，第二類防雷建筑物的引下線間距不應(yīng)大于（）A.12mB.18mC.24mD.30m答案：B解析：第二類防雷建筑物引下線間距≤18m，第一類≤12m，第三類≤25m（注：2010版規(guī)范第三類調(diào)整為≤25m）。8.接地裝置的人工垂直接地體長(zhǎng)度宜為（）A.1.5-2mB.2.5-3mC.3.5-4mD.4.5-5m答案：B解析：常規(guī)人工垂直接地體長(zhǎng)度以2.5m為宜，過(guò)長(zhǎng)會(huì)增加施工難度，過(guò)短則接地效率降低。9.天饋線路SPD的插入損耗應(yīng)不大于（）A.0.5dBB.1dBC.2dBD.3dB答案：B解析：天饋系統(tǒng)對(duì)信號(hào)衰減敏感，SPD插入損耗一般要求≤1dB，否則會(huì)影響通信質(zhì)量。10.雷電波侵入的主要途徑是（）A.建筑物頂部接閃器B.供電線路、信號(hào)線路C.建筑物側(cè)面引下線D.接地裝置反擊答案：B解析：雷電波通過(guò)架空線路或金屬管道侵入室內(nèi)是主要侵入途徑，占雷電災(zāi)害的60%以上。二、判斷題（每題1分，共10分）1.獨(dú)立接閃桿與被保護(hù)建筑物的水平距離應(yīng)不小于3m。（）答案：√解析：防止獨(dú)立接閃桿落雷時(shí)對(duì)建筑物產(chǎn)生反擊，規(guī)范要求水平距離≥3m。2.所有電子信息系統(tǒng)設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分都應(yīng)與等電位連接帶連接。（）答案：√解析：等電位連接是消除電位差的核心措施，設(shè)備外露可導(dǎo)電部分必須參與連接。3.接地電阻測(cè)量時(shí)，電流極與被測(cè)接地體的距離應(yīng)不小于接地體長(zhǎng)度的4-5倍。（）答案：√解析：為避免接地體電場(chǎng)干擾，電流極與被測(cè)接地體的距離一般取接地體長(zhǎng)度的4-5倍（約40-50m）。4.電源SPD的保護(hù)模式僅需考慮線-地保護(hù)。（）答案：×解析：電源系統(tǒng)需同時(shí)考慮線-線、線-地保護(hù)，否則線間過(guò)電壓可能損壞設(shè)備。5.屏蔽電纜的屏蔽層應(yīng)單端接地。（）答案：×解析：低頻信號(hào)屏蔽層單端接地，高頻信號(hào)（≥1MHz）需雙端接地，具體需根據(jù)系統(tǒng)頻率確定。6.第一類防雷建筑物的防閃電感應(yīng)接地裝置可與防直擊雷接地裝置共用。（）答案：√解析：共用接地裝置可降低電位差，規(guī)范允許第一類防雷建筑物防感應(yīng)雷與防直擊雷接地裝置共用。7.信號(hào)線路SPD的最大持續(xù)工作電壓Uc應(yīng)大于線路的最大運(yùn)行電壓。（）答案：√解析：Uc需大于線路正常工作電壓峰值，否則SPD會(huì)因長(zhǎng)期通電發(fā)熱損壞。8.引下線應(yīng)沿建筑物外墻明敷，不可暗敷。（）答案：×解析：規(guī)范允許引下線暗敷，但需保證截面積和連接可靠性，暗敷時(shí)應(yīng)穿鋼管或采取其他保護(hù)措施。9.接地裝置的焊接長(zhǎng)度，圓鋼與圓鋼應(yīng)為直徑的6倍，雙面施焊。（）答案：√解析：《接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，圓鋼焊接長(zhǎng)度≥6倍直徑，雙面焊以保證機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性能。10.雷電防護(hù)裝置檢測(cè)周期為每年一次，第一類防雷建筑物每半年一次。（）答案：√解析：根據(jù)《雷電防護(hù)裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》，第一類防雷建筑物檢測(cè)周期為半年，其他類別為一年。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述外部防雷系統(tǒng)與內(nèi)部防雷系統(tǒng)的主要組成及功能差異。答案：外部防雷系統(tǒng)由接閃器、引下線、接地裝置組成，主要功能是攔截直擊雷，將雷電流安全導(dǎo)入大地；內(nèi)部防雷系統(tǒng)由等電位連接、屏蔽、電涌保護(hù)（SPD）、合理布線組成，主要功能是限制雷電電磁脈沖（LEMP）引起的過(guò)電壓和電位差，保護(hù)電子信息設(shè)備。兩者差異在于：外部防雷針對(duì)直擊雷能量疏導(dǎo)，內(nèi)部防雷針對(duì)感應(yīng)雷和雷電波侵入的防護(hù)；外部防雷側(cè)重“導(dǎo)”，內(nèi)部防雷側(cè)重“限”和“均壓”。2.電涌保護(hù)器（SPD）選型時(shí)需考慮哪些關(guān)鍵參數(shù)？請(qǐng)分別說(shuō)明其意義。答案：關(guān)鍵參數(shù)包括：（1）最大持續(xù)工作電壓Uc：需≥線路正常工作電壓峰值，避免SPD長(zhǎng)期過(guò)載；（2）電壓保護(hù)水平Up：需≤被保護(hù)設(shè)備的耐沖擊電壓額定值，確保限制過(guò)電壓；（3）標(biāo)稱放電電流In：反映SPD的通流能力，需根據(jù)系統(tǒng)防雷等級(jí)選擇；（4）沖擊通流容量Imax：SPD能承受的最大雷電流沖擊值，需大于可能的雷電流幅值；（5）響應(yīng)時(shí)間tA：SPD從感應(yīng)過(guò)電壓到導(dǎo)通的時(shí)間，電子設(shè)備需tA≤25ns；（6）插入損耗（僅信號(hào)SPD）：需≤1dB，避免影響信號(hào)傳輸質(zhì)量。3.等電位連接的實(shí)施步驟包括哪些？需注意哪些關(guān)鍵問(wèn)題？答案：實(shí)施步驟：（1）確定等電位連接基準(zhǔn)點(diǎn)（ERP），通常為總接地端子；（2）識(shí)別需要連接的金屬部件（設(shè)備外殼、管道、構(gòu)架、電纜屏蔽層等）；（3）選擇連接導(dǎo)體（銅排、多股銅線等），截面積滿足規(guī)范要求（銅材≥25mm2）；（4）采用焊接、壓接或螺栓連接，確保連接電阻≤0.03Ω；（5）繪制等電位連接平面圖，標(biāo)注連接點(diǎn)位置和導(dǎo)體規(guī)格。關(guān)鍵問(wèn)題：避免不同金屬間的電化學(xué)腐蝕（需加過(guò)渡接頭）；連接導(dǎo)體需短直，減少電感；移動(dòng)設(shè)備需通過(guò)柔性導(dǎo)體連接；管道連接處的絕緣部分需跨接。4.接地裝置施工中，降低接地電阻的常用技術(shù)措施有哪些？答案：（1）增加接地體數(shù)量或延長(zhǎng)接地體長(zhǎng)度：通過(guò)擴(kuò)大接地面積降低電阻；（2）采用降阻劑：填充在接地體周圍，降低土壤電阻率；（3）換土：將高電阻率土壤替換為低電阻率土壤（如黏土、黑土）；（4）深埋接地體：利用深層土壤電阻率較低的特性（適用于土壤電阻率隨深度降低的地區(qū)）；（5）外引接地：在附近電阻率較低的區(qū)域設(shè)置接地體，通過(guò)金屬導(dǎo)體連接；（6）采用水平接地體與垂直接地體組合：形成復(fù)合型接地網(wǎng)，提高散流效率；（7）使用接地模塊：內(nèi)部含導(dǎo)電介質(zhì)，可長(zhǎng)期保持低電阻。5.雷電防護(hù)裝置檢測(cè)中，接地電阻測(cè)量的主要方法有哪些？各適用于什么場(chǎng)景？答案：（1）三極法（電位降法）：最常用方法，適用于常規(guī)接地裝置檢測(cè)，需布置電流極、電位極和被測(cè)接地體，間距滿足“電流極距≥40m，電位極距≥20m”；（2）鉗形接地電阻法：無(wú)需斷開(kāi)接地體，適用于多根接地體并聯(lián)的場(chǎng)景（如環(huán)形接地網(wǎng)），但無(wú)法測(cè)量獨(dú)立接地體；（3）兩線法：適用于檢測(cè)接地體與已知低電阻接地體（如自來(lái)水管）的連接電阻，需被測(cè)接地體與已知接地體間無(wú)其他接地體；（4）接地阻抗測(cè)量?jī)x法（高頻法）：用于檢測(cè)高頻接地阻抗（如通信基站），考慮土壤的頻變特性。四、案例分析題（每題15分，共30分）案例1：某二類防雷建筑物（高度35m，長(zhǎng)60m，寬40m），設(shè)計(jì)采用明敷圓鋼引下線（Φ10mm），共設(shè)置4根引下線，間距20m；屋頂設(shè)置避雷帶（Φ12mm圓鋼），網(wǎng)格尺寸15m×15m；接地裝置為人工垂直接地體（2.5m長(zhǎng)角鋼，5根，間距5m），實(shí)測(cè)接地電阻8Ω。問(wèn)題：指出設(shè)計(jì)中存在的不符合規(guī)范要求的問(wèn)題，并提出整改措施。答案：存在問(wèn)題：（1）引下線數(shù)量不足：二類防雷建筑物引下線間距≤18m，該建筑周長(zhǎng)（60+40）×2=200m，200/18≈11根，僅設(shè)4根間距20m（＞18m）不滿足要求；（2）引下線截面積偏小：明敷圓鋼引下線最小截面積需≥50mm2（Φ10mm圓鋼截面積78.5mm2，此條符合，但需注意若為暗敷則需≥80mm2）；（3）避雷帶網(wǎng)格尺寸過(guò)大：二類防雷建筑物避雷帶網(wǎng)格應(yīng)≤10m×10m（或12m×8m），15m×15m超出規(guī)范要求；（4）接地體數(shù)量不足：5根垂直接地體間距5m，總接地面積較小，雖實(shí)測(cè)電阻8Ω（≤10Ω符合二類要求），但需考慮土壤電阻率變化后的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。整改措施：（1）增加引下線數(shù)量至12根（間距約16.7m），或調(diào)整為10根（間距20m需復(fù)核是否滿足分流要求）；（2）若引下線暗敷，需更換為Φ12mm圓鋼（截面積113mm2≥80mm2）；（3）將避雷帶網(wǎng)格調(diào)整為10m×10m，或在原有網(wǎng)格內(nèi)增設(shè)橫向/縱向避雷帶；（4）增加垂直接地體數(shù)量至8-10根，或增設(shè)水平接地體（40×40m環(huán)形接地體），提高接地裝置的散流能力和穩(wěn)定性。案例2：某企業(yè)數(shù)據(jù)中心（電子信息系統(tǒng)防雷等級(jí)B級(jí)），電源系統(tǒng)為TN-S制式，總配電箱處安裝了第一級(jí)SPD（In=40kA，Up=2.5kV），設(shè)備配電箱處安裝了第二級(jí)SPD（In=20kA，Up=1.8kV），終端設(shè)備處未安裝SPD；信號(hào)系統(tǒng)采用非屏蔽雙絞線，屏蔽層未接地；機(jī)房?jī)?nèi)金屬機(jī)柜與等電位連接帶采用單股硬銅線（10mm2）連接，連接點(diǎn)存在氧化層。問(wèn)題：分析該數(shù)據(jù)中心防雷設(shè)計(jì)的缺陷，并提出改進(jìn)建議。答案：缺陷分析：（1）電源SPD配置不足：B級(jí)系統(tǒng)第一級(jí)SPDIn應(yīng)≥40kA（符合），但第二級(jí)SPDIn建議≥20kA（符合），終端設(shè)備處需增加第三級(jí)SPD（In≥10kA，Up≤1.2kV），形成三級(jí)保護(hù)；（2）信號(hào)線路未采取屏蔽措施：非屏蔽雙絞線易受電磁感應(yīng)，應(yīng)改用屏蔽電纜，且屏蔽層需雙端接地（機(jī)房端和設(shè)備端）；（3）等電位連接不規(guī)范：連接導(dǎo)體截面積不足（B級(jí)系統(tǒng)等電位連接帶銅材需≥25mm2，10mm2過(guò)小）；連接點(diǎn)氧化層會(huì)增加接觸電阻（需≥0.03Ω），導(dǎo)致電位差；（4）未考慮SPD的后備保護(hù)：電源SPD前未安裝熔斷器或斷路器，無(wú)法在SPD失效時(shí)切斷故障電流。改進(jìn)建議：（1）