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第一章、建筑物的防雷分类1、建筑物应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类。
遇下列情况之一时,应划为第一类防雷建筑物:
一、凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。
二、具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。
三、具有1区爆炸危险环境的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。遇下列情况之一时,应划为第二类防雷建筑物:
一、国家级重点文物保护的建筑物。
二、国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。
三、国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。
四、制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
五、具有1区爆炸危险环境的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。
六、具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。
七、工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。
八、预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。
九、预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
遇下列情况之一时,应划为第三类防雷建筑物:
一、省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。
二、预计雷击次数大于或等于0.012次/a,且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。
三、预计雷击次数大于或等于0.06次/a,且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
四、预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物。
五、根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果,并结合当地气象、地形、地质及周围环境等因素,确定需要防雷的21区、22区、23区火灾危险环境。
六、在平均雷暴日大于15d/a的地区,高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日小于或等于15d/a的地区,高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。2、爆炸物质与危险环境的划分1)爆炸物质:炸药——黑索金、特屈儿、三硝基甲苯、苦味酸、硝铵炸药等;
火药——单基无烟火药、双基无烟火药、黑火药、硝化棉、硝化甘油等;
起爆药——雷汞、氮化铅等;
火工品——引信、雷管、火帽等。A、当工艺要求布置在地下或半地下时,在易燃液体的蒸气与空气的混合物的比重重于空气,又无可靠的机械通风设施的情况下,爆炸性混合物就不易扩散,该泵房就要划为1区爆炸危险环境。
B、如该泵房系大型石油化工联合企业的原油泵房,当泵房遭雷击就可能会使工厂停产,造成巨大经济损失和人员伤亡,因此,这类泵房应划为第一类防雷建筑物;如该泵房系石油库的卸油泵房,平时间断操作,虽因雷电火花可能引发爆炸造成经济损失和人员伤亡,但相对来说要少得多,则这类泵房可划为第二类防雷建筑物。
C、些爆炸物质,不易因电火花而引起爆炸,但爆炸后破坏力较大,如小型炮弹库、枪弹库以及硝化棉脱水和包装等均属第二类防雷建筑物。
2)危险环境可划分为爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境、火灾危险环境。爆炸性气体环境:分为0区、1区、2区爆炸性粉尘环境:分为10区、11区火灾危险环境:分为21区、22区、23区3、建筑物的预计雷击次数建筑物年预计雷击次数应按下式确定:
N=kNgAe
式中N——建筑物预计雷击次数(次/a):
K——校正系数,在一般情况下取1,在下列情况下取相应数值:位于旷野孤立的建筑物取2;金属屋面的砖木结构建筑物取1.7;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物,以及特别潮湿的建筑物取1.5:
Ng——建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/(km2·a)];
Ae——与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(km2)。
2.雷击大地的年平均密度应按下式确定:
Ng=0.024Td1.3式中Td——年平均雷暴日,根据当地气象台、站资料确定(d/a)。
建筑物等效面积Ae,应为其实际平面积向外扩大后的面积。其计算方法应符合下列规定:
(1)当建筑物的高H小于100m时,其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算确定(
式中D——建筑物每边的扩大宽度(m);
L、W、H——分别为建筑物的长、宽、高(m)。
建筑物的等效面积
(2)当建筑物的高H等于或大于100m时,其每边的扩大宽度应按等于建筑物的高H计算;建筑物的等效面积应按下式确定:
Ae=[LW+2H(L+W)+πH2]·10-6
(3)当建筑物各部位的高不同时,应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度,其等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。例:南京市郊某孤立宿舍楼建筑物,计算其等效截收面积、年预计雷击次数。南京市雷暴日数为34.4天L=43.2mw=12.9mH=22.6m解:建筑物高22.6m小于100m1、等效截收面积:Ae=[LW+2(L+W)·√H(200-H)+∏H(200-H)]×10-6=43.2m×12.9m+2×(43.2+12.9)×√22.6(200-22.6)+3.14×22.6×(200-22.6)]×10-6=[557.28+7104.3+12595.4]×10-6=20256.98×10-6(km2)2、雷击大地的平均密度:Ng=0.024Td1.3=0.024×34.41.3=2.39[次/km2·a]3、建筑物年预计雷击次数:
N=kNgAe=2×2.39×2056.98×10-6=0.0968次/a4、防雷装置(LPS)保护级别的选择选择保护级别的目的在于减小建筑物或被保护空间遭直接雷击的损害风险使之低于最大允许值。在考虑了建筑物的年预计直接雷击次数(Nd),损害概率、建筑物遭雷击而引起的平均可能损失等因素后,就能够估算出每座建筑物的损害风险。损害取决于多种参数,其中有:被保护空间的用途及其存放物(人及物)、建筑材料以及为减小雷电造成的间接后果而采取的措施。也就是说建筑物是根据雷电造成的间接后果加以分类的。一旦选定了所涉建筑物的损害风险的最大允许值,就能估算出能引起建筑物受损的可接受的最大年平均雷击次数(Nc)。因此,可以根据被保护建筑物的年预计平均雷击次数以及建筑物的可接受的最大年平均雷击次数,来选择需提供的LPS的适当的保护级别。雷电流参数与保护级别的关系雷电参数保护级别ⅠⅡⅢ~Ⅳ电流峰值I(KA)总电荷量Qtotal(C)脉冲电荷量Qimpulse(C)单位能量W/R(kJ/Ω)平均陡度(di/dt30%/90%(Ka/µs)200300100100002001502257556001501001505025001005、建筑物的可接受的最大年平均雷击次数(Nc)当雷击损失涉及人员、文化及社会损失时,由国家委员会负责确定Nc值。当雷击损失公涉及私人财产时,可由建筑物业主或LPS的设计人员确定Nc值。通过考虑如下的诸因素后而作的损害风险的分析就可确定出Nc值:—建筑物类型;—是否存放易燃易爆物质;—为减小雷电造成的间接后果而采取的措施;—雷击损害所涉及的人员数量;—所涉及的公众服务的类型及重要性;—被损坏的物品的价值;—其他因素。6、建筑物的年平均预计直接雷击次数(Nd)建筑物的年平均预计直接雷击次数(Nd)可由下式确定:Nd=Ng·Ae·10-6
次/aNg——建筑物所处地区年平均大地的雷击密度[次/(km2·a)];
Ae——建筑物的等效截收面积(m2)。
建筑物的等效截收面积定义为与建筑物具有相同的年直接雷击次数的大地表面面积。对孤立建筑物,等效截收面积民以一条斜率为1:3的直线,与建筑物的顶部相接触,并绕建筑物旋转,直线与地面相交得出的边界线所包围的大地面积。建筑物ba1:31:3h建筑物建筑物h建筑物3hba3hA0A0A0=ab+6h(a+b)+9∏h2A0=6bh+9∏h2平坦地带建筑物的等效截收面积等效截收面积的分界线如果建筑物周围物体与建筑物的距离小于3(h+hs)时,周围物体将显著地影响建筑物的等效截收面积.h是所考虑建筑物的高度,hs是周围物体的高度.在此情况下,建筑物及紧邻物体的等效截收面积互相重叠,建筑物的等效截收面积Ae将缩至与邻近物体距离为Xs=[d+3(hs-h)]/2的地方.式中d为建筑物与云集物体间的水平距离(见下图)只有那些对雷电应力有足够耐受力的永久性的物体才需要加以考虑.在任何情况下,都假定等效截收面积的最小值等于建筑物本身在水平面上的投影面积.h0ba1:3h建筑物建筑物3hA0A0=3ah0+6bh0+4.5∏h02在复杂地形中建筑物的等效截收面积等效截收面积的分界线3h05、选择LPS的步骤对所考虑的每一座建筑物,应由防雷装置的设计人员决定是否需要安装防雷装置。如果需要安装的话,必须为防雷装置选定适当的保护级别。选择LPS的第一步,需要根据建筑物的特性对其作适当的评估。建筑物的尺寸、位置、所考虑地区的雷暴活动性(年雷击密度)以及建筑物分类等均应弄清楚。这些数据是估算以下参数的基础。—建筑物的年平均预计直接雷击次数Nd,它等于本地区年平均大地雷击密度Ng与建筑物的等效截收面积的乘积。—所考虑建筑物的可接受的最大所平均雷击次数Nc.—建筑物的可接受的最大年平均雷击次数Nc应与建筑物的年平均预计直接雷击次数Nd的实际值相比较。在GB50343-2004规范中,Nc值取5.8×10-1.5/C,这样的结果:在少雷区或多雷区,防雷工程按A级设计的概率为10%~20%左右,按B级设计的概率为70%~80%;少数设计为C级和D级.通过比较,就可决定是否需要安装防雷装置。若需安装,再决定选取何种类型的防雷装置。如果Nd≤Nc,则不需要安装防雷装置如果Nd>Nc,则必须安装效率为E≥1-Nc/Nd的防雷装置,并根据下表选择适当的保护级别。防雷装置的设计应满足标准中给出的对所选保护级别的技术要求。如果安装了效率E`小于E的防雷装置,则应采取附加的保护措施。附加的保护措施有:—限制接触电压及跨步电压的措施—限制火灾蔓延的措施;—减小雷电感应过电压对灵敏设备的影响的措施。对应于各种保护级别的防雷装置效率保护级别防雷装置效率ⅠⅡⅢⅣ0.980.950.900.80第二章建筑物外部雷电防护一、建筑物雷电防护标准1、国际防雷标准2、中华人民共和国标准3、常用的标准图集介绍1)国家建筑标准设计《防雷与接地安装》GJBT516—99D562《建筑物、构筑物防雷设计安装》—86D《接地装置安装》—D565《独立避雷针》第一分册,钢结构独立避雷针第二分册,钢筋混凝土环形独立避雷针—86SD566《利用建筑物金属体做防雷及接地装置安装》—97SD567《等电位联结安装》2)建筑安装工程施工图集《电气工程》:第13节防雷及接地装置安装3)建筑设备设计施工图集《电气工程》:第17节 防雷装置。二、建筑物雷电防护技术1、外部的防护装置及其作用:常规避雷针的原理是吸引(更准确讲是拦截)下午的雷电通道,并将雷电流经过引下线及接地装置疏导至大地,使避雷针保护范围内的物体免遭直接雷击.2、避雷针法防雷:避雷针的作用是吸引力雷电而不是躲避或排斥雷电。避雷针实质上是引雷针,它使雷电触击其上面使建筑物得以保护。1)尖端放电与避雷针在电场作用下,物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端,弯曲很厉害处)附近,电场强度剧增,致使这里空气被电离而产生气体局部放电现象,称为电晕放电。而尖端放电为电晕放电的一种,专指尖端附近空气局部电离而产生气体放电的现象。2)避雷针的应用P163—避雷针保护范围的疑问—感应过电压问题—反击问题3)法拉第笼式保护法这种防雷方法的基本思路是建筑物被垂直和水平的导体(钢筋或铜带)包围起来,形成一个法拉地笼,但建筑物内部与外界有通道,建筑外壳上留有空隙,转角和突出部位,不可能做到天衣无缝。4、现代防雷技术现代防雷技术简单地归结为ABCDEGS七个字,即“躲Avoid”“等电位连结Bonding”、“传导Conducting”、“分流Dividing”、“消雷Eliminating”、“接地Guounding”和“屏蔽Shielding”.三、建筑物防直击雷措施所谓建筑物外部防雷就是防直击雷、雷电侧击、雷电反击等内容。建筑物外部防雷系统由三个基本部分组成,它们共同构成了一条低阻抗通路,它们时:—位于屋顶和其他较高部位上的接闪器;—接地装置系统;—连接接闪器和接地装置的导体(引下)系统只要安装位置及状况正确,这三个基本部分便能保护雷电放电电流在接闪器和接地装置之间流通,而不是造成任何破坏的危害。常规避雷以外的避雷方法称为非常规避雷方法、其所用的装置称为非常规避雷装置。目前非常规避雷装置主要有以下几方面:一、激光束引雷装置二、火箭引雷三、水柱引雷四、放射性避雷针五、与构架绝缘的外引接地避雷针六、排雷器七、消雷器八、主动式避雷针1、接闪器接闪器也称空气端子1)第一类防雷建筑物的接闪器采用装设避雷针或架空避雷线(网)避雷针是安装在建筑物突出部位或独立装设的针形导体,通常采用镀锌圆钢或镀锌钢管制成。避雷线是通常用于装设在架空输电线路上的导线,一般采用截面不小于35㎜2的镀锌钢绞线,在用于第一类防雷建筑物的外部防雷时,也同样用于防雷保护。架空避雷网相当于架设在屋面上空纵横敷设的避雷带组成的网格。1)第一类防雷建筑物采用安装独立避雷针或架空避雷线(网),使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。架空避雷网的网格尺寸不应大于5m×5m或6m×4m。
独立避雷针及其接地装置与道路或建筑物的出入口等的距离应大于3m.当小于3m时,应采取均压措施或铺设卵石或沥青地面.独立避雷针的接地装置与建筑物接地网的地中距离不应小于3m.
2)排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等的管口外的以下空间应处于接闪器的保护范围内,当有管帽时应按表3.2.1确定;当无管帽时,应为管口上方半径5m的半球体。接闪器与雷闪的接触点应设在上述空间之外。有管帽的管口外处于接闪器保护范围内的空间
表3.2.1
三、排放爆炸危险气体、蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等,当其排放物达不到爆炸浓度、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧时,及发生事故时排放物才达到爆炸浓度的通风管、安全阀,接闪器的保护范围可仅保护到管帽,无管帽时可仅保护到管口。四、独立避雷针的杆塔、架空避雷线的端部和架空避雷网的各支柱处应至少设一根引下线。对用金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱,宜利用其作为引下线。
五、独立避雷针和架空避雷线(网)的支柱及其接地装置至被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离(图3.2.1),应符合下列表达式的要求,但不得小于3m:
图3.2.1防雷装置至被保护物的距离
式中Sa1——空气中距离(m);
Se1——地中距离(m);
Ri—独立避雷针或架空避雷线(网)支柱处接地装置的冲击接地电阻(Ω);
Hx—被保护物或计算点的高度(m)。
六、架空避雷线至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的距离(图3.2.1),应符合下列表达式的要求,但不应小于3m:式中Sa2——避雷线(网)至被保护物的空气中距离(m);
h——避雷线(网)的支柱高度(m);
l——避雷线的水平长度(m)。
七、架空避雷网至屋面和各种突出屋面的风帽、放散管等物体之间的距离,应符合下列表达式的要求,但不应小于3m:
式中l1——从避雷网中间最低点沿导体至最近支柱的距离(m);
n——从避雷网中间最低点沿导体至最近支柱并有同一距离l1的个数。
八、独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置,每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10Ω。在土壤电阻率高的地区,可适当增大冲击接地电阻。
2)第二类防雷建筑物的接闪器采用避雷针或避雷线(网)避雷带(网):宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)应沿屋角、屋脊、和檐角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成≤10m×10m或≤12m×8m的网格,避雷针应与避雷带互相连接,突出屋面的放散管、风管、烟囱等物体,应按下列方式保护:排放具有爆炸危险的气体、蒸气或粉尘的突出屋面的放散管、呼吸阀和排风管等管道应符合第一类防雷建筑物第(2)条的要求—储存可燃蒸汽或能够释放出可燃蒸气的液体的地上(顶盖固定)常压储罐具有铆接、焊接或螺栓连接的顶盖,有支承或没有基础支承结构,用来储存能够释放出可燃性蒸气的液体的常压储罐,如果满足下列条件,则可以认为自身就是具有防雷保护能力的。A、钢板之间的所有接缝都是铆接、焊接或用螺栓连接的;B、所有通进罐体中的接管,在进入罐体的结合点上与罐体都是金属连接的;
C、所有气体或蒸气通口都是封密的,或当在储存条件下罐内存放的液体能形成可燃气与空气的混合气体时,有防火保护措施;D、罐体顶盖的厚度最少为4㎜;E、罐体顶盖用铆接、焊接或用螺栓连接法与罐体连接在一起的。—排放无爆炸危险气体、蒸汽或粉尘的放散管、烟囱、1区、11区和2区爆炸危险场所的自然通风管等,装有阻火器装置的排放爆炸危险气体、、蒸汽或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道除了应符合第一类防雷建筑物的第三条的要求外,其防雷保护还应符合下列要求:A、金属薄板物体一般不装接闪器,但应和屋面防雷装置相连;B、在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体则应装接闪器并和屋面防雷装置相连;自然接闪器的运用建筑物的以下部件可用作自然接闪器A、覆盖于需要防雷空间的金属板。B、当非金属屋顶可以被排除于需防雷空间之外时,其下方的屋顶结构的金属部件C、建筑物的排水管、装饰物、栏杆等金属部件,当其截面不小于对标准接闪器部件所规定的截面。厚度不小于2.5㎜的金属管、金属罐,且雷击击穿时不会民生危险或其他不可接受的情况。厚度不小于下表所给出厚度δ值的金属管、金属罐,且雷击点内表面温度升高不构成危险。用作接闪器的金属板或金属管的最小厚度材料厚度δ(㎜)钢铁4铜5铝73)第三类防雷建筑物的接闪器采用避雷网(带)或避雷针防直击雷措施,宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由主两种混合组成的接闪器;避雷网(带)应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设;并应在整个屋面组成不大于20×20或24×16m的网格,平屋面的建筑物,当其宽度不大于20m时,可仅沿周边敷设一圈避雷带。突出屋面的金属物体和非金属物体的保护方式太阳能的防雷:目前太阳能热水器主要安装在多层住宅顶上,遭受雷击的危险较为突出,而在一般情况下住宅防雷设施的设计也未考虑对屋顶太阳能热水器的防护。因此,要减少雷击隐患,可考虑下列补救措施:1)降低太阳能热水器的安装高度,加高避雷针的高度。热水器至少低于最高避雷针或避雷带60㎝,并与针、带保护1m左右的安全距离。2)若因安装空间限制无法满足安全距离要求,也可考虑将热水器金属支架与避雷带相连。3)建议在雷雨时最好不要使用太阳能热水器。建筑物屋顶上装有风机、热泵、航空灯等电气设备时,把设备外壳与避雷带连成一体是通常的做法,但往往忽视了重要一点:即这些电气设备的电源线未加防护不能直接与配电装置相连接。GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》2.5.3作了如下规定,装有避雷针和避雷线的构架上的照明灯电源线,必须采用直埋于土壤中的带金属护层的电缆或穿入金属管的导线。电缆的金属护层或金属管必须接地,埋入土壤中的长度应在10m以上,方可与配电装置的接地网相连或与电源线、低压配电装置相连接。如果与避雷装置连成一体的电气设备的外壳,如再与屋内的接地线相连会出现如下结果:因为屋顶遭雷击时,雷电流就会从避雷带—屋顶电气设备外壳—屋内电气设备外壳,使屋内电气设备外壳出现高电位,这是极其危险的,因此屋顶电气设备的外壳已与避雷装置连成一体后,若再与屋内接地线相连,必须在室内实行等电位联结才安全。能否用铜绞线作为女儿墙上的避雷带:用铜绞线作为女儿墙上的避雷带,虽然造价比圆钢大得多,但对把雷电流引入到地下是有利的,除了铜导线的电阻比圆钢电阻小之外,还有以下优点:A、从趋肤效应考虑,用铜绞线有利。雷电流是瞬间的大电流,其趋肤效应是极其明显的,铜绞线的表面积远大于铜棒(圆钢)的表面积,因此有利于雷电流的流动。B、从接头多少考虑,用铜绞线有利。铜棒长度是受运输条件限制的,屋顶避雷带必须用许多根铜棒接起来,增加了接头。铜绞线的长度几乎不受限制,从避雷效果考虑,当然接头越少越好,对铜绞线的连接应采用化学熔焊法。2、接闪器的安装接闪器的安装主要包括避雷针的安装和避雷带(网)的安装1)避雷针的安装可参照全国通用电气装置标准图集执行(D562、D565)。—建筑物上的避雷针和建筑物顶部的其他金属物体应连接成一个整体。—为了防止雷击避雷针时雷电沿电线传入室内,危及人身安全,不得在避雷针构架上架设低压线路。装有避雷针的构架上的照明灯电源线,必须采用直埋于地下的带金属护层的电缆或穿金属管的导线。—避雷针及其接地装置,应采取自下而上的施工程序。先安装集中接地装置,后安装引下线,最后安装接闪器。2)避雷带和避雷网的安装—明装避雷带(网)的安装:适用于安装在建筑物的屋脊、屋檐、或屋顶边缘及女儿墙等处,对建筑物易受雷击部位进行重点保护。A、避雷带在屋面混凝土支座上的安装避雷带(网)的支座可以在建筑物屋面面层施工过程中浇制,也可以预制再砌牢或与屋面防水层进行固定。屋面上支座的安装位置是由避雷带(网)的安装位置决定的。避雷带(网)距屋面的边缘距离不应大于500㎜。以避雷带(网)转角中心严禁设置避雷带支座。在屋面上制作或安装支座时,应在直线段两端点(即弯曲处的起点)拉通线,确定中间位置,中间支座的间距为1~1.5m,相互间距离就均匀分布,在转弯处支座的间距为0.5m。B、避雷带在女儿墙或天沟支架上的安装避雷带(网)沿女儿墙安装时,应使用支架固定。并应尽量随结构施工预埋支架。当条件限制时,应在墙体施工时预留不小于100㎜×100㎜×100㎜的孔洞,洞口的大小应里外一致,首先埋设直线段两端的支架,然后拉通线埋设中间支架,其转弯处支架应距转弯角中点0.25~0.5m,直线段支架水平间距为1~1.5m。女儿墙上设置的支架应与墙顶面垂直。在预留孔洞内埋设支架前,应先用素水泥浆湿润,放置好支架时,用水泥砂浆注牢固,支架的支起高度不应小于150㎜,待达到强度后再敷设避雷带(网)。C、避雷带在屋脊或檐口支座、支架上安装避雷带在建筑物屋脊或檐口上安装,可使用混凝土支座或支架固定。使用支座固定避雷带时,应配合土建施工,现场浇制时,先将脊瓦敲支一角,使支座与脊瓦内的砂浆连成一体;如使用支架固定避雷带时,需用电钻将脊瓦钻孔,再将支架插入孔内,用水泥砂浆填塞牢固。在屋脊上固定支座和支架,水平间距为1~1.5m,转弯处为0.25~0.5m.避雷带沿坡形屋面敷设时,也应使用混凝土支座固定,且支座应与屋面垂直。D、明装避雷带(网)的敷设明装避雷带应采用镀锌圆钢或扁钢制成。圆钢或扁钢在使用前,应进行调直加工。将调直后的圆钢或扁钢,运到安装地点,提升到建筑物的顶部,通顺平直地沿支座或支架的路径进行敷设。在避雷带敷设的同时,应与支座或支架进行卡固或焊接连成一体,并同防雷引下线焊接好。其引下线的上端与避雷带的交接处,应弯曲甩弧形再与避雷带并齐进行搭接焊接。如避雷带沿女儿墙及电梯机房或水池枯部四周敷设时,不同平面的避雷带应至少有再版互相连接,连接应采用焊接。建筑物屋顶上的穿孔金属物体,中旗杆、透气管、铁栏杆、爬梯、冷却水塔、电视天线杆等,这些部位的金属导体都必须与避雷带焊接成一体。避雷带沿坡形屋面敷设时,应与屋面平等布置。避雷带在转角处应随建筑造型弯曲,一般不宜小于90°,弯曲半径不宜小于圆钢直径的10倍,或扁钢宽度的6倍,绝对不能弯成直角。E、避雷带通过伸缩缝的做法避雷带通过建筑物伸缩沉降缝处,应将避雷带向侧面弯成半径100㎜的弧形,且支持卡子中心距建筑物边缘距离减至400㎜。也可以将避雷带向下部弯曲。安装好的避雷带网应平直、牢固,不应有高低起伏和弯曲现象,平直度每2m检查段允许偏差值不宜大于3‰,全长不宜超过10㎜。2)暗装避雷带(网)的安装暗装避雷网是利用建筑物内的钢筋做避雷网,暗装避雷网较明装避雷网美观,越来越被广泛利用,尤其是在工业厂房和高层建筑中应用较多。—用建筑物V形折板内钢筋作避雷网建筑物有防雷要求时,可利用V形折板内钢筋作避雷网,折板插筋一吊环和网筋绑扎,能长筋应和插筋、吊环绑扎,折板接头部位的通长筋在端部预留钢筋头100㎜长,便于与引下线焊接。引下线的位置由工程设计决定。等高多跨搭接处通长筋与通长筋应绑扎。不等高多跨交接处,通长筋之间应用Φ8㎜圆钢连接焊牢,绑扎或连接的间距为6m。—用女儿墙压顶钢筋作暗装避雷带女儿墙上压顶为现浇混凝土时,可利用、压顶板内的通长钢筋作为建筑物的暗装避雷带;当女儿墙上压顶为预制土板时,就在顶板上预埋支架设避雷带。用女儿墙现浇混凝土压顶钢筋作暗装避雷带时,防雷引下线可采用不小于Φ10㎜的圆钢。在女儿墙预制混凝土板上预埋支架设避雷带时,或在女儿墙上有铁栏杆时,防雷引下线应由板缝引出顶板与避雷带连接。引下线应与女儿墙压顶内通长钢筋用Φ10㎜圆钢做连接线进行连接。—高层建筑暗装避雷网的安装暗装避雷网是利用建筑物屋面板内钢筋作为接闪装置,将避雷网、引下线和接地装置三部分组成一个笼式避雷网。由于土建施工做法和构件不同,赋予面板上的网格大小也不一样,现浇混凝土屋面板其网格均小于30㎝×30㎝,而且整个现浇屋面板的钢筋都是连成一体的。如果采用明装避雷带和暗装避雷网相结合的方法,是最好的防雷措施,即屋顶上部如有女儿墙时,为使女儿墙不受损伤,在女儿墙上部安装避雷带与暗装避雷网再连接起来。对高层建筑物,一定要注意防侧击和采取等电位措施。应在建筑物首层起每三层设置均压环一圈。当建筑物全部为钢筋混凝土结构时,即可将结构圈梁钢筋与柱内充当引下线的钢筋进行连接作为均压环。当建筑物为砖混结构但有钢筋混凝土组合和圈梁时,均压不死不活做法同钢筋混凝土结构。没有组合柱和圈梁的建筑物,应每三层在建筑物外墙内敷设一圈Φ12㎜的镀锌圆钢作为均压环,并与防雷装置的所有引下线连接。3、引下线1)第一类防雷建筑物的引下线引下线是连接防雷接闪装置和接地装置的一段导线。其作用是将雷电流引入接地装置。引下线可以是有若干条并联的电流通路,其电流通路的长度应是最短的。在第一类防雷建筑物采用独立避雷针或架空避雷线时,其避雷针与杆塔和架空避雷线的各支柱处应至少设一根引下线。对金属制成或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔(或支柱),宜利用其作引下线。当树木高于建筑物且不在接闪器保护范围内时,树木与建筑物之间的净距离不应小于5m.2)第二类防雷建筑物的引下线第二类防雷建筑物引下线不应少于两根,其间距不宜大于18m。当仅仅利用建筑物四周的钢柱或柱子中钢筋作为引下线时,可按建筑物开单的轴线尺寸设置引下线,但引下线的平均间距不应大于18m。建筑物的以下部件可用作自然引下线—建筑物内的金属设施,在金属设施的各部件间的电气连接应可靠(如采用铜焊、熔焊、卷边压接等)、截面尺寸应满足标准引下线的要求。—建筑物的金属框架—建筑物的互联钢筋建筑物外部金属立面结构、外廊围栏及附属结构。尺寸满足引下线的要求,厚度不小于0.5㎜;垂直方向各部件间的电气连接应可靠各个金属部件间的间隙不超过1㎜,而且两部件间搭接部分至少为100㎝2。如果钢结构建筑物的金属框架或建筑物的互联用作引正经一时,不需要装设水平环形连接导体。除采用自然引下线的情况外,也可采用人工引下线,每根人工引下线在与接地装置连接处应设断接卡。断接卡安装的高度就便于在作测量时能够用工具拆开,平时应接通。采用多根专设引下线时,为了便于测量接地电阻以及检查引下线、接地线的连接状况,宜在各引下线上于距地面0.3~1.8m之间设置安装断接卡。断接卡应有保护措施。断接卡有明装和暗装两种,明装断接卡子为防止人为损坏及便于加装保护套管,安装高度应距地面1.5~1.8m,断接卡子可利用—40㎜×40㎜或25㎜×4㎜的镀锌扁钢制作,断接卡子应用两根镀锌螺栓拧紧。明敷引下线的敷设明敷引下线支持卡子及其预埋明装引下线应按设计位置在建筑物主体施工时,预埋支持卡子,然后将引下线固定在支持卡子上,卡子之间的距离为1.5~2m.明敷引下线的敷设明敷引下线调直后,回定于埋设在墙体上的支持卡子内,固定方法可用螺栓、焊接或卡固等。引下线路径尽可能短而直,当通过屋面挑檐板等处,在不能直线引下而要拐弯时,不应构成锐角转折,应做成曲径较大的慢弯。引下线沿墙或混凝土构造柱暗敷设引下线疝砖或混凝土构造柱内暗设,应配合土建施工。将钢筋调直后先与接地体连接好,由下至上层放钢筋,敷设路径尽量短而直,可直接通过挑檐板或女儿墙与避雷带焊接。利用建筑物钢筋做防雷引下线防越南雷装置的引下线应优先利用建筑物钢筋混凝土中的钢筋,不仅可节约钢材,更重要的是比较安全。由于利用建筑物钢筋做引下线,是从上而下连接一体,因此不能设置断接卡子测试接地电阻值,需在柱内用为引下线的钢筋上,另焊一根圆钢引至柱(或墙)外侧的墙体上,在距散水坡1.8m处,设置接地电阻测试箱。在建筑结构完成后,必须通过测试点测试接地电阻,若达不到设计要求,可在柱外距地0.8~1m预留导体处加接外附人工接地体。明装防雷引下线保护管敷设明设引下线在断接卡子下部,应外套竹管、硬塑料管、角铁或开口管保护,以防止机械损伤。防雷引下线不应套钢管,以免接闪时感应涡流和增加引下线的电感,影响雷电流的顺利导通,如必须外套钢管保护时,必须在钢保护管的上下侧焊跨接线与引正经一连接成一导电体。为避免接触电压,游人众多的建筑物,明装引下线的外围要加装饰护栏,保护管深入地下不应小于300㎜。在工矿企业,防雷引下线设在人员不易接近的地方。为防止防雷引下线受到机械外力损坏,可用角网或钢管加以保护,当用钢管保护时,在钢管两端应把钢管管口和防雷引下线焊成一体,如不焊接,则雷击时的钢管感应电抗大,不利于把雷引到地下,钢管的上口应封口,防止管内积水。在住宅区,防雷引下线应采用硬塑料管保护,塑料管的上口也应封口。保护管或保护角钢应用铁卡子固定在墙上,铁卡子离地面或离保护管上口的距离为300~400㎜,铁卡子一般用-25×4㎜的镀锌扁钢加工.当利用混凝土内钢筋、钢柱等自然引下线并同时采用基础接地体时,可不设断接卡,但利用钢筋作引下线时应在室内外的适当地点设若干连接板,该连接板可供测量、接人工接地体和作等电位连接用。当仅利用钢筋作引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时,应在每根引下线上距地面以下不低于0.3m处设接地体连接板,连接板处宜有明显标志。A、有多根引下线时,并不都必须设置断接卡。利用建筑物结构柱内主钢筋作为防雷引下线,并利用钢筋混凝土桩内钢筋作为接地极时,不应设置断接卡。为了测量接地电阻,在混凝土桩打入地下后,测量每根桩的接地电阻,然后把所有桩用圆钢(直径最小为10㎜,通常用16㎜)或扁钢(最小截面为-25×4㎜,通常用-40×4㎜)连成一体,再测量总接地电阻,为了在建筑物投入使用使用后检查接地电阻,可在建筑物近地端引出检测点,即从引下线主钢筋上焊出接地线至检测点,此检测点可为钢板,在上面焊一只接地螺栓。B、断接卡并非一定就要设在1.5~1.8m处,一般在公共场合,如住宅区,防雷引下线明敷时,应把断接卡设置在1.5~1.8mth;暗敷时,为了不影响建筑物的外观,断接卡可设在近地端的墙内(一般为距地300~400m)。当防雷引下线既未设置断接卡,又未设置检测点时,若检查接地电阻,可用导线把建筑物顶上的避雷带或避雷针引至地面进行测量,测量结果需减去导线的电阻。问题:采取联合接地体时,防雷接地引下线为什么不设置断接卡?防雷接地是减少雷击危害的基本措施。要确保接地可靠,接地电阻的测量是一项十分重要的工作。在工程建设中,测量防雷接地电阻,采取以下程序:松开防雷引下线的断接卡-放线-打辅助电极-测量-收线-连接断接卡。断接卡的存在并不是一件好事,一旦断接卡的螺栓发生松动,或者断接卡接触面生锈,应付影响接地的效果,严重时就会失去防雷接地的作用。目前高层建筑物都采用共用接地体,在这种情况下,包括只有一组接地极的工程,不设断接卡,也不必设置断接卡,但要有接地电阻测试点,有人主张高在外墙上,这即影响外墙脚的美观,又做得不全面,因为作为共用接地体,它是防雷接地、工作接地、弱电接地、保护接地、防静电接地等的共用接地体。这些接地通过相隔一定距离的各自引上的接地线和共用接地体相连,测出的也只是这几根防雷接地引下线是否符合要求。而这背地接地的引下线都在室内,并且不准和防雷引下线靠近,以免雷击时遭到雷电流的反击。因此,测量共用接地体的接地电阻,可从任何一根接地引下线测出,不必在外墙上设置测试点。引下线各部位的连接引下线需要中间接头时,应进行搭接焊接,其搭接长度应符合规范要求。且明装引下线的接头处应错开支持卡子。焊接处焊缝应饱满并有足够的机械强度,不得有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷。3)第三类防雷建筑物的引下线。第三类防雷建筑物防直击雷的引下线不应少于两根,但周长不超过25m且高度不超过40m的建筑物可只设一根引下线。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于25m。当仅利用建筑物四周的钢柱或混凝土柱中的钢筋作为引下线时,可按跨度设引下线,但引下线平均距离不应大于25m。为了减少发生危险的放电火花的可能,引下线耐必须尽量做到引下线是接闪器的延续。引下线导体的保护:位于人行通道、车辆通道、学校游戏场、牲畜圈养场、公共通道和其它类似场所的下行导体必须加以保护,防止物理损坏和位移。如果这尖导体从铁质金属材料导管中通过,则导体必须在管道的顶部和底部都固定住,引下线导体至少在地平面以上1.8m的距离内必须保护。进入腐蚀性土壤中的引下线导体必须通过加防腐套的办法加以保护,保护范围从地面以上0.9m处开始,一直支伸入下的整个长度。沿着或在钢筋混凝土或结构钢立柱中布置的引下线导体,必须在立柱的上端和下端都与立柱中的钢筋或钢构件连接起来,当钢立柱中的钢构件非常长时,中间还必须固定,固定点之间的距离不得超过60m。这种连接必须使用连接件,或连接或焊接在钢构件上,使用PVC套管或其他非金属线槽,也不能省掉这种连接,除非能保证导体充分地分开,满足等电位的要求。除了这种情况,必须采取措施保证垂直向下平行导体的中间固定。导体必须牢固地固定在沿其布置的结构上,固定点的间隔不得超过1m,根据要求可以使用钉子、螺钉、螺栓或胶来固定,固定必须牢固不得破断,紧固件的材料必须与导体材料相同,或与导体有相同抗腐蚀能力。砌筑结构中用事固定雷电防护系统的锚固件有直径至少为6㎜.锚固件的设置须仔细。放置锚固件的孔必须有正确的尺寸,必须用适当工具加工。这汉孔最好位于砖、石或其它砌体上,而不要布置在砂浆缝隙的地方。锚固件安装要紧密没有缝隙,这样外面潮气才不能进去,可以减少由于冻结造成的破坏的机会。用圆钢作为防雷引下线时,其直径最小为8㎜;装设在烟囱上的引下线,由于高度高,考虑到维护不方便,为达到延长使用寿命的目的,圆钢直径最小为12㎜;利用建筑物钢筋混凝土中的钢筋作为防雷引下线时考虑到雷电流的热效应应会对混凝土起破坏作用,为此加大载流导体的截面积,用两根直径为16㎜及以的钢筋或四根10㎜及以上的钢筋作为防雷引下线,由于每根混凝土柱子内的主钢筋数量都超过四根,因此,加大防雷引下线的截面并不增加工程的材料费用。目前建筑工程中,已广泛采用混凝土柱子内钢筋作为防雷引下线,在施工时要注意如下问题:A、柱子内主钢筋直径为16㎜及以上时,应利用两根钢筋作为一组防雷引下线;B、柱子内主钢筋直径为10㎜及以上时,应利用四根钢筋作为一组防雷引下线;C、柱子内作防雷引下线的主钢筋应位于建筑物的外侧。D、主钢筋采用压力熔焊时,主钢筋的连接点不必再焊跨接圆钢;主钢筋若采用绑扎连接,则需用同截面的圆钢进行焊接。E、利用基础桩作为联合接地体,主钢筋作为防雷引下线时,主钢筋不准设断接卡,也不必在外墙上设置测试点。4、接地装置接地装置是指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的金属导体,接地体分人工接地体和自然接地体两种。1)第一类防雷建筑物的接地装置独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置,每一根引下线的冲出接地电阻不宜大于10Ω。在土壤电阻率高的地区,可适当增大冲击接地电阻。—防直击雷接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体,每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω,并应和电气设备接地装置及所有进入建筑物的金属管道相连,此接地装置兼作防雷电感应之用。—关于共用接地:由于防雷装置直接装在建、构筑物上,要保持防雷装置与各种金属物体之间的安全距离已成为不可能。此时,只能将屋内各种金属物体及进出建筑物的各种金属管线,进行严格的接地,而且所有接地装置都必须共用,并进行多处连接,使防雷装置和邻近的金属物体电位相等或降低其间的电位差,以防反击危险,—为了将雷电流流散入大地而不会产生危险的过电压,接地装置的布置和尺寸比接地电阻的特定值更重要,通常建议采用阻值较低的接地装置,防直击雷的环形接地体宜按下方法敷设(按本方法敷设接地体时可不计及冲击电阻值)A、当土壤电阻小于500Ω·m时,对环形接地体所包围的面积的等效圆半径r=√A/∏大于或等于5m的情况(即接地体所包围的面积A≥78.53㎡),环形接地不需要补加接地体;对等效圆半径r=√A/∏小于5m的情况(A<78.53㎡),每一处引下线应补加水平接地体或垂直接地体。单独补加水平接地体lr=5-√A/∏单独补加垂直接地体lu=5-√A/∏/2A、当土壤电阻小于500~3000Ω·m时,对环形接地体所包围的面积的等效圆半径√A/∏≥(11ρ-3600)/380(m)的情况,环形接地不需要补加接地体;对环形接地体所包围的面积的等效圆半径√A/∏<(11ρ-3600)/380(m)的情况.每一处引下线应补加水平接地体或垂直接地体。当单独补加水平接地体时其长度应为2)第二类防雷建筑物的接地装置—共用同一接地情况:防直击雷的接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置,每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。并应与埋地金属管道相连;当不共用、不相连时,两者间在地中的距离应符合表达式的要求,但不小于2m.Se2≥0.3kcRi—利用建筑物金属体做防雷及接地装置1、建筑物家利用钢筋混凝土屋面、梁、柱、基础内的钢筋作为引下线。2、当基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量不低于4%及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时,宜利用基础内的钢筋作为接地装置。3、敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或圆钢时,当仅有一根时,其直径不就小于10㎜。被利用作为防雷装置的混凝土构件内有箍筋连接的钢筋,其截面积总和不应小于一根直径为10㎜钢筋的截面积。4、利用基础内钢筋网作为接地体时央周围地面以下距地面不小于0.5m,每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合下列表达式
式中S——钢筋表面积总和(m2)。
5、当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝±基础内敷设人工基础接地体时,接地体的规格尺寸不应小于表3.3.5的规定。
第二类防雷建筑物环形人工基础接地体的规格尺寸表3.3.5
确定环形人工基础接地体尺寸的几条原则:1)在相同截面、同一长度下,所消耗的钢材重是相同的,但是,扁钢的表面积总是大于圆钢的,所以优先选用扁钢。2)在截面积总和相等的情况之下,多根圆钢的表面积总是大于一根的,所以,在满足所要求的表面积的前提下,建议优先选用圆钢。3)圆面积钢直径选用Φ8㎜、Φ10㎜、Φ12㎜三种规格,选用大于Φ12㎜圆钢一是浪费材料,二是施工时不易于弯曲,因此,在敷设人工接地体时,圆钢直径常选用Φ8㎜、Φ10㎜钢筋。4)混凝土电阻率取100Ω·m,这样,混凝土内钢筋体有效长度为2√ρ=20m,即从引下线连接点开始,散流作用按各方向20m考虑。5)当建筑物周长≥60m,按60m考虑,设三根引下线,此时,Kc=0.44,另外还有56%的雷电流从另两根引下线流走,每根引下线各点28%,设28%从两个方向流走,每一方向流走14%。因此,与第一根引下线连接的40m长接地体(一个方向20m,两个方向40m)。共计流走总电流的(0.44+0.14+0.14=0.72)72%,即在公式中的Kc=0.726)≥40m至≥60m周长时按40m长考虑,Kc=1,即按40m长流走全部雷电流考虑。7)<40m周长时无法预先定出规格和尺寸,只能按Kc=1由设计者根据具体长度计算,并按以上原则选用。确定环形人基础接地体的计算结果
表
注:采用一根圆钢时,其直径不应小于10mm。
国家标准GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》2、4、2提出,接地体的焊接应采用撒拉焊,其长度必须符合下列规定:扁钢为其宽度的两倍(且至少三个棱边焊接)。以避雷带安装时,窄边向上,如果采取焊接两长一短,雨水则会从扁钢的侧面,即从未焊的短边这一方向渗入反革命接部位的内表面,加快扁钢锈蚀;若采取焊接两短一长,且位于下面的长棱边不焊,则雨水难以进入,减轻了腐蚀作用。7)构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋,其箍舟车与钢筋的连接,钢筋与钢筋的连接应采用土建施工的绑扎法连接或焊接。单根钢筋或圆钢或外引预埋连接板、线与上述钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接。构件之间必须连接成电气通路。整个建筑物的槽形、板形、块形基础的钢筋表面积总是能满足对钢筋表面积的要求。混凝土内的钢筋借绑扎作为电气连接,当雷电流通过时,在连接处是否可能由此而发生混凝土炸裂?当土壤电阻率ρ小于或等于3000Ω·m时,在防雷的接地装置同其它接地装置和进出建筑物的管道相连的情况下,防雷的接地装置可不计及接地电阻值,但其接地体应符合下列规定之一:
一、防直击雷的环形接地体的敷设应符合本第一类防雷建筑物直击雷措施第7条的要求,但土壤电阻率ρ的适用范围应放大到小于或等于3000Ω·m。
二、在符合第二类防雷建筑物防直击雷措施第五第规定的条件下,利用槽形、板形或条形基础的钢筋作为接地体,当槽形、板形基础钢筋网在水平面的投影面积或成环的条形基础钢筋所包围的面积A大于或等于80m2时,可不另加接地体。
三、在符合第二类防雷建筑物的防直击雷措施第五条规定的条件下,对6m柱距或大多数柱距为6m的单层工业建筑物,当利用柱子基础的钢筋作为防雷的接地体并同时符合下列条件时,可不另加接地体:
1.利用全部或绝大多数柱子基础的钢筋作为接地体;
2.柱子基础的钢筋网通过钢柱,钢屋架,钢筋混凝土柱子、屋架、屋面板、吊车梁等构件的钢筋或防雷装置互相连成整体,保证雷电流较均匀分配到雷击点附近各作为为引下线金属导体和各接地体上。
3.在周围地面以下距地面不小于0.5m,每一柱子基础内所连接的钢筋表面积总和大于或等于0.82m2以保证混凝土基础的安全性。
3)第三类防雷建筑物的接地装置冲击接地电阻每根引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω,但对第三类防雷建筑物中的预计雷击次数0.012次/a≤N=kNgAe<0.060次/a的省、部级办公建筑物及其他重要或人员密集的公共建筑物的引下线的冲击接地电阻则不宜大于10Ω;其接地装置宜与低压电气设备、电信系统等接地装置共用。防雷的接地装置宜与埋地金属管道相连。当不共用,不相连时,两者间在地中的距离不应小于2m.在共用接地装置与埋地金属管道相连的情况下,接地装置宜围绕建筑物辐射成环形接地体。为了将雷电流散流入大地而不在接地装置上产生过电压,接地装置的形状为:一个或多个环形接地体,垂直(或倾斜)接地体,水平接地体或自然基础接地体。利用建筑物金属体做防雷及接地装置建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置,并应符合规范第二灯防雷建筑物的防直击雷第五条第②、③、⑥款和下列规定:一、利用基础内钢筋网作为接地体时,在周围地面以下距地面不小于0.5m,每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合下列表达式的要求:
S≥1.89Kc2
式中S——钢筋表面积总和(m2)。
当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时,接地体的规格尺寸不应小于表的规定。
②采用多根圆钢时,其敷设净距不小于直径的2倍;
注:①当长度相同、截面面相同时,宜优先选用扁钢;
第三类防雷建筑物环形人工基础接地体的规格尺寸表
当土壤电阻率ρ小于或等于300Ω·m时,在防雷的接地装置同其它接地装置和进出建筑物的管道相连的情况下,防雷的接地装置可不计及接地电阻值,其接地体应符合本规范第第二类防雷建筑物的防直击雷第6条的规定,但其二、三款应改为在符合本规范第三类防雷建筑物的防直击雷第三条规定的条件下及其三款3项所规定的钢筋表面积总和改为大于或等于0.37m2。
对于大地的电阻率高的山地、砂地等,按规定,接地电阻值不能保证时,每一根引向上方的导线,其长度为5m以上。与避雷导线具有同等以上截面积的铜线,要埋设4根以上作为埋设地线,从被保护物起呈放射状,以0.5m以上的深度埋设在地下,再次沿着被保护物的外围,以相同的深度埋设的环状埋设地线屯上述埋设地线进行并联以代替接地极。对建筑在潮湿土壤和岩石地基上的建筑物,虽然希望减小接地电阻,但这并不是最重要的,在潮湿土壤肥力地基的情况下,如果地基的土壤电阻率正常,在40~500Ω·m之间,那么一块介入地下3.0m的接地体的电阻将为15~200Ω·m.对于一座小型长方形建筑物,两块这样的接地体就够了。在岩石的地基条件下,不可能安装通常意义上的接地连接,这是因为大多数种类的岩石都具有高电阻率,要实现有效的接地就必须考虑其他办法。最有效的办法就是在建筑物四周的岩石表面上布设一张很大的金属丝网,把引下线连接在它上面。在这样的安排下,在一定距离内对地的电阻可能还很高,但整个建筑物上的电位都基本相同,就像坐落在土壤地基上的情况一样,保护效果也基本相同。接地安排取决于土壤特性、导体伸入地下的深度范围、上层的深度、埋置金属丝网的土壤层导电性好坏等。在需要铺设金属丝的地方,如果土层深度不足,则需要添加土层,以达到需要的保护效果。需要的土层深度主要由安装设计人员来定,地下金属导体埋置越深,保护效果就越好。在有条件的情况下,接地体还应该有地下的分枝,分枝至少要离开建筑物外墙的基础600㎜,否则墙壁易受破坏。人工接地体的安装1、接地体的安装接地体的加工:垂直接地体多使用角钢或钢管,一般应按设计所提数量和规格进行加工。其长度家为2.5m,两接地体间距离宜为5m。通常情况下,在一般土壤中采用角钢接地体,在坚实土壤中采用钢管接地体。为了便于接地体垂直打入土中,应将打入地下的一端加工成尖形。为了防止将钢管或角钢打劈,可用圆钢加工一种护管帽套入钢管一端,或用一块短角钢(约10㎝)焊在接地角钢的一端。2、挖沟:装设接地体前,需沿接地体的线路先挖沟,以便打入接地体和敷设连接这些接地体的扁钢,接地装置需埋于地表层以下,一般接地体顶部距地面不应小于0.6m。按设计规定的接地网的路线进行测量划线,然后依线开挖,一般沟深0.8~1.0m,沟的上部宽0.6m,底部宽0.4m,沟要挖得平直,深浅一致,且要求沟底平整,如有石子就消除。挖沟时如附近有建筑物或构筑物,沟的中主线与建筑物或构筑物的距离不宜小于2m。3、敷设接地体:沟挖好后应尽快敷设接地体,以防止塌方。接地体一般采用手锤打入地中,接地体与地面应保持垂直,防止接地体与土壤产生间隙,增加接地电阻影响散流效果。接地线敷设接地线分人工接地线和自然接地线。人工接地线在一般情况下均应采用扁钢或圆钢,并应敷设在易于检查的地方,且应有防止机械损伤及防止化学腐蚀的保护措施,。从接地干线敷设到用电设备的接地支线的距离越短越好。当接地线与电缆或其他电线交叉时,其间距至少要维持25㎜.在接地线与管道、公路、铁路等交叉处及其他可能使接地线遭受机械损伤的地方,均应套钢管或角钢保护,当接地线跨越有震动的地方,如铁路轨道时,接地线应略加弯曲,以便震动时有伸缩的余地,避免断裂。1、接地体间连接扁钢的敷设:垂直接地极间多用扁钢连接。当接地体打入地中后,即可将扁钢放置于沟内,依次将扁钢与接地体用焊接的方法连接。扁钢应侧放而不可平放,这样即便于焊接,也可减小其散流电阻。接地体与连接线焊好之后,以过检查确认接地体埋设深度、焊接质量、接地电阻等均符合要求后,即可将沟填平。2、接地干线与接地支线的敷设:接地干线与接地支线的敷设分为室外和室内两种,室外的接地干线和支线是供室外电气设备接地使用的,室内的是供室内的电气设备使用的。室外接地干线与接地支线一般敷设在沟内,敷设前应按设计要求挖沟,然后埋入扁钢。由于接地干线与接地支线不起接地散流作用,所以埋设时不一定要立放。接地干线与接地体及接地支线均采用焊接连接。接地干线与接地支线末端应露出地面0.5m,以便于与接地线相连,敷设完后即回填土夯实。室内接地线一般多为明敷,但有时因设备接地需要也可埋地敷设或埋设在混凝土层中。明敷的接地线一般敷设在墙上、母线架上或电缆的桥架上。敷设方法如下A、埋设保护套管和预留孔。接地扁钢沿墙敷设时,有时要穿过楼板或墙壁,为了保护接地线且便于检查,应在配合土建墙体施工时,在设计要求的尺寸位置上预埋保护套管或预留出接地干线保护套管的孔。B、预埋固定钩或支持托板。明敷在墙上的接地线应分段固定,固定方法是在墙上埋设固定钩或支持托板,然后将接地线固定在固定钩或支持托板上,也可埋设膨胀螺栓,在接地扁钢上钻孔,用螺帽将扁钢固定在螺栓上。固定钩或支持托板的间距,水平直线部分一般为1.0~1.5m,垂直部分为1.5~2.0m,转角部分为0.5m.沿建筑物墙壁水平敷设时,与地面保护250~300㎜的距离,与建筑物墙壁间应有10~15㎜间隙.C、敷设接地线。娄固定沟或支持托板埋设牢固后,即可将调直的扁钢或圆面积钢放丰固定钩或支持托板内进行固定。在直线段上不应有高低起伏及弯曲等现象。当接地线跨越建筑物伸缩缝、沉降缝时,应加设补偿器或将接地线本身弯成弧状。接地干线过门时,可在门上明敷设通过,也可在门下室内地面暗敷设通过。接电气设备的接地支线往往需要在混凝土地面中暗敷设,在土建施工时应及时配合敷设姨。敷设时应根据设计将接地线一端接电气设备,一端接距离最近的接地干线。所有电气设备都需要单独地敷设接地干线,不可将电气设备串联接地。接地体的连接接地体(线)的连接一般采用搭接焊,焊接处必须牢固无虚焊。有色金属接地线不能采用焊接时,可采用螺栓连接。接地线与电气设备的连接亦采用螺栓连接。接地体连接时的塔接长度为:扁钢与扁钢连接为其宽度的两倍,当宽度不同时,以窄的为准,且至少3条边焊接;圆钢与圆钢连接为其走私的6倍;圆钢与扁钢连接为圆钢直径的6倍‘扁钢与钢管(角钢)焊接时,为了连接可靠,除应在其接触部位两侧进行焊接外,还应焊以由扁钢农业经济成的弧形(或直角形)卡子,或直接将接地扁钢本身弯成弧形(或直角形)与钢管(或角钢)焊接。6)防直击雷的其它措施一、钢质封闭气罐有爆炸危险的露天钢质封闭气罐,当壁厚不小于4㎜时,可不装设接闪器,但应接地,且接地点不少于两处,两接地点距离不大于30m,冲击接地电阻不大于30Ω。当防雷的接地装置符合第二类防雷建筑物防直击雷的措施第六条的规定时,可不计及其接地电阻值。放散管、呼吸阀的保护应符合第一类防雷建筑物防直击雷的措施第二条的要求。例:浮顶罐保护要求当罐顶相当高以及罐内存放的液体有挥发时,雷击顶部开口的浮顶罐的边缘,能引起火灾。和上述情况类似,当罐体内有可燃性蒸气时,浮顶罐边缘直接遭雷击,也能发生火灾。罐顶低矮的储罐也有失火的可能。这种密封常发生在密封有少量泄漏的部位上。防止直接雷击造成点燃的有效办法是严实的密封。雷击能在浮顶罐的密封处引起着火,在具有浮动罐顶和密封位于固定罐体之下的这种情况发生的机会更多。当罐体具有符合环保要求的第二道密封时能够形成类似的蒸发空间。引燃可能是直接由雷击引起的,也可能是由于带电荷的云块向地面或向其他云团放电,在罐顶上产生的感应电荷突然放电引起的。当罐体的浮顶使用位于蒸发空间中的悬挂机构时,罐顶必须通过罐体周围间隔不大于3m的最直接的电通路与密封靴实现电的连接。这种电流通路必须由规格化为0.4×50㎜的柔性不锈钢丝带或电流容量相等又耐腐蚀的其他材料组成。金属靴必须与罐体保护接触,并不得有孔子洞(例如腐蚀孔)。在密封处没有蒸发空间时则罐体不需要这种雷电分流通路。在密封处有防护板挡着的情况下,防护板必须与罐体保持接触。在罐体上有两道密封(第一道和第二道密封)的场合下,在两道密封之间的空间内可能有处在可燃范围内的蒸气与空气的混合气体,如果这种密封的设计包括有导电的材料,并且在该空间内存在放电间隙,或由于罐顶运动能形成火花间隙,则必须安装分流通路,并使分流导体直接与第二道密封以上的罐体接触。分流导体的间隔不得大于3m,而且其结构物必使得不管浮动罐顶处在什么位置,浮动罐顶和罐之间都能保持良好的金属接触。二、烟囱砖烟囱、钢筋混凝土烟囱,宜在烟囱上装设避雷针或避雷环保护。装设在烟囱顶端的避雷环,其截面不得小于100㎜2。多支避雷针应连接在闭合环上。当非金属烟囱无法采用单支或双支避雷针保护时,应对称布置三支高出烟囱口不低于0.5m的避雷针。高度不超过40m的烟囱,可只设一根引下线;超过40m时应设两根引下线。强利用螺栓连接或焊接的一座金属爬梯作为两根引下线用。金属烟囱应作为接闪器和引下线。金属烟囱铁板的截面积完全足以导引最大的雷电流。当制作烟囱的铁板不需要考虑遭雷击可能发生穿孔时,作板厚度就不应该小于0.5㎜,故对金属烟囱铁板的厚度无需提出。金属烟囱本身的连接通常采用法兰盘螺栓连接,这对于一般烟囱的防雷已足够,即使雷击时不火花发生,也基本上不会有任何危险。建筑物防雷电侧击措施当建筑物高度超过滚球半径的高度时,建筑物的侧面会遭受雷电侧击,因此建筑物应采取措施防雷电侧击,通常沿建筑物四周设水平避雷带(均压环),强以明设,也可能是暗设,在高层建筑施工中一般采用暗敷,当上升到设计要求设置均压环时,配合土建施工,绕建筑物外墙一周,采用-25×4㎜的扁钢作均压环,如同在女儿墙上暗装避雷带,并紧贴外墙面,将扁钢固定外墙的所有钢筋混凝土柱的钢筋骨架外侧,与作防雷引下线的所有主钢筋进行可靠焊接,使整个高层建筑直到防雷、均压、屏蔽作用,形成一个大型的“法拉第笼”。牌均压环上下的金属门、窗等金属构件,均须用不小于Φ10㎜的钢筋与就近的防雷引下线或均压环可靠连接。铝合金门窗可以通过扁钢与其固定件螺栓连接,扁钢再与Φ10㎜的钢筋焊接。分体式空调的防雷,可采取以下措施:由建筑工程设计院在图纸设计阶段就由建筑、结构及暖通、空调专业的设计人员统一考虑分体式空调外挂机的安装位置和安装尺寸。在这里之所以要求结构专业人员给予配合是因为外挂机具有一定的重,其安装部位应避开非承重墙,以避免安装部位的墙体的强度过低,使外挂机使用后从墙体上坠落。在分体式空调外挂职机的安装位置确定报,由防雷专业的设计人员根据防雷电侧击的要求,处结构的梁柱中引出防雷用的圆钢或扁钢至每个空调外挂机的安装位置,并预留一个或两个明露螺栓,以供用户安装空调的外挂机及其固定支架的雷电侧击。建筑物的雷电反击措施所谓雷电反击,就是当防雷装置受到雷击时,在接闪器、引下线和接地极上都会产生很高的电位,如果建筑物内的电气设备、电线杆和其他金属管线与防雷装置的距离不够时,它们之间应付产生放电,这种放电称之为反击。其结果可能引起电气设备绝缘破坏,金属管道烧穿,从而引起火灾、爆炸及电击等事故。防止反击的措施有两种,一种是将建筑物的金属物体(含钢筋)与防雷装置的接闪器、引下线分隔开,并且保持一定的距离,另一种是,当防雷装置不易与建筑物内的钢筋、金属管道分开时,则将建筑物内的金属管道系统,在其主干管道处与靠近的防雷装置相连接,有条件时,宜将建筑物每层的钢筋与所有的防雷引下线连接。当把电气部分的接地和防雷接地连成一体后,使其电位相等就不会受到反击。因此在防雷设计时应考虑到直击雷会在引下线系统上造成高瞬间对地电位,
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