时间：2023-04-10 15:22:54
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随着现代社会的发展，建筑物的规模不断扩大，其内各种电气设备的使用日趋增多，尤其是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。
直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流；感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压，过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）规定，建筑物的防雷区划分为LPZOA，LPZOB，LPZ1，LPZn+1等区（各区的具体含义本文不再赘述）。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区，是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置，从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。
建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区，其保护设计已为电气设计人员所熟知，根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版），设计由避雷网（带），避雷针或混合组成的接闪器，立柱基础的钢筋网与钢屋架，屋面板钢筋等构成一个整体，避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体，将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB，LPZ1，LPZn+1区，即不可能直接遭受雷击区域；感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的，形成感应雷电压的机率很高，对建筑物内的电气设备，尤其低压电子设备威胁巨大，所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径：（1）由供电电源线路入侵；高压电力线路遭直击雷袭击后，经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备；另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测，低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV，完全可以击坏各种电气设备，尤其是电子信息设备。（2）由建筑物内计算机通信等信息线路入侵；可分为三种情况：①当地面突出物遭直击雷打击时，强雷电压将邻近土壤击穿，雷电流直接入侵到电缆外皮，进而击穿外皮，使高压入侵线路。②雷云对地面放电时，在线路上感应出上千伏的过电压，击坏与线路相连的电器设备，通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播，涉及面广，危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时，当某一导线被雷电击中时，会在相邻的导线感应出过电压，击坏低压电子设备。（3）地电位反击电压通过接地体入侵；雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地，在接地体附近放射型的电位分布，若有连接电子设备的其他接地体靠近时，即产生高压地电位反击，入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地，在附近空间产生强大的电磁场变化，会在相邻的导线（包括电源线和信号线）上感应出雷电过电压，因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机，反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱，通常在100伏以下，因此必须建立多层次的计算机防雷系统，层层防护，确保计算机特别是计算机网络系统的安全。
由此可见，对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容；设计的合理与否，对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。
目前，在感应雷的防护当中，电涌保护器的使用已日趋频繁；它能根据各种线路中出现的过电压，过电流及时作出反应，泄放线路的过电流，从而达到保护电气设备的目的。
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.4条规定：电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。
现在，我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。
一、一类防雷建筑物
1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为200KA，波头10us；二次雷击电流幅值为50KA，波头0.25us；根据图1，全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计）；首次雷击：总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA；后续雷击；总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA；即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA，以法国SOULE公司产品为例，选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在LPZOA，LPZOB与LPZ1区的交界处安装。
2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9条规定，在分配电箱处，即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器，其额定放电电流不宜小于5KA（8/20us），故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，额定放电电流为10KA；以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型。
二、二类防雷建筑物
1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为150KA，波头10us；二次雷击电流幅值为37.5KA，波头0.25us；根据图1，全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150*50%/3/3=8.33KA；后续雷击：总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5*50%/3/3=2.08KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33*8=66.6KA；即设计应选用
电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA，以法国SOULE公司产品为例，选用PU65型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在LPZOA，LPZOB与LPZ1区的交界处安装。
2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9条规定，在分配电箱处，即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器，其额定放电电流不宜小于5KA（8/20us），故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，额定放电电流为10KA；以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型。
三、三类防雷建筑物
1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为100KA，波头10us；二次雷击电流幅值为25KA，波头0.25us；根据附图1，全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA；后续雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA；即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型，根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在LPZOA，LPZOB与LPZ1区的交界处安装。
2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9条规定，在分配电箱处，即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器，其额定放电电流不宜小于5KA（8/20us），故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，额定放电电流为10KA；以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型。
在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN－S系统，TN－C－S系统，TT系统为例，示意如下：
1）TN-S系统过电压保护方式
2）TN-C-S系统过电压保护方式
3）TT系统过电压保护方式
综上所述可见，在防雷保护设计中，总的防雷原则是采用三级保护：1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散；2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压；3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值（过电压保护）。这三道防线，缺一不可，相互配合，各行其责。目前通常作法是以下三点：
1）建立联合共用接地系统，形成等电位防雷体系
将建筑物的基础钢筋（包括桩基、承台、底板、地梁等），梁柱钢筋，金属框架，建筑物防雷引下线等连接起来，形成闭合良好的法拉第笼式接地，将建筑物各部分的接地（包括交流工作地，安全保护地，直流工作地，防雷接地）与建筑物法拉第笼良好连接，从而避免各接地线之间存在电位差，以消除感应过电压产生。
2）电源系统防雷
以建筑物为一个供电单元，应在供电线路的各部位（防雷区交接处）逐级安装电涌保护器，以消除雷击过电压。
3）等电位联结系统
国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（局部修订条文）明确规定，各防雷区交接处，必须进行等电位联结；尤其建筑物内的计算机房等弱电机房，遭受直击雷的可能性比较小，所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外，还应采用等电位联结方式来进行防雷保护，本文不再叙述。
作为电气设计人员都非常清楚，建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容，但对建筑物的安全使用，电气设备的正常运行有着至关重要的作用，所以还有待于各位电气设计人员作进一步的研究与探讨；同时必须严格按照国家规范，善为谋划，精心设计。本文仅此设计作了一点粗浅的探讨，所以文中不足之处，望同行不吝赐教。
参考文献
1、国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）北京中国计划出版社2001
(1)古建筑为体现福祥，大多都会在建筑的大殿正脊中部埋设有金属宝盒。有些建筑的房顶内部还设有锡背，极大地增加遭受雷击的概率。另一方面来说，我国的古建筑风格本身就存在着雷击的危险，像是飞檐、翘角、梁柱、屋脊、吻兽、塔刹等构架都是突出建筑轮廓的，这就会造成安全隐患。
(2)古建筑分布在比较空旷的风景区、江河湖泊的附近等区域，极易遭受雷击。
(3)从古建筑选址的地理环境可知，其修建的场地一般地势都是比较高的，为了显示其高贵壮观，位置还比较突出，这都会加大遭受雷击的可能性。还有些古建筑比较讲究风水，其四周一般都会有高大的树木，而且都是成片的分布，这些高大的树木会增大遭受雷击的可能性。
(4)为了保护古建筑，国家也相继出台了一系列的规定，但毕竟是有限的，再加上古建筑本身的结构构架不能够被二次改造，所以有些建筑还是存在着很大的问题，其防雷设施的安装及使用均未达到应有的标准。
2关于古建筑防雷类别的分类与确定
我国建筑防雷标准是按照《建筑物防雷设计规范》(GB50057－1994(2000版))来作为建筑的建设与后期维修中的防止雷击标准来执行的。另外在GB50165－1992第3、4、5条做了以下大致的规范:对于不同的建筑的防雷要求不同，它是根据防雷的装置与构造的不同来变换的。对于国家一类的古建筑要进行专门的研究，分析并制定出有效的防雷保护措施;关于二类古建筑的保护，要求是按照一类民用建筑的标准来进行保护;对于三类的古建筑，要严格的执行第二类民用建筑物来考虑，尽量做到很好的保护古建筑与建筑内的文物。另外，我国的古建筑的防雷分类也是有特定的标准的，要求是必须要根据其重要性与使用性质来确定，并且规定国家级的文物保护单位的古建筑大小至少要分为二类以上的防雷建筑物，尽量避免稀有文物的损失与破坏。
3古建筑设计的防雷措施
在具体的古建筑物防雷设施中，要根据条件的不同来分别进行不同的防雷设施的安装。我们可以大体的将防雷措施分为内、外部防雷，就是可以按照建筑物对雷电的感应程度不同分为若干个不同的防雷区，这些防雷区有专门的功能要求，并做了不同的规定:直接接受雷击不采取任何的防护措施非保护区，没有任何的保护方法，这些区域会直接遭受雷击，天空中的雷电周围的电磁场没有任何的衰减;直接接受雷击但受保护的防护区，这个区域内的特点就是电磁场没有减弱，但是这个区域内的大部分物体都很少遭受雷击，并且所有的建筑物都是暴露在空旷的空间内。第一防雷击的保护区，这一保护区简称LPZ1，它的特点就是从空中流来的电磁场得到了一定的减弱，其结果与作用就是这个区域内的所有物体都能够有效的避免直接遭受雷击;第二防止雷击保护区，这一区域可以减少所导引的雷电流或电磁场而引起的后续防护区;防雷击后续防护区，这个防护区的具体要求就是进一步减少雷电电磁脉冲，以此来达到保护水平高的标准。
3.1直击雷的防护措施
我们大致的了解一下过去的外部防雷设施，从以前的防雷经验上总结来看，传统的避雷装置一般是由接闪器、引下线和接地装置来组成的。接闪器通常有避雷针、避雷带和避雷网这样的三种部件。接闪器都是安装在建筑物的顶部，其功能与作用就是要把高空中的雷电引下来。然后接闪器的下部会和引下线的上部紧密的相连，接闪器的下部件就会和接地的装置相连，它的作用类似有一条通路的导线，把接闪器引下来的雷电顺利的流到接地装置，这样接地装置会埋于地面很深的地方，就可以把大电流疏散到大地中去。另外除了以上的要求外还有一些特殊的要求:
(1)在避雷装置的安装时，要尽量采用长度比较短的避雷针。
古建筑的宝贵之处是由于其保存着其原始原貌，所以在安装避雷装置的时候，要在满足要求的前提下尽量保存其原始面貌，这样的话就能够尽最大可能的满足建筑物的旅游价值和观赏价值。另外我们要合理科学的铺设避雷设施，一般的情况下，我们会在建筑物屋面的正脊、斜脊等地方安装。同时要尽量避免直、锐角弯曲，采用圆弧状的弯曲，并且其引下线的弯曲弦长应该大于对应弧长的1/10。
(2)避雷装置中的引下线应该环绕古建筑的四周、墙面铺设，两条引下线的平均距离为18m。
为了保证古建筑正面的足够美观，原则上是不能铺设引下线的，但是为了安全，所以在铺设引下线的过程中，要尽量隐蔽铺设安装。另外，在一些面阔较大的钱物避雷带要尽量的选用直径较大的材料来进行铺设，在两端的引线也要加大材料的直径。同时要增加引线的数目，这样能够做到有效的分流。在铺设的时候要严格按照操作规范来进行。
(3)在古建筑的的不同地域要根据游客的分布和集中程度来采取不同的均压措施。
如:在宽度较为狭窄的古建筑周围可以采用水平圈式的接地装置，这样的话，要特别注意保持接地装置与地下管线的安全距离，避免引下来的雷电击穿地下管线。
3.2关于侧面雷击的应对措施
在古建筑的防雷措施方面，我们可以根据古建筑物的地理位置来确定防侧击雷的方法。如在山区地带亦或是在空旷的古建筑物周围，要确定需要进行防雷的均压带，并且使均压带和建筑物四周的金属物体进行接地。最基础的安全要求就是窗上的玻璃没有空洞，因为在山野地带雷电可能会以雷球的状态钻进室内。还要特别注意一下树木与建筑物的安全距离。
3.3做好建筑物内部的防雷措施
古建筑的内部防雷就是指的减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁感应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次危害。在加强建筑物的外部防护措施的同时，也不能够放松对于内部防雷的建设安装，它大致可以分为地位连接、加装避雷器和合理布线等一系列措施。在我国重点保护文物的古建筑内，一般都设有消防、报警和监控设备等，然而这些弱电系统的雷电感应的危害很大，因此加强内部防雷显得尤为重要。
4在古建筑防雷工程中需要注意的问题
我们发现，很多古建筑的建筑地理位置都不是很好，大都处于高山、险峻的地带，这样地理不佳的问题就会在一定程度上增加防雷工程施工的难度。另外，考虑到为了使古建筑保持良好的艺术价值和观赏价值，防雷工程施工时就要小心，隐蔽。除此之外还有一些技术指标不能够达标:
(1)我国对于古代建筑的统一避雷施工标准，会使得文物保护人员难以保持一个合理的尺度，可能会存在着想要很好的保护古建筑，加大防雷措施，但会减弱古建筑的魅力。否则就会使得古建筑风韵犹存，但处于极易破坏的状态下。
(2)我国的古建筑大都是以木材为主，但是现代的避雷装置都是一些沉重的金属，这样就很容对古建筑造成伤害。
(3)在古建筑地面四周的引下线的间距很难达到技术规范的要求，加上古建筑的墙体形状不一，也极大地增加了施工的难度。
5结论
关键词：建筑物防雷保护
随着现代社会的发展，建筑物的规模不断扩大，其内各种电气设备的使用日趋增多，尤其是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生，所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。
直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流；感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压，过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）规定，建筑物的防雷区划分为LPZOA，LPZOB，LPZ1，LPZn+1等区（各区的具体含义本文不再赘述）。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区，是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置，从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。
建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区，其保护设计已为电气设计人员所熟知，根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版），设计由避雷网（带），避雷针或混合组成的接闪器，立柱基础的钢筋网与钢屋架，屋面板钢筋等构成一个整体，避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体，将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB，LPZ1，LPZn+1区，即不可能直接遭受雷击区域；感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的，形成感应雷电压的机率很高，对建筑物内的电气设备，尤其低压电子设备威胁巨大，所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径：（1）由供电电源线路入侵；高压电力线路遭直击雷袭击后，经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路传送到建筑物内各低压电气设备；另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测，低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV，完全可以击坏各种电气设备，尤其是电子信息设备。（2）由建筑物内计算机通信等信息线路入侵；可分为三种情况：①当地面突出物遭直击雷打击时，强雷电压将邻近土壤击穿，雷电流直接入侵到电缆外皮，进而击穿外皮，使高压入侵线路。②雷云对地面放电时，在线路上感应出上千伏的过电压，击坏与线路相连的电器设备，通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播，涉及面广，危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时，当某一导线被雷电击中时，会在相邻的导线感应出过电压，击坏低压电子设备。（3）地电位反击电压通过接地体入侵；雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地，在接地体附近放射型的电位分布，若有连接电子设备的其他接地体靠近时，即产生高压地电位反击，入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地，在附近空间产生强大的电磁场变化，会在相邻的导线（包括电源线和信号线）上感应出雷电过电压，因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机，反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱，通常在100伏以下，因此必须建立多层次的计算机防雷系统，层层防护，确保计算机特别是计算机网络系统的安全。
由此可见，对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容；设计的合理与否，对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。
目前，在感应雷的防护当中，电涌保护器的使用已日趋频繁；它能根据各种线路中出现的过电压，过电流及时作出反应，泄放线路的过电流，从而达到保护电气设备的目的。
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.4条规定：电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。
现在，我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。
一、一类防雷建筑物
1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为200KA，波头10us；二次雷击电流幅值为50KA，波头0.25us；根据图1，全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计）；首次雷击：总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA；后续雷击；总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA；即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA，以法国SOULE公司产品为例，选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在LPZOA，LPZOB与LPZ1区的交界处安装。
2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9条规定，在分配电箱处，即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器，其额定放电电流不宜小于5KA（8/20us），故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，额定放电电流为10KA；以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型。
二、二类防雷建筑物
1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为150KA，波头10us；二次雷击电流幅值为37.5KA，波头0.25us；根据图1，全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为150*50%/3/3=8.33KA；后续雷击：总配电间每根供电线缆雷电流的分流值为37.5*50%/3/3=2.08KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为8.33*8=66.6KA；即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为65KA，以法国SOULE公司产品为例，选用PU65型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在LPZOA，LPZOB与LPZ1区的交界处安装。
2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9条规定，在分配电箱处，即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器，其额定放电电流不宜小于5KA（8/20us），故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，额定放电电流为10KA；以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型。
三、三类防雷建筑物
1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为100KA，波头10us；二次雷击电流幅值为25KA，波头0.25us；根据附图1，全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA；后续雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA；即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型，根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在LPZOA，LPZOB与LPZ1区的交界处安装。
2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9条规定，在分配电箱处，即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器，其额定放电电流不宜小于5KA（8/20us），故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，额定放电电流为10KA；以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型。
在供电线路中,电涌保护器的具体安装以较常用的TN－S系统，TN－C－S系统，TT系统为例，示意如下：
1）TN-S系统过电压保护方式
2）TN-C-S系统过电压保护方式
3）TT系统过电压保护方式
综上所述可见，在防雷保护设计中，总的防雷原则是采用三级保护：1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散；2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压；3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值（过电压保护）。这三道防线，缺一不可，相互配合，各行其责。目前通常作法是以下三点：
1）建立联合共用接地系统，形成等电位防雷体系
将建筑物的基础钢筋（包括桩基、承台、底板、地梁等），梁柱钢筋，金属框架，建筑物防雷引下线等连接起来，形成闭合良好的法拉第笼式接地，将建筑物各部分的接地（包括交流工作地，安全保护地，直流工作地，防雷接地）与建筑物法拉第笼良好连接，从而避免各接地线之间存在电位差，以消除感应过电压产生。
2）电源系统防雷
以建筑物为一个供电单元，应在供电线路的各部位（防雷区交接处）逐级安装电涌保护器，以消除雷击过电压。
3）等电位联结系统
国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（局部修订条文）明确规定，各防雷区交接处，必须进行等电位联结；尤其建筑物内的计算机房等弱电机房，遭受直击雷的可能性比较小，所以在此处除采取电涌保护器进行感应雷防护外，还应采用等电位联结方式来进行防雷保护，本文不再叙述。
作为电气设计人员都非常清楚，建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容，但对建筑物的安全使用，电气设备的正常运行有着至关重要的作用，所以还有待于各位电气设计人员作进一步的研究与探讨；同时必须严格按照国家规范，善为谋划，精心设计。本文仅此设计作了一点粗浅的探讨，所以文中不足之处，望同行不吝赐教。
参考文献
1、国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）北京中国计划出版社2001
1．1接地系统存在的问题和防护设计方式
城市不少建筑在装置线路以及电气时，会把许多电气和线路都安装在楼房的外部，并且地面部分的某些线路容易出现短路。这些情况致使装置在外部的导电线路结构中存在一定的故障电压。当出现线路存在故障电压并且未能马上处理时，就可能形成电弧并导致着火情况。所以在对线路进行规划设计时，对于建筑内部的配电间必须设计重复接地的一段线路，同时其中如果存在总配电装置，也需要进行反复接地的设计，在建筑之中存在许多配电的设备以及线路，在这些线路内部的中间部分和尾端，需要通过重复接地的设备对这些重要部分进行防雷保护。除此之外，在设计时还应该进行多点保护设置，同时要妥善选用保护线路及电气的漏电维护系统的类别。
1．2防雷系统存在的问题和防护设计方式
在打雷时，雷电一般通过直接劈打的方式接触耸立的建筑或者物体，而当城市电气设备的装置数量越来越多，打雷时雷电能够经由一些金属材质的物品或者导电设施，通过传输电流的方式毁坏楼房建筑的内部，或者通过电流引导对建筑之中活动的人员带来威胁。因为雷电迫害楼房以及居民的方式出现了变化，防雷的系统也随之进行了更新。从前一般只需单纯在楼房建筑上装置一根避雷针设施或者装置阻挡电流的避雷带，但是现在都需要实施ADBSGP。目前打雷时所带来的电流会通过通信装置、网络线路以及某些无线的装置和设备传输并侵犯楼房建筑的内部。当发生这种类型的雷击情况时，通常会给楼房内部的民众带来恶劣的损失和侵害。目前不少城市楼房建筑之中都装置了具有防雷作用的电涌维护设备。这种保护装置在运行是能够压制附近的浪涌电流，同时还能够对过电压进行防控，以此保障建筑内部各个电气装置以及线路的安全。通过电涌设备能在一段非常短暂的事件中，将维护传导线路移动并转接到附近的等电位结构内部，令电气装置上多处电压都可以转换为等电位水平，同时将由雷电打击而出现的强大脉冲传输至地层。随后这些设备上不同端口原本存在的电位差值会逐渐复原并下降，由此一来连接在线路系统之中的装置以及设备就可以获得保障与维护。概括来说，电涌维护装置在楼房建筑的线路中除了包括信息方面的维护装置之外，还有针对电源设备装置的电涌设备，此外具有绝缘能力的火化隙装置和其中的等电位线路连接都是关键部分。如果按照电涌设备之中的电流传输实际流通量来说，能够划分成过电压维护装置、雷电防护装置以及相应的SPD。在整体电路结构之中的进入以及输出电缆中，需要装置上电涌保护器装置。如果雷电落下时对电缆线路造成直接侵害，或者电缆在运作时对过电压产生明显的感应，就能经由电涌装置对电压指数以及电位进行调整，令系统之中的设备在不同的端口上都能够达到一个相等、平衡的电压水平，这样就能达到维护线路设备的效果。
2对楼房建筑之中的雷电防护接地线路系统进行设计的方式
对于当前的楼房建筑来说，在内部装置具有防雷作用的接地系统对于线路设计而言是非常关键的环节。通常将楼房建筑之中的雷电防护设计系统能够划分成三个不同的类别:即专业电气设计领域中所说的一类线路、二类线路以及三类线路。对于许多用于居住的楼房建筑来说，通常选择装置二类的线路系统，这个系统具备理想的雷电防护效果，如果楼房建筑之中装置了某些具有爆炸可能的设备或者堆放了一些容易起火的物品，就需要选择一类的雷电防护系统设计，这个类别的雷电防护线路系统通常包含电路的引下线部分、接闪装置以及平衡电压的均压环部分，同时其中还有连接地层的线路结构。在一类设计中，对接闪装置进行设计时，技术人员通常会选择装置避雷针设备以及避雷带，或者将这两种具有避雷效果的设备结合起来。在对避雷带设施进行装置时，需要顺着房屋的边角，楼房中的窗檐以及屋脊部分进行敷设。对于建筑楼房外层的一些金属材质部分和某些建筑构件，则必须和雷电防护设备进行贯通衔接。对于楼房上方的接闪装置，则需联合其中的引下线进行衔接并利用电焊方式相互关联。在一些楼层较高的建筑楼房中，引下线部分需要尽可能选择钢筋材质或者水泥材质充当系统之中的引下线，在系统的引下线结构之中包含两条关键的钢筋材质，这个部分的钢筋材料在粗细上需要超过12毫米，设计和装置时需要通过电焊技术或者特殊的捆绑方式将两根关键的主钢筋互相连接。在系统之中的引下线部分，可以设定多个进行测量的准确位置，将连接地层电压电位平衡的连接板互相衔接起来。设计引下线结构能够通过多点将接收到的雷电迅速导出，并且可以节约许多设计及安装材料，在实际装置施工方面更加便捷，并且不会对楼房外部设计的美观性造成破坏。对于建筑楼房的地线连接系统进行设计时，为保证设计的品质可以选择通过外圈部分的一些桩基以及基础梁所装置的钢筋形成一个完整的闭环，假如在设计环境中无法利用基础梁内部的钢筋进行衔接，就需要选择直径为4mm、长度为40mm的扁形钢条充当其中的连接主体，让楼房以外的系统能够敷设为完整的圆环形状，同时要保证环形的闭合性，并在水平方向上进行接地。设计时需要将系统之中全部的闭环结构以及桩基部分联合起来。
3结束语
关键词：建筑 电气工程 防雷
引言
在科学技术日新月异的新时代，随着社会经济的发展，现代人们的生活物质水平也得到了大幅度提高，因此在现代的房屋建筑中，电气设备也越来越多，从而为人们创造美好生活奠定了坚实的基础。然而由于近几年来经报道的雷电灾害屡见不鲜，由于雷电的袭击给人们的生活和生命财产安全造成了极大地影响，甚至给社会带来巨大的损失。尽管随着科学技术的日新月异和建筑行业的高速发展，现代建筑的防雷措施都非常完善，然而由于电子科技的高速发展和智能化建筑的不断涌现，从而使得现代建筑必须要进行电气工程防雷，从而才能提高建筑的防雷水平，确保用户的生命财产安全，与此同时，随着建筑行业的高速发展，建筑行业中各种先进的技术层出不穷，从而为建筑电气工程防雷创造了有利的条件。但是，就目前建筑电气工程防雷的实际情况而言，传统的防雷方式和技术已经不能够满足现代建筑的需要，因此，为了提高建筑电气工程防雷水平，还必须要加大对建筑电气防雷的分析研究力度，从而才能够总结出更加科学完善的建筑电气工程防雷技术，进而才能够为社会的安居乐业和经济的高速发展奠定坚实的基础。本文从雷电的形成及其危害出发，对建筑电气工程防雷进行了深入的分析，然后对建筑电气工程防雷问题进行了详细论述。希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为我国今后的建筑电气工程防雷起到一定的参考作用。
一、雷电的形成及其危害
1雷电的形成
雷电是一种大气放电现象。当太阳把地面晒得很热时，地面的热空气携带大量的水汽不断地上升到高空，形成大范围的积雨云，积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷，形成雷雨云，而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应，也会带上与云底相反极性的电荷。当云层里的电荷越积越多，达到一定强度时，就会把空气击穿，打开一条狭窄的通道强行放电。当云层放电时，由于云中的电流很强，通道上的空气瞬间被烧得灼热，温度高达6000—20000℃，所以发出耀眼的强光，这就是闪电，而闪道上的高温会使空气急剧膨胀，同时也会使水滴汽化膨胀，从而产生冲击波，这种强烈的冲击波活动形成了雷声。
二、建筑防雷
1外部防雷装置与内部防雷装置
国际电工委员会编制的标准（IEC1024-1）将建筑物的防雷装置分为外部防雷装置和内部防雷装置。外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器是指避雷针、避雷带和避雷网，它位于建筑物的顶部，其作用是引雷或叫截获闪电，即把雷电流引下。引下线，上与接闪器连接，下与接地装置连接，它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置位于地下一定深度之处，它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外，所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置，它包括等电位连接设施（物）、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。
2防雷电感应和雷电波侵入
雷电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。因此被保护建筑物内的金属物接地，是防雷电感应的主要措施。首先，是做好等电位联结。对一、二类防雷建筑物内平行或交叉敷设的金属管道，其净距小于100mm时，应采用金属线跨接，是防止电磁感应所造成的电位差能将小空隙击穿，而产生电火花，每隔≤30m做好接地。
由于雷电对架空线或金属管道的作用，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。因此，做好进线端的防雷保护，做好均压环及防侧击雷是防雷电波侵入的主要措施。 一、二类防雷建筑低压进线全线采用直埋地引入，将线路架空引入户内时不少于15m的一段应换电缆（金属铠装电缆直埋地，护套电缆穿钢管）进户，并在架空与电缆换接处做好避雷保护。二类防雷建筑当架空线直接引入时，除在入户处加装避雷器，并将进户装置铁件做好接地外，靠近建筑物的两根电杆上的铁件也应做好接地，且冲击接地电阻≤30Ω，所有弱电进线的保护应同强电进线。防雷建筑要做好均压环及防侧击雷保护。均压环从三层开始，环间垂直距离≤12m，所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均与环可靠连接，均压环可利用结构圈梁内的钢筋（钢筋必须贯通成环路）。一类防雷建筑30m以上，二类防雷建筑45m以上，三类防雷建筑60m以上，要做好防侧击雷保护，沿建筑物外墙做一周水平避雷带，带与带间垂直距离≤6m，外墙上所有金属栏杆，门窗均与避雷带可靠连接，避雷带再与引下线可靠连接。竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置可靠连接，目的是在于等电位，并且由于两端连接使其与引下线形成并联线路，使雷电流更讯速的入地。
3防雷电流经引下线和接地装置时产生高电位对金属设备或电气线路反击的措施
目前建筑物内大多采用共同接地装置，当雷直击于本建筑物防雷装置时，假设流经靠近低压电气装置处接地装置的雷电流为20KA，当冲击接地电阻=1Ω时，接地装置上电位升高为20KV，而一般室内低压装置的耐冲击电压最高为8KV。其结果就使低压电气装置绝缘较弱处可能被击穿而造成短路，发生火灾、损坏设备，这是非常危险的。
关键词：玻璃幕墙；防雷设计；措施
一、前言
上世纪80年代，玻璃幕墙进入我国建筑行业，很快就以其亮丽的外观和非常好的光线透射性，受到建筑师的热烈欢迎和喜爱。作为一种美观新颖的建筑墙体，玻璃幕墙在建筑设计中得到了飞速发展，在工程建筑尤其是高层建筑中得到广泛采用。各色绚丽的玻璃幕墙建筑，成为了现代建筑派的主要表现特征，为城市文化注入了新的活力，更给城市增添了一道道亮丽的风景线，是现代高层建筑时代的显著特征。然而玻璃幕墙存在的问题也不容忽视，包括防火、光污染和防雷击等，其中防雷问题的影响最严重。
二、雷电对玻璃幕墙的危害性
玻璃幕墙通常都是大面积采用，作为脆性材料，一旦遭遇雷击破裂成碎片，势必成为极大的安全威胁。高层建筑玻璃幕墙，通常离放电云层比较近，导致地表的电场分布产生畸变，其电场强度远大于一般建筑物，容易导致雷电发展条件的发生，加之高层建筑距云层较近，所以易遭受雷击。同时，高层建筑玻璃幕墙在对高层建筑物进行围护后，建筑物的防雷装置被玻璃幕墙所屏蔽，导致很难防止直接的雷击，容易造成对玻璃幕墙的直接雷击。玻璃幕墙其自身金属材质因为雷电效应，导致静电感应作用的发生，当电场形成时，幕墙的金属体很容易积聚和雷云极性相反的感应电荷，数量很大，雷云瞬间发生放电之后，电场突然消失，而幕墙的金属体感应电荷，却无法以相应的速度流散，这就会造成高达万伏以上的对地电位产生，形成静电感应电压，造成危害。
高层建筑玻璃幕墙的防雷应与一般的建筑物的防雷有异曲同工之处，普通建筑物的防雷装置有三部分，分别为：接闪器，引下线和接地装置。接闪器：根据被保护物体的不同，接闪器形状不同，主要有避雷针、避雷网、避雷带，其主要作用是直击雷起到接闪功能。在60年代，英国人提出雷击距离理论--滚球法，依据雷电闪击距离为基础用来确定接闪器的保护作用，当雷击被导达到接闪器放电距离以前，其闪击点有一定的范围要求，被保护的建筑物的接闪器有若干个上行先导，最后在容易放电击穿的路径上形成主放电，接闪器正好设置在被保护的闪电击点概率较高的点。引下线对接闪器的接闪的雷电起导流作用。接地装置主要的作用是消耗雷电产生的能量。
三、玻璃幕墙防雷设计方案
本文中以某建筑玻璃幕墙建设工程为例，具体分析其防雷设计。此工程中该建筑所处的地理位置属于雷电多发地，建筑楼内摆放有大量电子仪器设备，建筑楼长为105.6米，宽为21米，建筑面积大约1.6万平米，建筑结构采用钢筋混凝土框架――剪力墙的结构。三个主要立面都将使用玻璃幕墙，而幕墙总面积有6500平方米。玻璃幕墙在最高檐口处的高度是36.5米。
1.雷电防护的基本措施
一般情况下，建筑物防雷系统，就是由避雷针、避雷网或避雷带组成的接闪器，主体结构的柱、板钢筋或者外接引下线所组成的引下装置，和利用承台、底板钢筋等基础自然接地体或者人工接地体，形成一个接地装置合成，整个建筑呈现出法拉第笼状态，把雷电流引入到地面。
此大楼处于雷电的多发地区，而且雷电流的强度比较大，而大楼摆放很多电子仪器设备，如遭破坏，将导致无法挽回的损失，需加强防范雷电措施。
2.玻璃幕墙防雷设计的具体措施
幕墙顶部女儿墙的盖板，作用相当于引雷作用的接闪器。用镀锌圆钢沿着女儿墙的周圈进行安装，并且和防雷引下线相焊接。而在盖板内侧，则安装40ram×4ram×4ram镀锌角钢，每块铝板上都安装两段角钢，其中每段长300毫米，两段之间则用中12镀锌圆钢焊接连通，同时，用中12镀锌圆钢一端和女儿墙顶l2镀锌圆钢进行焊接，另外一端则和角钢焊接。每段角钢与铝板之间，可用四个M6×20mm不锈钢自攻螺丝压接，注意在角钢和铝板之间加垫1毫米厚不锈钢垫片，然后加上不锈钢平垫和弹簧垫。所有的竖向主龙骨的连接处，都使用40mm×4mm铝合金所制成的可伸缩的欧姆弯做压接，在连接处上下分别使用两个M8不锈钢压接穿螺栓，注意：可动的一端应避开插芯，然后加上不锈钢平垫以及弹簧垫。对于均压环的楼层，在所有竖向主龙骨与横向龙骨的连接处，通过40mm×4ram铝合金两端，分别使用两个M6不锈钢压接穿螺栓，并且加不锈钢平垫和弹簧垫。而充当防雷引下线的柱子内的对角纵向钢筋上下则采用焊接连接，使其上下相互贯通。焊接则采用双面焊接，焊缝长度大于2Od，d为钢筋直径。每三层框架梁内的两根主钢筋焊接，绕建筑物成均压环，然后将其和所有的引下线钢筋焊接。焊接使用双面焊接，焊缝长度大于2Od。
每楼层处，充当防雷引下线的柱子外皮处，应当预先埋下一根40×4镀锌扁钢，并和柱内防雷引下线钢筋焊接，焊接的长度为200mm。双面施焊，为了保持玻璃幕墙竖向铝合金主龙骨接地贯通，用40mmx4ram镀锌扁钢一端和均压环相焊接，焊接长度应当是其宽度的2倍，并且做三面施焊，另一端则用两个M8不锈钢对穿螺栓与竖向主龙骨进行压接，为了防止镀锌扁钢与铝合金的电化学腐蚀，可在其间加垫l毫米厚不锈钢垫片，并且加不锈钢平垫和弹簧垫。
用作防雷引下线的柱子内的贯通主筋与基础钢筋焊接进行连接，焊接使用双面焊接，焊缝长度大于20d，并且将与贯通主筋连接的基础钢筋与之相交的基础钢筋点焊进行连接。
四、防雷设计中应注意的事项
在玻璃幕墙的防雷过程中应注意以下三点：
一是，充分利用建筑物的接闪器、引下线、接地装置。
二是，将均压环层的幕墙横竖向龙骨联结成一个电气通路，并与建筑物防雷网联通。
三是，将首层的幕墙的横竖龙骨联结成一个电气通路,并与建筑物的防雷网联通。
通过以上，玻璃幕墙在遭受雷击的过程中，由于其玻璃幕墙的防雷与建筑物防雷联成一体，则玻璃幕墙将能获得的电能，通过建筑物的接地系统迅速地输送到地下，从而达到保护建筑物和玻璃幕墙免遭雷电的破坏。
高层玻璃幕墙的顶部为了美观，一般都采用铝板，铝板是入地较好的导体，它沿建筑物顶部分布，其电场强度很大，雷电就很容易被吸引过来，受雷击最大的部位，铝板则是很好的接闪器，可以接受雷电流，将固定铝板的主横担与建筑物避雷系统联成一体，这样就可以安全的将雷电流导入大地。高层建筑的玻璃幕墙顶部的接闪器可以有效地防雷直击，但不能防止侧雷击，在玻璃幕墙防侧雷时，其要根据建筑物防雷等级来确定其作法：一类防雷30米，二类防雷在45米，三类防雷在60米，综合建筑物的防雷等级在30米、45米或60米以上的高层玻璃部位，每层设一个均压环，并将建筑物防雷网及玻璃幕墙防雷系统联通，形成一个电气通路，为了防止球形雷,将玻璃幕墙首层的横竖龙骨联结成一个电气通路,并与建筑物的接地网联成一体。
五、结语
在玻璃幕墙设计和安装时，采取上述措施后，雷电发生时，不管是发生可能性极小的侧击雷直接击中玻璃幕墙产生的雷电流，还是因为静电感应聚集的大量电荷，两者都可以得到快速而有效的释放引导，从而对建筑物实现保护效果。
参考文献：
[1]朱贵刚 高层建筑玻璃幕墙防雷设计 [期刊论文] 《科技创新导报》 2010
[2]蒋玄 论高层建筑玻璃幕墙防雷接地技术 [期刊论文] 《江西建材》 2010
[3]王军 建筑防雷施工浅析 [期刊论文] 《浙江建筑》 2006
[4]陈桂清 浅议建筑物玻璃幕墙防雷接地的作法 [期刊论文] 《吉林气象》 2005
关键词:智能建筑防雷工程防雷减灾
中图分类号:TU895文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)09(c)-0149-01
雷电,是众多大气现象中的一种,但雷电产生的强大电磁脉冲(LEMP),具有极大的破坏性。它具有发生范围广、频率高、强度大等特点。随着现代化进程的加快,特别是信息产业的迅猛发展,自动控制、通信和计算机网络等微电子设备和电子系统在各行业内外得到日益增加的广泛应用,雷击事故带来的损失和影响也越来越大,为此必须要加强对防雷减灾技术应用方面的研究。
本论文主要结合智能建筑的电子设备防雷需求,对智能防雷减灾技术的应用展开分析探讨,以期从中能够找到合理有效的防雷减灾技术的应用,并以此和广大同行分享。
1传统的防雷减灾技术应用探讨
由于闪电的电磁脉冲无孔不入地从空间各方面侵袭各种现代科技设备,所以现代的防雷措施必须采取全方位的防护,层层设防,综合治理,把防雷工程看作一个系统工程。考虑到各行各业的不同特点,传统的防雷方法主要有如下几种。
(1)避雷针:我们称为避雷针的装置,其英文原名是“Lightning rod”,又称“Lightning Conductor”,其愿意并不是“避雷的针”,而是“闪电棒”,更正确地说,应是“闪电传导器”,即是指它的功能是把闪电传导入地,这才是富兰克林对它发明的避雷针的作用的愿意。他的这一看法及所采取的措施,迄今仍是正确的,有效的。
(2)接地:防止直击雷害的完整一套系统,良好的接地才能有效泻放闪电的能量入地,降低引下线上的电压。接地也是为其它防雷措施服务的,接地不好,电子设备的功能就不可能完善,所以它是整个防雷系统工程中最基础的一环,特别重要,也是最费钱、费工的一环。
(3)屏蔽:屏蔽就是用金属网、箔、壳或管子等导体把需要保护的对象包围起来。从物理上看,就是把闪电的电磁脉冲波从空间的入侵通道全部阻断,使得闪电无隙可乘。
2智能防雷减灾技术应用探讨
2.1 弱电系统的雷击电磁脉冲的防护具体步骤
首先,根据电磁兼容理论,提高信息系统自身的电磁兼容性可从控制干扰源和提高信息系统自身抗电磁干扰能力两方面考虑。其次,采用等电位联合接地和屏蔽技术是信息系统雷电综合防护最简易最经济的方法。第三,雷击风险评估时,强调雷电磁场分布的预测。为减小雷电磁场对信息系统的侵袭,要求信息技术设备和网络系统处在雷电感应能量最小区,且不超过信息系统所要求的磁场环境条件要求。第四,为降低各类金属导体间的相互藕合,必须保证相互间的安全隔离距离。信息系统内各类线缆敷设纵横交错,易形成相互间的电磁干扰。因此,综合布线系统的雷电防护也是信息系统雷电综合防护工程中不可忽视的一个基本问题。最后,选择合理级数和技术参数的电涌保护器(SPD)也是信息系统雷电安全的重要保证。
2.2 直(侧)击雷的防护
防雷保护是一个系统工程,其第一道防线就是受雷(或称接闪)、引流(或称引下)、接地(散流系统)。采用金属材料作为接闪装置拦截雷电闪击,使用金属材料做引下线将雷电流安全地引下并泄流入大地,是目前唯一有效的外部防雷方法。而智能建筑大多属于一类建筑,应该按照一类建筑物的防护措施设计。防直(侧)击雷的完整装置包括接闪器、引下线和接地装置三部分。避雷针、避雷线、架空避雷网和避雷带都是接闪器,智能建筑大多使用避雷带和法拉第笼作为接闪器。建筑结构内有纵横交错的钢筋,在没有浇筑混凝土前就像一个大铁笼子,可以将屋面的钢筋引到女儿墙以上明装避雷带,利用多根垂直钢筋为引下线,利用基础结构钢筋为接地装置。而且结构内部纵横交错、密密麻麻的钢筋还可以对雷电空间电磁场起到初级的保护作用。
2.3 雷击电磁脉冲的防护
雷击电磁脉冲(LEMP)是由于雷云对大地间放电产生的雷电电磁脉冲感应到附近的导体中形成的过电压,这种过电压可高达几千伏,对微电子设备的危害最大。它的主要通道是通过电源线路、各类信号传输线路、天馈线路和进入建筑物的各种导体侵入设备和系统,造成破坏。因此,对雷击电磁脉冲的防护,应该在入侵通道上将雷电过电压、电流泻放入地,以达到保护的目的。主要方法有隔离、钳位、均压、滤波、屏蔽、过压、过流保护、接地等。目前主要采用各系列电涌保护器安装在各系统或者设备的外连线路中,将地线按联合接地的原则接入系统的地线,避免造成电位反击,从而真正起到安全保护接地的目的。
2.4 智能接地的保护应用
(1)保护接地:保护接地就是将设备正常运行时不带电的金属外壳(或构架)和接地装置之间作良好的电气连接。即将建筑物内的用电设备及设备附近的一些金属构件,用PE线连接起来,但不能将PE线与N线连接。如果不作保护接地,当电气设备其中一相的绝缘破损,产生漏电而使金属外壳带上相电压时,人一接触就引发触电事故。实行保护接地后,设备的金属外壳和大地已经有良好的连接,只要接地电阻符合要求,发生漏电时可保障人身安全。
(2)防雷接地:以防雷害为目的的接地称为防雷接地,主要是为了把雷电流迅速导入大地。智能建筑内有大量的电子设备(如通信自动化系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、保安监控系统、办公自动化系统及闭路电视系统等)以及与之相应的布线系统。建筑物的各层顶板、底板、侧墙、吊顶内几乎被各种布线布满。这些电子设备及布线系统一般属于耐压等级低、防干扰要求高、最怕受到雷击的部分。不管是直击、串击、反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此,对智能建筑的防雷接地设计必须严密、可靠。智能建筑的所有功能接地必须以防雷接地系统为基础,建立严密、完整的防雷结构。
3结语
雷电对于智能建筑而言,其危害性是巨大的,是不可估量的,因此必须要研究和应用面向智能建筑的防雷减灾技术。本论文在分析了常用的防雷技术的基础上,重点针对智能建筑的防雷要求,详细探讨了智能防雷减灾技术的应用,对于进一步提高智能建筑的防雷减灾水平,无论是在理论上还是在实践上都具有较好的指导意义。
参考文献
[1]张小青.建筑物内电子设备的防雷保护[M].北京:北京电子工业出版社,2000.
关键词：建筑企业；建筑物；防雷接地施工；施工误区；控制；措施；分析
中图分类号：C29文献标识码：A 文章编号：
Abstract: in the guarantee of the construction enterprises of building lightningproof grounding construction quality this premise below, improve the economic efficiency of enterprises has become the housing construction enterprise, the most fundamental purpose of their own management, this paper, the author to building lightningproof grounding construction erroneous zone and its control are analyzed and discussed.
Keywords: building enterprise; Buildings; Lightningproof grounding construction; Construction erroneous zone; Control; The measure; analysis
房屋建筑企业生命就是效益和质量，在整个市场经济浪潮里面，要求房屋建筑企业必须要从过去单纯的对生产速度和规模追求转变成为提升企业自身经济效益以及保持企业自身可持续性发展作为根本的出发点，然而，提升房屋建筑企业的经济效益，更加重要的就是要加强房屋建筑企业的施工管理，将房屋建筑企业的防雷接地施工误区出现概率大大降低，建筑企业建筑物防雷接地施工的管理工作必须要运用一种科学管理的方式方法，建立起一个健全的目标施工工作，还要建立起一系列的包括建筑企业防雷接地施工控制、考核以及分析在内的制度，用以进行实际施工的评价，根据不同管理的项目和内容，运用不用种类的方式方法，来进行房屋建筑企业目标施工管理的工作。下面，笔者就对建筑物防雷接地施工误区及其控制进行讨论。
一、提升建筑物防雷接地施工设备使用效率
在建筑企业进行防雷接地的施工过程里面，大量需要机械设备来对生产进行辅助，在这些设备里面，有一部分设备必须要从外部的市场里面进行租用，在企业租用设备的时候，我们必须要考虑房屋建筑企业机械设备技术的性能，考虑其是否能够为房屋建筑企业带来一定的效益，对承租的价格进行合理的分析，并且和出租人员签订一个合同，对于企业需要长期使用机械，我们必须要多找几家机械出租的单位，俗话说，货比三家，我们要承租那些对房屋建筑企业最为有利价格的机械，对于自有的机械更加要充分的使用，合理的进行任务的安排，配备一名合格操作的人员，健全和建立设备的保养、维护以及使用的规章和制度，对操作人员必须要进行一定的教育，使其能够对机械设备进行爱护，这样也就能够将机械设备使用的寿命进行提高，最终将建筑物防雷接地施工的误区很好的避免，对其质量进行严格的控制。
二、加强建筑物防雷接地现场管理和材料收发
建筑施工企业材料很多都是进行露天堆放的，在建筑企业的材料仓库地址选择的时候，我们必须要注意所选择的地址必须要有利于施工材料的存放和进出，房屋建筑企业施工材料在进场的时候必须要对其进行认真的检验和计量，要求我们必须要做好相对应的检验和验收的标识，对材料使用的制度进行严格的实施，建筑企业的材料管理人员应该要对建筑企业材料使用的情况进行一定的监督，真正做到场清、料净以及工完，在建筑物防雷接地施工的过程中要求企业的施工人员必须要及时的对材料消耗情况进行掌握，要根据这一个月某一个项目的材料消耗和实际价格计算出这一个月的消耗，将其计入到工程的施工里面，在发现问题以后，要求施工人员必须要及时的进行反馈，最终保证生产的目标能够实现。
三、建筑物防雷接地施工必须要遵循目标管理原则
在我们进行建筑物防雷接地施工的过程中，也就是房屋建筑企业提出施工的项目管理原则的时候，我们必须要使得目标分解的十分得当，决策也十分科学，实施过程中要坚持一定的方法，我们要对先进管理的制度进行利用，采用一个网络规划时间优化的方法，还要加强建筑企业防雷基地工程项目施工的管理，科学、合理的进行建筑企业防雷接地施工进度的计划，这样能够很好的将建筑物防雷接地施工质量进行很好的保证，这样能够对建筑企业防雷接地工程的质量以及安全施工进行确保，最终将建筑企业的工程施工大大降低，只有这样，我们才能够做好建筑物防雷接地施工误区的控制工作。
结语：总而言之，在建筑企业中，我们想要实现自身的目标，就要求建筑企业必须要遵循建筑物防雷接地施工管理相关的要求，运用一种科学、全面的管理方式方法，做好一系列建筑企业业务技术的工作，建筑企业的发展和生存，最为根本的措施就是要在竞争的过程中获得更多更好的工程施工的项目，并且要通过对这些项目进行管理、实施以及组织，带来一定可观的社会效益和经济效益，本文中，笔者就对建筑物防雷接地施工误区及其控制进行了分析和探讨。
参考文献：
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[3] 李霞,魏建苏,朱贵刚,肖稳安,王潇宇. 苏州地区雷电分布规律及对农村安全的影响[A]. 粮食安全与现代农业气象业务发展――2008年全国农业气象学术年会论文集[C], 2008.
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[5] 汪永华,姜小飞. 智能建筑电子信息系统防雷设计[A]. 华东六省一市电机（电力）工程学会输配电技术研讨会2006年年会论文集[C], 2006.
关键词：车间通信机房；防雷；措施
中图分类号：TU856文章标识码：A
一、概述
随着国民经济的快速发展，人们对于网络通信质量的要求越来越高，通信基站的数量不断增加，类型也区域多样化，大量车间通信机房得以建设。而信息化技术的快速发展，大量的微电子产品和设备应用在通信基站内，来调节和控制移动网络通信信号的传输[1]。微电子产品的广泛应用，提升通信设备性能的同时，也大大降低了车间通信机房的耐压能力，加大了车间通信机房在雷电防护问题上的难度，尤其是安装在电源主控室内的通信设备，受到雷击的概率更是大于其他机房。所以对雷电灾害的研究进行深入研究来了解车间通信机房收雷电击中而发生灾害的原理，对于车间通信机房的雷电防护问题具有很大的现实意义。
二、雷电灾害形成以及对车间通信机房造成的灾害
雷电是自然界中常见的带电云层放电现象。当天空中有雷雨云层时，云层会携带大量的电荷而产生静电感应作用。当地面某些特殊物体或者建筑物与带电云层形成强电场而足以让带电云层进行对地方放电时就形成了雷电现象。一般的，雷电现象对车间通信机房造成的破坏有直击雷灾害和感应雷灾害两种形式[2]。直击雷是带电云层直接放电而造成的破坏，这类雷电放电具有瞬发性，短时间内形成高电压并释放大量的电流而对车间通信机房和通信设备造成强烈破坏。感应雷是由于带电云层与车间通信机房的信号传输线、设备连接线形成强电场，强大的电磁感应对通信设备中的微电子元件间接造成破坏的灾害现象。虽然没有直击雷造成的灾害严重，但是发生的概率却很大，而且强电场形成的电磁感应对微电子产品造成的过压破坏会使通信设备产生故障而是车间通信机房瘫痪，对于整个通信网络而言，造成的破坏也是不可估量的。所以感应雷是车间通信机房主要防范的雷电灾害。
三、车间通信机房的防雷措施
车间通信机房的防雷措施主要以防止感应雷为主，直击雷主要通过安装避雷装置和浪涌保护器等保护装置来降低雷电对车间通信机房内电源和通信设备等的危害。另一方面，在建设车间通信机房时，要消灭机房内的防雷隐患等，确保将防雷工作做到最底层。
（一）安装避雷装置，减少电荷量
在车间通信机房上部安装避雷装置是车间通信机房的主动防雷，通过避雷装置，可以将车间通信机房上部的带电云层在聚集电荷足够多之前就对和带电云层运行形成通电回路而对带电云层进行放电，并将多余的电荷导入到大地，从而避免车间通信机房由于带电云层电量过多而进行放电造成的破坏。针对建筑物常见的避雷装置有避雷针、避雷线、避雷器等，在建设车间通信机房时，可以根据当地的气候条件来选择避雷装置，或者多种装置结合辅助使用以增强车间通信机房的防雷能力。此外，安装在车间通信机房内的电源避雷器的引入线不宜过长，以避免在雷击发生时由于引入线过长而抬高雷电电位，同样对通信设备造成过压伤害[3]。一般的，车间通信机房内的电源避雷器的火线引线应该尽量短，加上和接地线总长度应尽量控制在5米以内，以确保雷电不会从交流引入线进入车间通信机房。同时，针对避雷装置的安装，针对车间通信机房的建筑、电源、通信设备等独立、可靠接地，且相距一定距离，尽量避免保护地联合使用，以避免使用同一接地线致使整体的防雷能力降低，防雷效果不佳。
（二）联结机房等电位，消除电位差
针对车间通信机房防雷措施，虽然建筑、通信设备、电源等接地系统相互独立，但是同类型内部应该进行等电位联结。当车间通信机房遭受雷击时，如果通信建筑之间或者电子设备之间彼此接电线没有等电位联结，那么彼此之间就会由于接地电阻而产生电位差，当电位差足够大时，同样会破坏车间通信机房的绝缘系统，造成设备破坏。针对车间通信机房建筑之间的等电位联结，将建筑接地引下线与建筑柱内钢筋焊接在一起，从而使建筑接地形成上端与顶层混凝土钢筋相焊接，地部与地网相焊接，从而形成笼式避雷网，将雷电的高电流强电压进行分流均压。同样的，针对电子设备的等电位联结，需要将通信设备中的电气、电子设备的金属外壳、通信电缆外皮、设备机柜、各种浪涌保护器、安全保护器等接地端都应该以最短的距离联结起来，以降低甚至消除电子设备内部防雷系统的电位差。
（三）加强通信设备雷电防护
车间通信机房的雷电防护要确保通信设备的正常运作，以保证通信网络的正常运行。通信设备的保护包括电源保护和设备屏蔽两部分。针对电源的雷电防护，需将避雷器加装到车间通信机房总配电室的电缆内芯两段来进行一级保护，同时在车间通信机房每个楼层的电缆内芯两侧加装避雷器进行二级防护，最后在各种重要的通信设备以及UPS前段对地部分加装避雷器作为三级保护，最终确保侵入电源系统内的雷电流通过分流技术将其泄入大地[4]。通信设备的屏蔽的主要目的是避免雷电产生的电磁场对通信设备进行干扰而扰乱通信网络的正常运转。通信设备屏蔽包括空间屏蔽和线路屏蔽，线路屏蔽是对网络信号线和电源线进行屏蔽，此外还需对机房进行屏蔽，将其内部的金属门、窗等以及防静电专业地板进行接地，以减少雷电场对通信设备的干扰。
四、总结
车间通信机房的雷电防护措施主要从预防雷电灾害的直击雷和感应雷两方面入手，通过为车间通信机房建筑、通信设备、电源等进行避雷设备安装，以减少带电云层放电时对车间通信机房造成的危害，同时通过内部接地系统的等电位联结，降低甚至消除由于接地电阻产生的电位差，同时要加强通信设备的雷电防护工作，确保设备电源供应正常，设备运转正常。车间通信机房的防雷工作要从细处入手，做到方方面面，一点疏忽就会造成整个防雷系统失效，所以我们要不断努力，将车间通信机房的防雷工作做到细处，保证通信设备正常运转，保证通信网络正常提供服务。
参考文献：
[1] 孔照林,郝世峰.信息化实验室综合防雷工程设计[A]. 第六届中国国际防雷论坛论文摘编[C]. 2007
[2] 杜江.浅谈计算机机房网络系统设备的防雷设计[A]. 第六届中国国际防雷论坛论文摘编[C]. 2007
