建筑防雷与接地-雷电的形成及危害

感应雷感应雷

也称为雷电感应或感应过电压；它分为静电感应雷和电磁感应雷。2静电感应雷是由于带电积云接近地面，在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的（感应出被电场束缚的正电荷）。在带电积云与其他客体放电后，架空线路导线或导电凸出物顶部的电荷失去束缚，以大电流、高电压冲击波的形式，沿线路导线或导电凸出物极快地传播。3电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的；这种迅速变化的磁场能在邻近的导体上感应出很高的电动势；如系开口环状导体，开口处可能由此引起火花放电；如系闭合导体环路，环路内将产生很大的冲击电流。4感应雷破坏也称为二次破坏由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸，而感应到导线上就会对设备产生强烈的破坏性。感应雷破坏5雷电波侵入雷电波侵入是指由于架空线路或金属管道对雷电的传导的作用，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。7雷电波侵入雷电波侵入的方式通常有三种：1.直击雷击中金属导线，让高压雷电波以波的形式沿着导线两边传播而引入室内；2.来自感应雷的高电压脉冲，即由于雷云对大地放电或雷云之间迅速放电形成的静电感应和电磁感应，他们在各种电线中感应出几KV到几十KV的高电位，以波的形式沿着导线传播而引入室内的；3.由于直击雷在房子或房子附近入地，因其通过地网入地时，在地网上会发生数十千伏到数百千伏的高电位，这高电位通过电力线的零线、保安接地线和通信系统的地线，也是以波的形式传入室内，并沿着导线传播到别处，殃及更大范围。81.雷电波侵入雷电直击所谓直击雷，是指雷电直接击中了架空电线或埋地电缆，雷电流以1/20～1/2的光速以波的形式向线路两端移动，对电力设备及用电设施构成危害。雷击时电流高达几十千安，最高达200～300KA，一般在20～40KA，其时间甚短，一般仅为10～100μs。雷击架空线路导线产生的直击雷过电压：US≈100IUS：雷击点过电压最大值；I：雷电流幅值。实践证明，在埋有电缆的地方，沿电缆埋设的线路落雷率要比其他地方落雷率高，在土壤电阻率高的地方尤其明显，这是由于在土壤中埋下一条电缆就相当于土壤中有一条土壤电阻率特别低的带，即在土壤电阻率高的地方，如果中间存在一块低土壤电阻率的地区，该地区受雷击率特别高，这便是雷电直击电缆的原因。据有关资料报道，雷电直击点的地面会出现大的孔洞，洞深可直达电缆。9危害程度102.雷电波侵入雷电反击当雷电击中电缆附近大地时，落雷点的电位显著升高，而电缆延伸至很远，其远端电位可视为零，所以雷击点附近的电缆电位也几乎为零，这样一来，落雷点与电缆之间便出现极大的电位差。如果这一电位差超过了雷击点与电缆间的土壤耐压强度所无法承受的程度时，便击穿土壤，形成了从雷击点到电缆的电弧通道，大量雷电流涌向电缆。这种雷击，损害程度与雷电直击电缆相当，同样会造成电缆严重破坏。雷电的危害雷电具有电流很大、电压很高、冲击性很强等特点，有多方面的破坏作用，且破坏力很大；雷电危害按雷电出现的物理效应可分成电性质破坏、热性质破坏和机械性质破坏。雷电的危害

12电性质的破坏作用表现为数百万伏乃至更高的冲击电压，可能毁坏发电机、电力变压、断路器、绝缘子等电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电；绝缘损坏可引起短路，导致火灾或爆炸事故；二次放电的电火花也可能引起火灾或爆炸，二次放电也能造成电击。绝缘损坏后，可能导致高压窜入低压，在大范围内带来触电的危险。数十至百千安的雷电流流入地下，会在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，可能直导致接触电压电击和跨步电压的触电事故1.电性质的破坏作用

1314热性质的破坏作用表现在直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物，从而造成火灾；巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内转换出大量的热能，可能烧毁导体，并导致燃品的燃烧和金属熔化、飞溅，从而引起火灾或爆炸。球雷侵入可引起火灾。2.热性质的破坏作用

15机械性质的破坏作用表现为被击物遭到破坏，甚至爆裂成碎片；巨大的雷电通过被击物时，在被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分也急剧蒸发为大量气体，致使被击物破坏和爆炸。此外，同性电荷之间的静电斥力、同方向电流或电流转弯处的电磁作用力也有很强的破坏力，雷电时的气浪也有一定的破坏作用。3.机械性质的破坏作用

16雷电防护1《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010雷电防护18雷电是一种自然现象，雷击是一种自然灾害。雷击房屋、电力线路、电力设备等设施时，会产生极高的过电压（数百万伏至数千万伏）和极大的过电流（数十千安至数百千安）。 在所波及的范围内，可能造成设施或设备的毁坏，可能造成大规模停电，可能造成火灾或爆炸，还可能直接伤及人畜。8.1雷电基础

19雷电为远古人类提供了最早的火种，推动了文明的进程，但同时又具有巨大的破坏性，是最严重的自然灾害之一。地球上每一秒钟有100次闪电，95%是云对云的放电(也就是说95%的雷击只会产生电磁脉冲损害）。20雷电的产生与雷电的放电人们通常把发生闪电的云称为雷雨云,一般讲的雷雨云就是指积雨云。云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程，使空气中水汽达到饱和或过饱和状态主要方式是空气降温冷却和增加水汽含量。21积雨云形成过程中，在大气电场以及温差起电效应、破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。带电积云是构成雷电的基本条件！22当电荷积聚到一定程度，带不同电荷的积云互相接近到一定程度，或带电积云与大地凸出物接近到一定程度时，发生强烈的放电，发出耀眼的闪光。由于放电时温度高达

20000℃，空气受热急剧膨胀，发出爆炸的轰鸣声——闪电和雷鸣。雷电形成于大气运动过程中，其成因为大气运动中的剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线。23闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状、片状、带状；闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电；云间闪电时云间的摩擦就形成了雷声。24直击雷

带电积云与地面目标之间的强烈放电称为直击雷。云、地、之间。8.1.1雷电的分类

25带电积云接近地面时，在地面凸出物顶部感应出异性电荷，当积云与地面凸出物之间的电场强度达到

25～30kV/cm时，即发生由带电积云向大地发展的跳跃式先导放电，持续时间约5～10ms，平均速度为100～1000km/s，每次跳跃前进约50m，并停顿30～50μs26当先导放电达到地面凸出物时，即发生从地面凸出物向积云发展的极明亮的主放电，其放电时间仅50～100μs，放电速度约为光速的

1/5～1/3，即约为0000～100000km/s。主放电向上发展，至云端结束。主放电结束后继续有微弱的余光，持续时间约为30～150ms。27大约50%的直击雷有重复放电的性质。平均每次雷击有三四个冲击，最多能出现几十个冲击。第一个冲击的先导放电是跳跃式先导放电；第二个以后的先导放电是箭形先导放电，其放电时间仅为10ms；一次雷击的全部放电时间一般不超过500ms。2829当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。直击雷破坏30地球上每年若发生31亿次闪电，直击雷占1/5--1/6；直击雷放电电流可达200KA以上，并有1MV以上的高电压；雷云放电大多具有重复放电的性质，一次雷电的全部时间一般不超过500ms，大约50%的直击雷每次雷击有三四个冲击，最多能出现几十个冲击。312.感应雷

也称为雷电感应或感应过电压；它分为静电感应雷和电磁感应雷。32静电感应雷是由于带电积云接近地面，在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的（感应出被电场束缚的正电荷）。在带电积云与其他客体放电后，架空线路导线或导电凸出物顶部的电荷失去束缚，以大电流、高电压冲击波的形式，沿线路导线或导电凸出物极快地传播。33电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的；这种迅速变化的磁场能在邻近的导体上感应出很高的电动势；如系开口环状导体，开口处可能由此引起火花放电；如系闭合导体环路，环路内将产生很大的冲击电流。34感应雷破坏也称为二次破坏由于雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸，而感应到导线上就会对设备产生强烈的破坏性。感应雷破坏35球雷是雷电放电时形成的发红光、橙光、白光或其他颜色光的火球；球雷是一团处在特殊状态下的带电气体。有人认为，球雷是包有异物的水滴在极高的电场强度作用下形成的在雷雨季节，球雷可能从门、窗、烟囱等通道侵入室内。3.球雷

36雷电参数是防雷设计的重要依据之一；雷暴日、雷电流幅值、雷电流陡度、冲击过电压等电气参数。二、雷电参数

37在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度；也使用年雷闪频数来评价雷电活动，它是指1000平方公里范围内一年共发生雷闪击的次数。1.雷暴日38只要一天之内能听到雷声的就算一个雷暴日。通常说的雷暴日都是指一年内的平均雷暴日数，即年平均雷暴日，单位

d/a；雷暴日数愈大，说明雷电活动愈频繁；经常采用年雷暴日数来衡量雷电活动的频繁程度。39大量观测统计资料表明，一个地区的雷闪频数与雷暴日数成线性关系；通常，建筑行业的防雷，更多的注重雷暴日的多少；航空、航海、气象、通信等行业越来越关心年雷闪频数的多少。40我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（<15天）、中雷区（15～40天）、多雷区（41～90天）、强雷区（>90天）在防雷设计时，应考虑当地雷暴日条件。41我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少；山地雷电活动较平原频繁，山地雷暴日约为平原的3倍。42广东省的雷州半岛

(琼州半岛)和海南岛一带雷暴日在80d/a以上；长江流域以南地区雷暴日约为40～80d/a；长江以北大部分地区雷暴日约为20～40d/a；西北地区雷暴日多在20d/a以下；西藏地区因印度洋暧流沿雅鲁藏布江上溯，很多地方雷暴日高达到50～80d/a。43广州、昆明、南宁约为70～80d/a重庆、长沙、贵阳、福州约为50d/a北京、上海、武汉、南京、成都、呼和浩特约为40d/a天津、郑州、沈阳、太原、济南约为30d/a等大城市44南方一般从二月开始；长江流域一般从三月开始；华北和东北延迟至四月开始；西北延迟至五月开始；防雷准备工作均应在雷雨季节前做好！

各地雷雨季节相差也很大：45是指主放电时冲击电流的最大值；雷电流幅值可达数十至数百千安；根据实测，可绘制雷电流概率曲线。2.雷电流幅值

46雷电放电时，先导放电电流不超过400A，余光电流为100～100OA

；每100次雷击中，大约有12次雷击的雷电流幅值达到100kA；做防雷设计时，雷电流幅值可按100kA考虑。

47雷电流陡度是指雷电流随时间上升的速度。雷电流冲击波波头陡度可达到50kA/μs，平均陡度约为30kA/μs；雷电流陡度与雷电流幅值和雷电流波头时间的长短有关，雷电流波头时间仅数微秒。3.雷电流陡度

48雷电流陡度越大，对电气设备造成的危害也越大；做防雷设计时，一般取波头形状为斜角波，时间按2.6μs考虑；在防雷要求较高的场合，波头形状宜取为半余弦波。49雷击时的冲击过电压很高；直击雷冲击电压可高达数千千伏；雷电感应过电压决定于被感应导体的空间位置及其与带电积云之间的几何关系。雷电感应过电压可达数百千伏。4．雷击冲击过电压

50雷电具有电流很大、电压很高、冲击性很强等特点，有多方面的破坏作用，且破坏力很大；雷电危害按雷电出现的物理效应可分成电性质破坏、热性质破坏和机械性质破坏。三、雷电的危害

51电性质的破坏作用表现为数百万伏乃至更高的冲击电压，可能毁坏发电机、电力变压、断路器、绝缘子等电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电；绝缘损坏可引起短路，导致火灾或爆炸事故；二次放电的电火花也可能引起火灾或爆炸，二次放电也能造成电击。1.电性质的破坏作用

52绝缘损坏后，可能导致高压窜入低压，在大范围内带来触电的危险。数十至百千安的雷电流流入地下，会在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，可能直导致接触电压电击和跨步电压的触电事故5354热性质的破坏作用表现在直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物，从而造成火灾；巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内转换出大量的热能，可能烧毁导体，并导致燃品的燃烧和金属熔化、飞溅，从而引起火灾或爆炸。球雷侵入可引起火灾。2.热性质的破坏作用

55机械性质的破坏作用表现为被击物遭到破坏，甚至爆裂成碎片；巨大的雷电通过被击物时，在被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分也急剧蒸发为大量气体，致使被击物破坏和爆炸。此外，同性电荷之间的静电斥力、同方向电流或电流转弯处的电磁作用力也有很强的破坏力，雷电时的气浪也有一定的破坏作用。3.机械性质的破坏作用

56一、防雷分类建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)建筑物按其重要性、生产性质、遭受雷击的可能性和后果的严重性分为三类：第二节雷电防护措施

57第2.0.2条遇下列情况之一时,应划为第一类防雷建筑物(部分)：（1）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。（2）具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。（3）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.1.第一类防雷建筑物

58第2.0.3条遇下列情况之一时,应划为第二类防雷建筑物(部分)：（1）国家级重点文物保护的建筑物。（2）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。2.第二类防雷建筑物

59（3）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没备的建筑物。（4）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。（5）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.60（6）具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物。（7）工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。（8）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。（9）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。注，预计雷击次数应按本规范附录一计算。61第2.0.4条遇下列情况之一时,应划为第三类防雷建筑物(部分)（1）省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。（2）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。3.第三类防雷建筑物

62（3）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。（4）预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物。（5）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。63（6）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。64避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器都是经常采用的防雷装置；一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置；针、线、网、带都只是接闪器，而避雷器是一种专门的防雷装置。二、防雷装置65避雷针、避雷线、避雷网和避雷带都可作为接闪器，建筑物的金属屋面可作为第一类工业建筑物以外其他各类建筑物的接闪器；这些接闪器都是利用其高出被保护物的突出地位，把雷电引向自身，然后通过引下线和接地装置，把雷电流泄入大地，以此保护被保护物免受雷击。

1.接闪器

66接闪器所用材料应能满足机械强度和耐腐蚀的要求，还应有足够的热稳定性，以能承受雷电流的热破坏作用。67一般用直径为20mm左右的镀锌圆钢或钢管制成，长2500mm左右，端部呈尖状，也可分叉设置，经引下线与接地装置连接；避雷针主要用于保护高耸孤立的建筑物或构筑物及其周围的设施，也常用来保护室外的变配电装置。（1）避雷针6869用镀锌圆钢或扁钢沿屋顶边檐设置避雷线，再用同样钢管制成6×6m或6×10m或10×10m的方格;避雷网主要用于平顶或斜顶屋面且屋顶面积较大的建筑物。（2）避雷网70用镀锌圆钢或扁钢沿建筑物的四周设置。避雷带主要用于保护高层建筑的立侧面免遭雷击，它和屋顶的避雷针或避雷网一起组成完整的避雷系统。（3）避雷带71一般采用截面积不小于35mm2的镀铸钢绞线与架空线路同杆同塔架设，架设方法与垂度要求与架空线路相同，并且在首尾及中间各部位与接地装置相连；避雷线主要用于保护与其同杆架设的架空线路及其周围的设施；接闪器最小尺寸见表。接闪器装设在烟囱上方时，由于烟气有腐蚀作用，应适当加大尺寸。（4）避雷线72类别规格圆钢或钢管扁钢圆钢直径/mm钢管直径/mm截面mm2

厚度mm避雷针针长1m以下1220针长1～2m1625针在烟囱上方20接闪器常用材料的最小尺寸

73类别规格圆钢或钢管扁钢圆钢直径/mm钢管直径/mm截面mm2

厚度mm避雷网和避雷带网格6m×6m至10m×10m8484网格在烟囱上方12100474接闪器的保护范围可根据模拟实验及运行经验确定。由于雷电放电途径受很多因素的影响，要想保证被保护物绝对不遭受雷击是很困难的，一般只要求保护范围内被击中的概率在

0.1%以下即可；接闪器的保护范围现有两种计算方法：对于建筑物接闪器的保护范围按滚球法计算；对于电力装置，接闪器的保护范围按折线法计算。接闪器保护范围75滚球法是设想一定直径的球体沿地面

(或与大地接触且能承受雷击的导体)由远及近向被保护设施滚动，如该球体触及接闪器

(避雷针等

)或其引下线之后才能触及被保护设施，则该设施在接闪器保护范围之内。滚球的半径按防雷级别确定。76建筑物防雷类别

滚球半径/m第一类防雷建筑物

30第二类防雷建筑物

45第三类防雷建筑物

60滚球半径和避雷网网格

77避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时装置与地绝缘，当出现雷击过电压时，装置与地由绝缘变成导通，并击穿放电，将雷电流或过电压引入大地，起到保护作用。过电压终止后，避雷器迅速恢复不通状态，恢复正常工作。2.避雷器78避雷器主要用来保护电力设备和电力线路，也用作防止高电压侵入室内的安全措施。避雷器有保护间隙、管型避雷器和阀型避雷器和氧化锌避雷器。79保护间隙是利用高压带电体击穿空气间隙的原理制成的。结构简单，价格低廉，便于自制，但性能较差，一般用于电压不高且不太重要的线路上。(1)保护间隙80管型避雷器主要由瓷套、灭弧管和内外间隙组成。结构较复杂，常用于10kV配电线路，作为变压器、开关、电容器、电缆头等电气设备的防雷保护。（2）管型避雷器81阀型避雷器是高压线路、高压电器、最常用的避雷器，它主要瓷套、火花间隙和非线性电阻组成。结构复杂，常用于3--550kV电气线路、变配电设备、电动机、开关等的防雷保护，适用于交直流电网，不受容量、线路长短、短路电流等的限制。（3）阀型避雷器82氧化锌避雷器是一种新型避雷器，它采用了非线性优质的氧化锌、氧化铋金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷电阻片，取消了火花间隙，提高了保护的可靠性。特点是无放电延时，大气过电压作用后无工频续流，可经受多种雷击，残压低，通流容量大，使用寿命长，长用于0.25--550kV电气系统及电气设备的防雷及过电压保护，也适用于低压侧的过电压保护。（4）氧化锌避雷器83防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求

（1）引下线一般采用圆钢或扁钢，其尺寸和防腐蚀要求与避雷网、避雷带相同。用钢绞线作引下线，其截面积不得小于25mm2用有色金属导线做引下线时，应采用截面积不小于16mm2的铜导线。3.引下线84（2）引下线应沿建筑物外墙敷设，并应避免弯曲，经最短途径接地；（3）采用多条引下线时，为了便于接地电阻和检查引下线、接地线的连接情况，宜在各引下线距地面高约1.8m处设断接卡；（4）采用多条引下线时，第一类和第二类防雷建筑物至少应有两条引下线，其间距离分别不得大于12m和18m；第三类防雷建筑物周长超过25m或高度超过40m时，也应有两条引下线，其间距离不得大于25m。

85（5）在易受机械损伤的地方，地面以下0.3m至地面以上1.7m的一段引下线应加竹管、角钢或钢管保护。采用角钢或钢管保护时，应与引下线连接起来，以减小通过雷电流时的电抗。（6）引下线截面锈蚀30%以上者应予以更换。86接地装置是防雷装置的重要组成部分；接地装置向大地泄放雷电流，限制防雷装置对地电压不致过高；除独立避雷针外，在接地电阻满足要求的前提下，防雷接地装置可以和其他接地装置共用。4.防雷接地装置

87防雷接地装置应作热稳定校验。(1)防雷接地装置材料88一般指冲击接地电阻，接地电阻值视防雷种类和建筑物类别而定。独立避雷针的冲击接地电阻一般不应大于10Ω；对于不太重要的第三类建筑物可放宽至30Ω。防感应雷装置的工频接地电阻不应大于10Ω。防雷电侵入波的接地电阻，冲击接地电阻不应大于5～30Ω，其中，阀型避雷器的接地电阻不应大于5～10Ω。(2)防雷接地电阻89为了防止跨步电压伤人，防直击雷接地装置距建筑物和构筑物出入口和人行横道的距离不应小于3m。当小于3m时，应采取下列措施之一：

①水平接地体局部深埋1m以上；

②水平接地体局部包以绝缘物(例如，包以厚50～8Ocm的沥青层)；

③铺设宽度超出接地体2m、厚50～8Ocm的沥青路面；

④埋设帽檐式或其他型式的均压条。(3)跨步电压的抑制90应当根据建筑物和构筑物、电力设备以及其他保护对象的类别和特征，分别对直击雷、雷电感应、雷电侵入波等采取适当的防雷措施。8.2防雷措施

91（1）应用范围①第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物的易受雷击部位应采取防直击雷的措施。

②可能遭受雷击，且一旦遭受雷击后果比较严重的设施或堆料(露天油罐、露天储气罐等)也应采取防直击雷的措施。③高压架空电力线路、发电厂和变电站等也应采取防直击雷的措施。1.直击雷防护

92装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带是直击雷防护的主要措施。在设计、使用中应注意：

①避雷针分独立避雷针和附设避雷针。独立避雷针是离开建筑物单独装设的,其接地装置应当单设，接地电阻一般不应超过10Ω，严禁在装有避雷针的构筑物上架设通信线、广播线或低压线。独立避雷针不应设在人经常通行的地方。

(2)基本措施93②附设避雷针是装设在建筑物或构筑物屋面上的避雷针。如系多支附设避雷针，相互之间应连接起来，有其他接闪器者(包括屋面钢筋和金属屋面)也应相互连接起来，并与建筑物或构筑物的金属结构连接起来。其接地装置可以与其他接地装置共用，其接地电阻不宜超过1～2Ω。③露天装设的有爆炸危险的金属储罐和工艺装置，当其壁厚不小于4mm时，一般不再装设接闪器，但必须接地。接地点不应少于两处，其间距离不应大于30m，冲击接地电阻不应大于30Ω。94④35kV以下的线路，一般不沿全线架设避雷线；35kV以上的线路，一般沿全线架设避雷线。在多雷地区，110kV以上的线路，宜架设双避雷线；220kV以上的线路，应架设双避雷线。⑤35kV及以下的高压变配电装置宜采用独立避雷针或避雷线。⑥利用山势装设的远离被保护物的避雷针或避雷线，不得作为被保护物的主要直击雷防护措施。95在建筑物和构筑物中，应主要考虑由二次放电引起爆炸和火灾的危险。无火灾和爆炸危险的建筑物及构筑物一般不考虑雷电感应的防护。防感应雷的措施主要是将建筑物或构筑物上的金属体以及其保护范围内的金属体可靠接地。可单设接地装置，接地电阻不大于10Ω，也可与电气设备接地装置共用。2.感应雷防护96属于雷电冲击波造成的雷害事故很多。在低压系统，这种事故占总雷害事故的70%以上。防雷电波的侵入，对于电力线路及变配电装置主要采用避雷器和避雷线保护；对于各类建筑物则主要采用相应部位接地的措施，低压线路有时也采用避雷器。3.雷电侵入波防护97接在被保护设备引入端，上端接带电部分、下端接地。正常时，避雷器内部间隙保持绝缘，过电压时间隙放电接地，截断冲击波，使引入被保护设备的电压为避雷器“残压”，雷电过后，避雷器恢复绝缘状态。被保护设备过电压避雷器接地线路98(1)变配电装置的防护。1OKV变配电站防雷保护接线

99FS、FZ为阀型避雷器，L为电抗器对于3～10kV配电所(无变压器)，可仅在进线上装设阀型避雷器或管型避雷器。100雷击低压线路时，雷电侵入波将沿低压线、架空金属管道进入户内。

①第一类防雷建筑物全长宜采用直接埋地电缆供电，入户端应将电缆的金属外皮接道防雷接地装置上；爆炸危险较大或年平均雷暴日30d/a以上的地区，第二类防雷建筑物应采用长度不小于50m的金属铠装直接埋地电缆供电。(2)建筑物的防护101②除年平均雷暴日不超过30d/a、低压线不高于周围建筑物、线路接地点距入户处不超过50m、土壤电阻率低于200Ω/m且采用钢筋混凝土杆及铁横担几种情况外，0.23/0.4kV低压架空线路接户线的绝缘子铁脚均应接地，冲击接地电阻不宜超过30Ω。③户外天线的馈线临近避雷针或避雷针引下线时，馈线应穿金属管线或采用屏蔽线，并将金属管或屏蔽接地。102电离防雷装置是一种新技术，由顶部的电离装置、地下的地电流收集装置及其中间的连接线组成。4．电离防雷装置103电离防雷装置与传统避雷针的防雷原理完全不同，它不是通过控制雷击点来防止雷击事故，而是利用雷云的感应作用，或采取专门的措施，在电离装置附近形成强电场，使空气电离，如采用放射性元素使空气电离，以产生向雷云移动的离子流，使雷云所带电荷得以缓慢中和，从而保持空间电场强度不超过空气的击穿程度，消除落雷条件，抑制雷击发生。104电离防雷装置的高度不应低于被保护物高度，并应保持在30m以上。感应式电离装置可以制成不同的形状(如圆盘形、圆锥形)，但都必须有多个放电尖端。其有针部分半径愈大，则消雷效果愈好，但该半径与电离防雷装置高度的比值不宜超过0.15。地电流收集装置应采用水平延伸式，以利于收集地电流。雷云电量一般不超过数库仑，电离防雷装置工作时，连接线只通过毫安级的小电流，所以导线只需满足机械强度的要求即可。1051．工业建、构筑物防雷措施

要求等级防直接雷防感应雷防雷波侵入冲击接地电阻Ω引下线间距m接闪器网格m第一级要要要10≤12（至少2根）5×5或4×6第二级要要要10≤18（至少2根）10×10或12×8第三级要不要要30≤25（至少2根）20×20或24×16三、其它106（1）露天装设的有爆炸危险的金属封闭气罐和工艺装置的防雷当这些设施的壁厚大于4mm时，一般不装接闪器。但应接地且接地不应少于两处，两接地点距离不宜大于30m。冲击接地电阻要求不大于30欧，其放散管和呼吸阀宜在管口或其附近装设避雷针，高出管顶不应小于3m，管口上方1m应在保护范围内。2．常见化工设备防雷措施107①易燃液体，闪点低于或等于环境温度的开式储罐和建筑物，正常时有挥发性气体产生，应设独立避雷针。其保护范围按开敞面向外水平距离20m，高3m进行计算。对露天注送站，保护范围按注送口以外20m的空间计算。独立避雷针距开敞面不小于23m，冲击接地电阻不大于10欧。（2）露天罐的防雷108②带有呼吸阀的易燃液体储罐，罐顶钢板厚不小于4mm时，可在罐顶直接安装避雷针，但与呼吸阀的水平距离不得小于3m。保护范围高出呼吸阀不得小于2m，冲击电阻不大于10欧，罐上接地点不应少于两处，两接地点间距不宜大于24m。③可燃液体储罐，当壁厚不小于4mm时，不装避雷针，只要将其接地即可，接地电阻不大于30欧。109④浮顶罐、球形液化气储罐，当其壁厚大于4mm时只作接地，浮顶与罐体应用25mm2铜线或铜丝可靠连接。⑤埋地式储罐，覆土在0.5m以上者可不考虑防雷措施。但如有呼吸阀引出地面者，呼吸阀处应作局部防雷处理。⑥户外输送可燃气体、易燃或可燃液体的管道，可在管道的始端、终端、分支处、转角处及直线部分每隔100m处作接地，每处接地电阻不应大于30欧。110上述管道与有爆炸危险厂房平行敷设而间距小于10m时，在接近厂房的一段，其两端及每隔30～40m应作接地，其接地电阻不应大于20欧。接地引下线利用金属支架，若是活支架，在管道与支持物之间必须增加跨接线；若是非金属支架，必须另作引下线。接地装置可利用电气设备保护接地装置。接地电阻应不大于30欧。111汽车槽车和铁路槽车在装运易燃、可燃油器时宜装阻火器；铁路装卸油品设备(包括钢轨、管路、鹤管、栈桥等)应作电气连接并接地，冲击接地电阻应不大于10Ω。汽车槽车和铁路槽车112金属油船和油驳的金属桅杆或其它凸出物可作接闪器。如船体的结构是木质的或其它绝缘材料的，则必须把桅杆或其它凸出的金属物与水线以下的铜板连接。无线电天线应装避雷器；雷暴时应中止装卸油品，并关闭贮器开口。3.金属油船和油驳113输油管路可用其自身作接闪器，其法兰、阀门的连接处，应设金属跨接线。当法兰用5根以上螺栓连接时，法兰可不用金属线跨接，但必须构成电气通路。4.管路114管路系统的所有金属件，包括护套的金属包覆层必须接地。管路两端和每隔200-300m处，以及分支处、拐弯处均应有一处接地，接地点宜设在管墩处，其冲击接地电阻不得大于10Ω。可燃性气体放空管路必须装设避雷针，避雷针的保护范围应高管口不小于2m，避雷针距管口的水平距离不得小于3m。115雷电活动时，由于雷云直接对人体放电，产生对地电压或二次反击放电，都可能对人体造成电击。应注意人身防雷。①雷暴时，非工作必须，应尽量减少在户外或野外逗留；在户外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣。如有条件，可进入有宽大金属构架或有防雷设施的建筑物、汽车或船只；如依靠建筑屏蔽的街道或高大树术屏蔽的街道躲避，要注意离开墙壁或树干8m以外；4.人身防雷116②雷暴时，应尽量离开小山、小丘、隆起的小道，离开海滨、湖滨、河边、池塘旁，避开铁丝网、金属晒衣绳以及旗杆、烟囱、宝塔、孤独的树木附近，还应尽量离开没有防雷保护的小建筑物或其他设施；117③雷电活动时，在户内应注意雷电侵入波的危险，应离开照明线、动力线、电话线、广播线、收音机电源线、收音机和电视机天线，以及与其相连的各种设备，以防止这些线路或设备对人体的二次放电。据统计，户内70％以上的人体二次放电事故发生在相距1m以内的场合，相距1.5m以上的尚未发现死亡事故。在发生雷暴时，人体最好离开可能传来雷电侵入波的线路和设备1.5m以上；118④雷雨天气，还应注意关闭门窗，以防止球雷进入户内造成危害；雷电活动时，仅仅拉开开关防止雷击是不起作用的，还应注意关闭门窗，防止球形雷进入室内造成危害；⑤当雷电流经地面雷击点的接地体流入周围土壤时，会在它周围形成很高的电位，如有人站在接地体附近，就会受到雷电流所造成的跨步电压的危害；119⑥当雷电流经引下线接地装置时，由于引下线本身和接地装置都有阻抗，因而会产生较高的电压降，这时人如接触，就会受接触电压危害，均应引起注意；⑦为了防止跨步电压伤人，防直击雷接地装置距建筑物、构筑物出入口和人行道的距离不应少于3m。当小于3m时，应采取接地体局部深埋、隔以沥青绝缘层、敷设地下均压条等安全措施。120雷电的形成雷电是一种自然现象，雷击是一种自然灾害。雷击房屋、电力线路、电力设备等设施时，会产生极高的过电压（数百万伏至数千万伏）和极大的过电流（数十千安至数百千安）。 在所波及的范围内，可能造成设施或设备的毁坏，可能造成大规模停电，可能造成火灾或爆炸，还可能直接伤及人畜。8.1雷电基础

122雷电为远古人类提供了最早的火种，推动了文明的进程，但同时又具有巨大的破坏性，是最严重的自然灾害之一。地球上每一秒钟有100次闪电，95%是云对云的放电(也就是说95%的雷击只会产生电磁脉冲损害）。123雷电的产生与雷电的放电人们通常把发生闪电的云称为雷雨云,一般讲的雷雨云就是指积雨云。云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程，使空气中水汽达到饱和或过饱和状态主要方式是空气降温冷却和增加水汽含量。124积雨云形成过程中，在大气电场以及温差起电效应、破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。带电积云是构成雷电的基本条件！125当电荷积聚到一定程度，带不同电荷的积云互相接近到一定程度，或带电积云与大地凸出物接近到一定程度时，发生强烈的放电，发出耀眼的闪光。由于放电时温度高达

20000℃，空气受热急剧膨胀，发出爆炸的轰鸣声——闪电和雷鸣。雷电形成于大气运动过程中，其成因为大气运动中的剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线。126闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状、片状、带状；闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电；云间闪电时云间的摩擦就形成了雷声。127雷电的危害雷电具有电流很大、电压很高、冲击性很强等特点，有多方面的破坏作用，且破坏力很大；雷电危害按雷电出现的物理效应可分成电性质破坏、热性质破坏和机械性质破坏。雷电的危害

129电性质的破坏作用表现为数百万伏乃至更高的冲击电压，可能毁坏发电机、电力变压、断路器、绝缘子等电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电；绝缘损坏可引起短路，导致火灾或爆炸事故；二次放电的电火花也可能引起火灾或爆炸，二次放电也能造成电击。1.电性质的破坏作用

130绝缘损坏后，可能导致高压窜入低压，在大范围内带来触电的危险。数十至百千安的雷电流流入地下，会在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，可能直导致接触电压电击和跨步电压的触电事故131132热性质的破坏作用表现在直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物，从而造成火灾；巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内转换出大量的热能，可能烧毁导体，并导致燃品的燃烧和金属熔化、飞溅，从而引起火灾或爆炸。球雷侵入可引起火灾。2.热性质的破坏作用

133机械性质的破坏作用表现为被击物遭到破坏，甚至爆裂成碎片；巨大的雷电通过被击物时，在被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分也急剧蒸发为大量气体，致使被击物破坏和爆炸。此外，同性电荷之间的静电斥力、同方向电流或电流转弯处的电磁作用力也有很强的破坏力，雷电时的气浪也有一定的破坏作用。3.机械性质的破坏作用

134直击雷直击雷

带电积云与地面目标之间的强烈放电称为直击雷。云、地、之间。雷电的分类

136带电积云接近地面时，在地面凸出物顶部感应出异性电荷，当积云与地面凸出物之间的电场强度达到

25～30kV/cm时，即发生由带电积云向大地发展的跳跃式先导放电，持续时间约5～10ms，平均速度为100～1000km/s，每次跳跃前进约50m，并停顿30～50μs137当先导放电达到地面凸出物时，即发生从地面凸出物向积云发展的极明亮的主放电，其放电时间仅50～100μs，放电速度约为光速的

1/5～1/3，即约为0000～100000km/s。主放电向上发展，至云端结束。主放电结束后继续有微弱的余光，持续时间约为30～150ms。138大约50%的直击雷有重复放电的性质。平均每次雷击有三四个冲击，最多能出现几十个冲击。第一个冲击的先导放电是跳跃式先导放电；第二个以后的先导放电是箭形先导放电，其放电时间仅为10ms；一次雷击的全部放电时间一般不超过500ms。139140当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。直击雷破坏141地球上每年若发生31亿次闪电，直击雷占1/5--1/6；直击雷放电电流可达200KA以上，并有1MV以上的高电压；雷云放电大多具有重复放电的性质，一次雷电的全部时间一般不超过500ms，大约50%的直击雷每次雷击有三四个冲击，最多能出现几十个冲击。142雷电与防护2防雷系统设计本次课学习任务

如何对建筑物进行防雷系统设计？

其内容包括：

1.住宅的防雷系统设计分类；

2.如何进行高层建筑的防雷设计与施工；

3.防雷计算。（1）防直击雷的措施①装设独立避雷针或架空避雷线（网），使被保护的建筑物的风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。避雷网的网格尺寸不应大于10m×10m。②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。6.1.1住宅的防雷系统设计分类1.一类防雷保护③独立避雷针和架空避雷线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不得小于3m。④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不得小于3m。⑤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）防雷电感应的措施①建筑物内的设备、管道、构架、电缆的金属外皮、钢屋架、钢窗等金属物均应接到防雷电感应的接地装置上。金属屋面周边每隔18m以内应采用引下线接地一次。②平行敷设的管道、构架、电缆的金属外皮等长金属物，其净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处应跨接。③防雷电感应的接地装置应和电气设备的接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10Ω。屋内接地干线与防雷电感应接地装置的连接不应少于两处。①低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设，在入户端应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷电感应的接地装置上。架空线应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，其埋地长度不应小于15m。在电缆与架空线连接处，应装设避雷器，避雷器、电缆的金属外皮、钢管和绝缘子的铁脚、金具等连在一起接地，冲击接地电阻不宜大于10Ω。（3）防止雷电波侵入的措施②架空金属管道，在进出建筑物处，应与防雷电感应的接地装置相连。距离建筑物100m内的管道，应每隔25m左右接地一次，冲击接地电阻不宜大于⒛Ω，宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处应与防雷电感应的接地装置相连。（3）防止雷电波侵入的措施①从30m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连。②30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。③在电源引入的总配电箱处装设过电压保护器。（4）当建筑物高于30m时，应采取防侧击雷的措施（1）防直击雷的措施①建筑物上的避雷针或避雷网（带）混合组成接闪器，避雷网的网格尺寸不应大于15m×15m。②至少设两根引下线，在建筑物的四周均匀或对称布置，其间距不应大于20m。2.二类防雷保护③每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10Ω。防直击雷接地可与防雷电感应、电气设备等接地共用同一接地装置，也可与埋地金属管道相连。当不共用、不相连时，两者之间的距离不得小于3m。在共用接地装置与埋地金属管道相连情况下，接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体。④敷设在混凝土中作为防雷装置的钢筋或圆钢，当仅一根时，其直径不应小于10mm。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为10mm钢筋的截面积。①建筑物内的设备、管道、构架等金属物就近接到防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上。②防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。③平行敷设的管道、构架、电缆的金属外皮等长金属物，与第一类防雷建筑物的防雷措施相同。（2）防雷电感应的措施①低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将电缆的金属外皮、金属线槽接地。架空线应使用一段金属铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入，其埋地长度不应小于15m。在电缆与架空线连接处，应装设避雷器，避雷器、电缆的金属外皮、钢管和绝缘子的铁脚、金具等连在一起接地，冲击接地电阻不宜大于10Ω。（3）防止雷电波侵入的措施②架空金属管道，在进出建筑物处，应与防雷电感应的接地装置相连。距离建筑物100m内的管道，应每隔25m左右接地一次，冲击接地电阻不宜大于⒛Ω，宜利用金属支架或钢筋混凝土支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线，其钢筋混凝土基础宜作为接地装置。埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处应与防雷电感应的接地装置相连。（3）防止雷电波侵入的措施①利用钢柱或柱子钢筋作为防雷装置引下线。②30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。③竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。（4）当建筑物高于45m时，应采取防侧击雷和等电位的保护措施①建筑物上的避雷针或避雷网（带）混合组成接闪器，避雷网的网格尺寸不应大于20m×20m或24m×16m。②至少设两根引下线，在建筑物的四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m。（1）防直击雷的措施3.三类防雷保护③每一引下线的冲击接地电阻不宜大于30Ω，公共建筑物不大于10Ω，其接地装置与电气设备等接地共用，也可与埋地金属管道相连。当不共用、不相连时，两者之间的距离不得小于2m。在共用接地装置与埋地金属管道相连情况下，接地装置应围绕建筑物敷设成环形接地体。（1）防直击雷的措施低压线路宜全线采用电缆直接埋地敷设或敷设在架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将电缆的金属外皮、金属线槽接地。在电缆与架空线连接处，应装设避雷器，避雷器、电缆的金属外皮、钢管和绝缘子的铁脚、金具等连在一起接地，冲击接地电阻不宜大于30Ω。（3）当建筑物高于60m时，60m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。（2）防雷电感应的措施民用建筑的防雷措施:原则上是以防直击雷为主民用建筑的防雷装置:外部防雷装置－接闪器、引下线和接地装置

内部防雷装置－避雷器、等电位连接和电磁屏蔽接闪器是直接接受雷击的避雷针、避雷带（线）、避雷网，以及用作接闪的金属屋面和金属构件等。6.1.2民用建筑防直击雷的装置1.接闪器接闪器的规格

种类安装部位材料规格备注避雷针屋面针长1m以下：圆钢直径12mm

钢管直径20mm针长1～2m：圆钢直径16mm

钢管直径25mm避雷针的保护角：平原地区为45°山区为37°烟囱、水塔圆钢直径20mm钢管直径40mm避雷带避雷网屋面圆钢直径8mm钢管直径48mm厚度4mm避雷环烟囱、水塔顶部圆钢直径12mm钢管直径100mm厚度4mm避雷线架空线路的杆、塔镀锌钢绞线截面不小于35mm2跨度过大时，应进行机械强度验算1）接闪器的选用不同防雷等级的接闪器规格建筑物的防雷等级滚球半径避雷网尺寸/m一类3010×10二类4515×15三类6020×202）避雷针的选用避雷带－在平屋顶四周的女儿墙或坡屋顶的屋脊、屋檐和屋角上装上金属带作为接闪器，并把它与大地良好连接。避雷网－利用钢筋混凝土结构中的钢筋网进行防雷电保护。3）避雷带的选用4）避雷网的选用引下线－连接接闪器和接地装置的金属导体。（1）引下线应沿建筑物的外墙敷设，并经最短路径接地，建筑艺术要求较高的可作暗敷，但截面应加大一级。（2）建筑物的金属构件（如消防梯等）、金属烟囱、烟囱的金属爬梯等可作为引下线，但其所有部件之间均应连成电气通路。1）引下线的要求2.引下线（3）利用建（构）筑物钢筋混凝土中的钢筋作为防雷引下线时，其上部（屋顶上）应与接闪器焊接，下部在室外地坪下0．8～lm处焊接出一根φ12mm或40mm×4mm镀锌导体，此导体伸向室外距墙外皮的距离不宜小于lm，并符合下列要求：①当钢筋直径为16mm及以上时，应利用两根钢筋（绑扎或焊接）作为一组引下线。②当钢筋直径为10mm及以上时，应利用四根钢筋（绑扎或焊接）作为一组引下线。（4）当建、构筑物钢筋混凝土内的钢筋具有贯通性连接（绑扎或焊接），并满足（3）的要求时，竖向钢筋可作为引下线，横向钢筋若与引下线有可靠的连接（绑扎或焊接）时，可作均压环。种类安装部位材料规格备注人工引下线建筑物的金属构件、金属烟囱、金属爬梯外墙（经最短路径接地）、烟囱、水塔圆钢直径8mm扁钢截面48mm2厚度4mm圆钢直径12mm扁钢截面100mm2厚度4mm1.多根引下线时，为便于测量接地电阻，在各引下线距地0.3m～1.8m之间设置断接卡2.在易受机械损伤的地方，地上约1.7m至地下0.3m的一段接地线暗敷设或镀锌角钢、改性塑料管或橡胶管保护2）引下线的规格（1）垂直接地体的长度宜为2.5m，为了减小相邻接地体的屏蔽效应，垂直接地体间的距离及水平接地体间的距离一般为5m，当受地方限制时，可适当减小。（2）接地体埋设深度不宜小于0．6m，接地体应远离由于高温影响（如烟道等）使土壤电阻率升高的地方。（3）为降低跨步电压，防直击雷的人工接地装置距建筑物入口处及人行道不应小于3m，当小于3m时应采取下列措施之一：接地装置的要求：3.接地装置①水平接地体局部深埋不应小于lm。②水平接地体局部包以绝缘物（如50～80mm厚的沥青层）。③采用沥青碎石地面或在接地装置上面敷设50～80mm厚的沥青层，其宽度超过接地装置2m。（4）当基础采用以硅酸盐为基料的水泥和周围土壤的含水量不低于4％以及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时钢筋混凝土基础内的钢筋宜作为接地装置，应符合下列条件：①每根引下线处的冲击接地电阻不宜大于5Ω。②敷设在钢筋混凝土中的单根钢筋或圆钢，其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件被用于箍筋连接的钢筋，其截面积总和不应小于一根直径10mm钢筋的截面积。（5）沿建筑物外面四周敷设成闭合环状的水平接地体，可埋设在建筑物散水及灰土基础以外的基础槽边。结合P244图6－1完成以下任务：1.女儿墙上及屋面突出部分避雷带的长度是多少？2.支承件的数量有多少？支承间距是多少？支承高度是多少？埋敷深度是多少？避雷带与支承点怎样连接？3.引下线的根数有多少？如何确定引下线的位置与数量？技能训练:学生宿舍楼屋顶防雷平面图的识读避雷针保护范围的确定方法：保护角法和滚球法。1.当避雷针高度h≤hr时：6.1.3防雷计算2.当避雷针的高度h＞hr时：建筑物防雷类别滚球直径hr建筑物防雷类别滚球直径hr第一类防雷建筑物30m第三类防雷建筑物60m第二类防雷建筑物45m接地系统设计本次课学习任务

如何对建筑物进行接地系统设计？

其内容包括：

1.接地系统类型及要求;2.民用建筑接地保护系统设计;3.住宅建筑接地电阻的设计。电气系统的接地低压配电系统接地电气装置接地信息系统接地防静电接地6.2.1接地系统类型及要求电气装置的外露导电部分应与保护线连接；能同时触及的外露导电部分应接至同一接地系统；

建筑物电气装置应在电源进线处作总等电位联结；TN和TT系统应装设能迅速自动切除接地故障的保护电器；

IT系统应装设能迅速反应接地故障的信号电器，必要时可装自动切除接地故障的电器；对于TN系统，N线与PE线分开后，N线不得再与任何“地”作电气连接。1）低压配电系统接地的基本要求1.各种接地要求应接地或接保护线的电气设备外露导电部分及装置外导电部分有：电器的柜、屏、箱的框架，金属架构和钢筋混凝土架构，以及靠近带电体的金属围栏和金属门；电缆的金属外皮，穿导线的钢管和电缆接线盒、终端盒的金属外壳。2）电气装置接地（1）保护接地的范围可不接地或接保护线的电气设备外露导电部分有：正常环境干燥场所交流标称电压50V以下、直流120V以下的电气设备（Ⅲ级设备）的金属外壳；安装在电器屏、柜上的电器和仪器外壳；安装在已接地的金属架构上的设备，如套管等（应保证电气接触良好）。2）电气装置接地（1）保护接地的范围（2）电气装置接地的一般要求保护性接地和功能性接地可采用共同的分开的接地系统。在建筑物的每个电源进线处应作总等电位连接。一般信息系统接地应采取单点接地方式。竖向接地干线采用35mm2的的多股铜芯线缆（如VV-1KV-1×35）穿金属管、槽敷设，其位置宜设置在建筑物的中间部位，尤其不得与防雷引下线相邻平行敷设，以避免防雷引下线的强磁场的干扰，此外严禁再与任何“地”有电气连接。金属管、槽还必须与PE线连接。由设备至接地母线的连接导线应采用多股编织铜线，且应尽量缩短连接距离。3）信息系统接地各种接地宜共用一组接地装置，接地电阻不大于1Ω。若信号接地采用独立的专用接地系统，与其余接地系统的地中距离不宜小于20m。当建筑物未装设防雷装置时，专用接地系统宜与保护接地系统分开。对于专门用于防静电接地的接地系统，其接地电阻不宜大于100Ω；若与其它接地共用接地系统，则接地电阻应符合其中的最小值要求；为保证人员安全，防静电接地的接地线应串联一个1MΩ的限流电阻，即通过限流电阻与接地装置相连，防静电接地的接地线不小于6mm²。4）防静电接地接地装置接地体接地线接地母排自然接地体人工接地体2.接地装置人工接地体常用材料规格：镀锌圆钢d20；镀锌钢管SC40；镀锌角钢50×50×5，镀锌扁钢40×4（腐蚀性较强或重要场所50×5）；铜板1000×1000×10或1500×1500×10。接地母线：将电气装置的外露导电部分与接地体相连接，也通过它将电气装置内的诸总等电位连接线互相连通。接地母线宜靠近进线配电箱装设。接地母排：可嵌墙暗装，也可在墙面明装，但都必须加门或加罩保护，且需用钥匙或工具才能开启，以防无关人员误动。总等电位排：采用100×10×1000或100×7×1000的扁铜板，每隔50mm钴d21～25的圆孔，供等电位联结用。地下等电位连接：20m×20m的金属网格。1.普通住宅接地保护系统设计住宅楼的低压配电系统应采用TN一C—S系统，该系统前部分全为TN－C系统，而后边有一部分为TN－C系统，有一部分为TN－S系统。由小区变电所以TN一C系统采用三相四线制电缆向住宅楼的总开关箱供电，在电源线入户处重复接地。设备外露可导电部分分接PEN或PE线。PE与N线一旦分开，两者不能在相连。6.2.2民用建筑接地保护系统设计（1）电源重复接地的做法：由专用接地极或基础接地网在总开关箱对应的位置处焊接出一根￠10mm的镀锌圆钢（或40mm×4mm的镀锌扁钢）到总开关箱的接地端子，由小区变电所引来供电的铠装电缆外皮或普通电缆所穿的保护钢管，均应与此接地端子焊接相连，电缆的中性线也与此接地端子焊接。重复接地的接地电阻应≤10Ω，如防雷接地、中性点接地、保护接地共用接地极，则此电阻应≤1Ω。自楼内总开关箱开始，中性线（N）与保护线（PE）严格分开，从总开关箱至各单元的电度表箱采用三相五线制电缆，其中一芯为专用PE线，或采用三相四线制电缆和一根导线作PE线。各单元的电度表箱中也各设一接地端子，从电度表箱至住户终端配电箱用BV导线作PE线，从住户终端配电箱至用电设备的插座也均用导线作PE线，但截面不小于2.5mm2。（2）配线住宅楼应采用两级等电位保护，一是整栋住宅楼的总等电位联接，二是每户住宅卫生间的辅助等电位联接。从全面防火及人身保护出发，漏电开关设于住宅楼的电源总进线处或住户终端配电箱的进线处最好。对四极开关要求分断时必须先断相线，后断开N线，接通时先接通N线，后接通相线。单相支路相线和N线能同时切断。（3）等电位保护（4）漏电保护有的智能住宅属于—级负荷，应按一级防雷建筑物的保护措施设计，接闪器采用针带组合接闪器，避雷带采用25mm×4mm镀锌扁钢在屋顶组成≤10m×10m的网格，该网格与屋面金属构件作电气连接，与大楼柱子钢筋作电气连接，引下线利用柱子中钢筋、圈梁钢筋、楼层钢筋与防雷系统连接，外墙面所有金属构件也应与防雷系统连接，柱子钢筋与接地体连接，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。2.智能型住宅的接地设计（1）防雷接地工作接地－－变压器中性点或中性线（N线）接地。N线必须用铜芯绝缘线。作用：对于高压系统－使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。对于低压系统－以防止零序电压偏移，保持三相电压基本平衡。（2）交流工作接地安全保护接地－－将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接，即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件，用PE线连接起来，但严禁将PE线与N线连接。为了使互联网络工作的准确性高、稳定性好，除了需有一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面的绝缘铜芯线作为引线，一端直接与基准电位连接，另一端供电子设备直流接地。该引线不宜与PE线连接，严禁与N线连接。（3）安全保护接地（4）直流接地屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰的最佳保护方法，具体做法如下：可将设备外壳与PE线连接；导线的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与PE线可靠连接；室内屏蔽也应多点与PE线可靠连接。（5）屏蔽接地1.独立接地电阻（1）独立的防雷保护接地电阻应≤10Ω。（2）独立的安全保护接地电阻应≤4Ω。（3）独立的交流工作接地电阻应≤4Ω。（4）独立的直流工作接地电阻应≤4Ω。（5）防静电接地电阻一般要求≤10Ω。（6）架空线支架铁脚及埋地引入线保护钢管接地电阻值≤30Ω。6.2.3接地电阻的设计（7）重复接地接地电阻值≤10Ω。建筑物防雷装置散流电阻、供配电系统强弱电接地共用时，其接地电阻值不大于1Ω。2．共同接地（统一接地体）智能化住宅的供电接地系统宜采用TN—S系统，按规范宜采用一个总的共同接地装置，即统一接地体。统一接地体为接地电位基准点，由此分别引出各种功能接地引线，利用总等电位联结和辅助等电位联结的方式组成一个完整的统一接地系统。具体做法如下：（1）通常情况下，统一接地系统可利用大楼的桩基钢筋，并用40mm×4mm镀锌扁钢将其连成一体，作为自然接地体。（2）根据规范，该系统与防雷接地系统共用，其接地电阻应≤1Ω。若达不到要求，必须增加人工接地体或采用化学降阻法，使接地电阻≤1Ω。（3）在变配电所内设置总等电位铜排，该铜排一端通