科技与生活杂志：建筑物雷电防护问题研究 |
| 2012-10-12 15:09 作者：钱 佳 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网10月12日讯】据《科技与生活》杂志2012年第15期载文称，建筑物的防雷基本原理就是把雷电合理的引导释放到大地中，对建筑物内部的电子设备和金属物体要进行等电位连接，还要按照具体标准接入到联合接地系统，这样我们就建立了对建筑物以及室内电子设备的保护系统。我们要合理的利用避雷针防止直击雷的破坏；还要防止雷电伴生的电磁脉冲给电子设备带来的损害，我们要使用完善的防雷设施，建立起一个综合的防雷体系。本文首先重点的分析了雷电对建筑物的损害，然后分析了建筑物雷电防护措施，最后做了相关结论。
1雷电对建筑物的损害分析
我们国家这几年来，因雷电形成的灾害损失事件开始慢慢的增多。它给我们生活带来的危害主要有：1）当雷电击中我们生活中的通信线路和供电设备时，都会直接对建筑物内部的线路带来损害；2）对生活中的供电线路、通信电路以及建筑物都会形成和感应到浪涌电流和电磁脉冲；3）直接造成某些建筑物内部的电器设备的连续重启和停止；4）当雷电击中防雷建筑物时，那些多余的电流能量必须要从建筑物防雷设施中向大地释放出来，电磁效益会直接导致供电线路出现跳火现象；5）为防止损失，城市中的供电设备会进行关闭，直接导致供电产生浪涌现象；6）形成静电，直接对电器以及电子元件带来损害。
2建筑物雷电防护措施
在这个信息时代里，电子设备的重要性是不言而喻的，但是电子设备在遇到雷电时，就变的弱不禁风了。因此我们要加强建筑物的外部防雷防护技术。我们要对建筑物防雷技术有一个全面的、系统的认识，只有一个全面的系统的认识才能形成完整的防护体系，要合理的分配好屏蔽、分流、接地等一些技术。我们在生活中分流主要使用的是避雷网、避雷针，可以发挥一定的作用；屏蔽主要是为了防止电磁脉冲；接地主要是把电流能量引导到大地。这些防护措施只是一般性建筑物应对雷灾，在对电子信息设备非常重要的建筑物的防护，我们还要按照实际的情况，运用适当的防护手段，建立一个完整的、全面的防护体系。
2.1划分防雷
我们要按照雷电流在经过建筑物后，电磁脉冲对室内的电子设备损坏程度的不同来划分的。又因为雷击的强度都是不相同的，所以我们一定要按照损坏程度的不同，合理的制订相应的防雷措施，划分出不同的防雷保护区。
对防雷保护区的构建我们可以按照建筑物内部金属材料的不同、建筑物的隔墙、电子设备的不同情况进行划分的，防护的部署级别我们可以按照雷电磁脉冲的强度进行划分。我们可以把保护区详细的分为直击雷防护区、直击雷非防护区、第一屏障保护区、第n屏蔽防护区等。从防雷保护区实际作用来说，建立保护区后，我们可以确定电位连接的位置，可以确定该区域内部在雷击后的电磁脉冲强度，还可以详细的指导我们的电子设备具体存放位置，因此要进行雷电防护就必须要进行防雷保护区的划分。
2.2避雷针（带）防护
避雷针（带）是由接闪器、引下线、接地体三部分组成。它是人们常用的、最简单的防雷设备。接闪器负责引雷，而后传输到引下线，再通过接地体释放到大地中。它的工作原理是，避雷针（带）与雷云之间会形成异性的电荷，在雷云的下行先导发展到近地面时，接闪器顶端的电场就会发生畸形骤变，进而完成引雷。因此避雷针（带）的主要作用就是引雷，通过引下雷电，引导传入地面，减少建筑物损失。
避雷针（带）一般使用在较高楼层的顶部、低矮的建筑物还有引下线和建筑物内部金属相分离的楼层。它在社会生活中起到的作用是非常大的，布置接闪器时一般优先采用避雷带，当采用避雷针时应按表1规定的不同建筑防雷级别的滚球半径h采用滚球法计算避雷针的保护范围。滚球法是以h为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括利用作为接闪器的金属物）或者接闪器和地面（包括大地接触能承受雷击的金属物）而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到避雷针（带）的保护。
表1按建筑物的防雷级别布置接闪器
建筑物防雷级别 滚球半径h（m） 避雷网尺寸（m）
一类防雷建筑物 30 10Χ10
二类防雷建筑物 45 15Χ15
三类防雷建筑物 60 20Χ20
2.3接地装置
接地装置指的是电气设备连接的接地体和接地线的总称。我们可以按照接地的分为工作接地、保护接地和防雷接地。防雷接地是为了把雷电能量释放到大地中去的；工作接地和保护接地是为了保护好室内的一些电器设备。我们还要认识到，不管是大功率电器还是雷电，它们的电流在通过接地电阻时它们自身的电流值是很高的，危害也是非常大的，因此我们的接地装置都是把三项接地融合一体的。
接地电阻指雷电流由接地体释放到大地中再由大地向四周扩散时所遇到的电阻。主要有接地体与大地的电阻之间的接触电阻、两接地体之间大地的电阻或接地体到无限远处的大地电阻、接地线和接地体本身的电阻。它的大小可以反映出接地网的规模和电器装置和“大地”接触的程度。因为在雷电流通过接地电阻时，不只是存在一个高电流，还有着强烈的电磁脉冲和冲击力。因此就防雷接地而言，接地电阻也就是冲击接地电阻。当雷电经过接地电阻时，会让电位有着一个暂态的升高，因此我们在对接地电阻进行安装时，一定要让接地电阻在安全范围内数值以内。
2.4等电位连接
等电位连接指的是那些可能会伤害人和物的导电体连接在一起并且和大地电位相等。它的基本原理就是由一个均衡的电压，这个作用在防雷电反击的效果上是非常好的，一方面能够消除金属部件和导线之间的高电位差，还可以分担一部分雷电流，这在很大程度上降低了防雷区域里的安全隐患。
在我们的现实生活中，这项连接原理应用的范围也是比较广的。如共用接地、避雷器等。一般的我们需要在以下几点中运用到这项原理：在存在有进入建筑物的外来导电物的情况下；在防雷区域内，但是有一些金属设备是在室外的；在独立的防直击雷的装置上。但是在生活中，比如电源线，通信电线我们都不可以直接做到等电位连接的，这时我们就要利用到过电压保护器连接形成等电位连接。
3结论
在当前的自然灾害中，雷灾是一个随机性的灾害，人们对它的理解也只是处在一个慢慢接近认识的阶段，因此人们都是对雷电灾害进行一个规律性的总结，然后开展雷电防护技术。雷电防护技术虽然不可以完全的规避掉雷电灾害，但很大程度上指导人们做好有效的防护措施，这也大大减轻了人们在雷灾事故中的损失。
作者简介
钱佳（1982-），男，湖北黄冈人，大学本科，助理工程师，研究方向：雷电防御。
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