承德林業(yè)技術(shù)推廣總站防雷設(shè)計(jì)

摘 要：承德林業(yè)技術(shù)推廣總站辦公樓是一個(gè)四層的鋼筋結(jié)構(gòu)建筑。本文就承德林業(yè)技術(shù)推廣總站進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)，進(jìn)行防雷等級(jí)劃分，通過對(duì)建筑的勘察，對(duì)此建筑進(jìn)行外部直擊雷和內(nèi)部防雷屏蔽保護(hù)，確保雷電發(fā)生時(shí)設(shè)備能夠正常運(yùn)行。相對(duì)定位進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：防雷設(shè)計(jì)；避雷網(wǎng)；接地

1 氣象環(huán)境及現(xiàn)場勘探

承德林業(yè)技術(shù)推廣總站辦公樓位于承德市雙橋區(qū)北側(cè)為山，辦公樓建筑在山坡下由鋼筋混凝土材料建成，周圍并無高大建筑。土壤電阻率為500Ωm根據(jù)氣象資料表明，承德地區(qū)年雷暴日Td =42天，局部縣達(dá)到50天，承德地區(qū)年平均雷暴日比較高，是多雷區(qū)。建筑物年預(yù)計(jì)年雷擊次數(shù)N=kNgAe 計(jì)算出N=1.5×4.2×0.022=0.14（次/a）。因此，承德市林業(yè)技術(shù)推廣站應(yīng)按第三類防雷建筑物做雷電綜合防護(hù)。

2 外部的防護(hù)措施

在雷電災(zāi)害的侵?jǐn)_中，直擊雷的能量幅值是最大的產(chǎn)生的，而直擊雷所導(dǎo)致的后果也是難以想象的。對(duì)于直擊雷的防范，應(yīng)對(duì)雷云的放電向避雷裝置上進(jìn)行有效引導(dǎo)，具體方法即通過低阻抗通路利用避雷裝置把雷電流引進(jìn)地面，進(jìn)而有效避免雷電災(zāi)害對(duì)電子設(shè)備與建筑物的侵害。直擊雷的防護(hù)不僅保護(hù)建筑物本身，且為其內(nèi)部提供良好的電磁環(huán)境，為雷電電磁脈沖的防護(hù)提供條件。

建筑物的外部防雷系統(tǒng)由三部分組成，接閃器是裝設(shè)在屋頂天面或設(shè)置獨(dú)立的避雷針進(jìn)行對(duì)雷電的空中攔截，將雷電的高能量引致自身，再通過引下裝置將雷電流引入接地系統(tǒng)，通過接地系統(tǒng)散流實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。避雷帶選用規(guī)格？椎10鍍鋅圓鋼，保證足夠的截面積和機(jī)械強(qiáng)度，并采用刷漆來防氧化腐蝕，在設(shè)置時(shí)高出女兒墻30cm。

在安裝時(shí)會(huì)有多處的焊接點(diǎn)，三類建筑焊接時(shí)焊接長度不小于6倍的直徑即60mm[ 1 ]，并與預(yù)留的建筑鋼筋相連，不少于兩處，保證良好的電器連通。該建筑物的女兒墻高度1.2m避雷帶的實(shí)際高度18+1.2

+0.3=19.5m。建筑側(cè)面并無突出物，避雷帶可以很好的防止建筑遭受直擊雷的侵害，采用扁鋼時(shí)，其截面積不應(yīng)小于48mm2厚度不應(yīng)小于4mm。通常來講，最易遭受雷擊危害的地方為屋面四角，在雷擊作用下，受電動(dòng)力的影響，機(jī)械力產(chǎn)生于避雷帶拐角處，導(dǎo)致表面水泥受到嚴(yán)重?fù)p壞。在施工過程中，將四角避雷帶做成平滑的圓弧狀，以此使電動(dòng)力作用有效減少。

滾球法計(jì)算公式 rx=■-■。

h：接閃裝置的高度，取19.5m； hr：滾球半徑，該建筑屬于三類建筑，滾球半徑去60m；hx：要求計(jì)算的建筑物某點(diǎn)高度，取屋面高度18m；rx：在計(jì)算點(diǎn)高度避雷針的保護(hù)半徑。通過計(jì)算可以知道避雷帶在屋面高度的保護(hù)半徑。

rx=■-■，rx=1.5（m）

該避雷帶可以很好的防止建筑遭受直擊雷的侵害。

設(shè)計(jì)采用混凝土柱中的鋼筋作為引下線在建筑四角處設(shè)置，建筑內(nèi)鋼筋直徑24mm，其采用支柱內(nèi)側(cè)的對(duì)角鋼筋作為引下線，建筑物柱內(nèi)鋼筋作引下線提高了防雷裝置的可靠性，兩跟根鋼筋引下線的分流作用可降低每根引下線的沿線壓降，在屋頂與接閃裝置作可靠連接讓雷電流均勻入地，便于地網(wǎng)散流，以均衡地電位。由于雷電流的熱效應(yīng)會(huì)對(duì)混凝土起到破壞作用，為此加大載流導(dǎo)體的截面積，利用兩根鋼筋為一組作為防雷引下線，不必設(shè)立斷接卡，無需獨(dú)立外設(shè)防雷引下線。接地裝置根據(jù)防雷類別確定，建筑物宜利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋網(wǎng)作為接地體，在周圍地面以下距離地面不小于0.5m，每根引下線所連接的鋼筋表面積總和應(yīng)符合下列表達(dá)式的要求：

S？叟1.89k2c[ 2 ]

式中S為鋼筋表面積總和（m2）。kc為流入該引下線所連接接地體的分流系數(shù)。接地裝置宜與埋地金屬管道相連接。在防雷接地裝置同其他接地裝置或進(jìn)出建筑物的管道相連的情況下。敷設(shè)水平接地體，在敷設(shè)接地體前，需要沿接地體的線路進(jìn)行挖溝，一邊敷設(shè)連接接地體的扁鋼，接地裝置需埋于地表層以下，接地體頂部距離地面不應(yīng)小于0.6m，挖溝時(shí)溝深在0.6到1m之間，要避開地下管線等。在距建筑5m外，遠(yuǎn)離建筑物入口和人行道3m以上。由于土壤電阻率較大需要給接地裝置降阻。為降低接地電阻，在溝中均勻?yàn)⑷虢底鑴┥疃?m邊長1m的方形土坑，將石墨接地體敷設(shè)其中，并在事先挖好的溝中埋設(shè)鍍鋅扁鋼將石墨接地體與建筑地基鋼筋焊接相連。

3 內(nèi)部防雷保護(hù)

建筑物采用TN-S-C供電制式，是以埋地接入至大樓， 根據(jù)勘測(cè)當(dāng)?shù)氐耐寥离娮杪势渎竦亻L度應(yīng)大于2，即其埋地長度應(yīng)大于45m，并且在入戶處與等電位連接帶相連，防止感應(yīng)過電壓進(jìn)入室內(nèi)辦公樓一樓設(shè)有總配電房，樓內(nèi)有機(jī)房和安防控制系統(tǒng)且個(gè)房間內(nèi)均有計(jì)算機(jī)。低壓輸電的配電制式采用TN-S-C系統(tǒng)在主配電屏進(jìn)線端安裝一級(jí)10/350電源SPD，將其并聯(lián)于電源系統(tǒng)中。SPD電源端加裝剩余電流保護(hù)器在分配電屏進(jìn)線端安裝二級(jí)電源SPD，辦公室分配電箱用戶設(shè)備終端安裝三級(jí)電源SPD，一級(jí)與二級(jí)SPD保持距離10m以上距離，二級(jí)與三級(jí)SPD保持5m以上距離。PE線各電器各電子設(shè)備的外露導(dǎo)電部分在正常運(yùn)行時(shí)，不帶電位，與大地的點(diǎn)位相同[ 3 ]。從雷電的入侵途徑可知，雷電會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波，在周圍的導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)雷電流，也會(huì)構(gòu)成對(duì)電子設(shè)備的直接沖擊損壞。室內(nèi)的電話線路安裝電話信號(hào)SPD，防止雷電波的侵入，通信網(wǎng)絡(luò)采用光纖，不導(dǎo)電，將光纖外部金屬部件連接至等電位連接帶防止電位反擊。金屬門窗等也應(yīng)一并連入等電位連接帶內(nèi)，這樣可以有效的防止感應(yīng)效應(yīng)，及時(shí)的將其疏導(dǎo)進(jìn)入接地裝置。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊仲江.防雷裝置檢測(cè)審核與驗(yàn)收[M].北京：氣象出版社，2009.

[2] 梅衛(wèi)群，江燕如.建筑防雷工程與設(shè)計(jì)[M].第三版.氣象出版社，2009年.

[3] 施廣全.信息系統(tǒng)雷電防護(hù)講義.

作者簡介：史洋（1989-），男，漢族，河北承德人，河北省承德市豐寧滿族自治縣氣象局，本科，助理工程師，主要從事雷電防護(hù)工作。