承德林業技術推廣總站防雷設計

摘 要：承德林業技術推廣總站辦公樓是一個四層的鋼筋結構建筑。本文就承德林業技術推廣總站進行防雷設計，進行防雷等級劃分，通過對建筑的勘察，對此建筑進行外部直擊雷和內部防雷屏蔽保護，確保雷電發生時設備能夠正常運行。相對定位進行研究。

關鍵詞：防雷設計；避雷網；接地

1 氣象環境及現場勘探

承德林業技術推廣總站辦公樓位于承德市雙橋區北側為山，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根據氣象資料表明，承德地區年雷暴日Td =42天，局部縣達到50天，承德地區年平均雷暴日比較高，是多雷區。建筑物年預計年雷擊次數N=kNgAe 計算出N=1.5×4.2×0.022=0.14（次/a）。因此，承德市林業技術推廣站應按第三類防雷建筑物做雷電綜合防護。

2 外部的防護措施

在雷電災害的侵擾中，直擊雷的能量幅值是最大的產生的，而直擊雷所導致的后果也是難以想象的。對于直擊雷的防范，應對雷云的放電向避雷裝置上進行有效引導，具體方法即通過低阻抗通路利用避雷裝置把雷電流引進地面，進而有效避免雷電災害對電子設備與建筑物的侵害。直擊雷的防護不僅保護建筑物本身，且為其內部提供良好的電磁環境，為雷電電磁脈沖的防護提供條件。

建筑物的外部防雷系統由三部分組成，接閃器是裝設在屋頂天面或設置獨立的避雷針進行對雷電的空中攔截，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，通過接地系統散流實現安全保護。避雷帶選用規格？椎10鍍鋅圓鋼，保證足夠的截面積和機械強度，并采用刷漆來防氧化腐蝕，在設置時高出女兒墻30cm。

在安裝時會有多處的焊接點，三類建筑焊接時焊接長度不小于6倍的直徑即60mm[ 1 ]，并與預留的建筑鋼筋相連，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避雷帶的實際高度18+1.2

+0.3=19.5m。建筑側面并無突出物，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，其截面積不應小于48mm2厚度不應小于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，受電動力的影響，機械力產生于避雷帶拐角處，導致表面水泥受到嚴重損壞。在施工過程中，將四角避雷帶做成平滑的圓弧狀，以此使電動力作用有效減少。

滾球法計算公式 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：要求計算的建筑物某點高度，取屋面高度18m；rx：在計算點高度避雷針的保護半徑。通過計算可以知道避雷帶在屋面高度的保護半徑。

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。

設計采用混凝土柱中的鋼筋作為引下線在建筑四角處設置，建筑內鋼筋直徑24mm，其采用支柱內側的對角鋼筋作為引下線，建筑物柱內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，便于地網散流，以均衡地電位。由于雷電流的熱效應會對混凝土起到破壞作用，為此加大載流導體的截面積，利用兩根鋼筋為一組作為防雷引下線，不必設立斷接卡，無需獨立外設防雷引下線。接地裝置根據防雷類別確定，建筑物宜利用基礎內鋼筋網作為接地體，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符合下列表達式的要求：

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。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出建筑物的管道相連的情況下。敷設水平接地體，在敷設接地體前，需要沿接地體的線路進行挖溝，一邊敷設連接接地體的扁鋼，接地裝置需埋于地表層以下，接地體頂部距離地面不應小于0.6m，挖溝時溝深在0.6到1m之間，要避開地下管線等。在距建筑5m外，遠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，在溝中均勻灑入降阻劑深度1m邊長1m的方形土坑，將石墨接地體敷設其中，并在事先挖好的溝中埋設鍍鋅扁鋼將石墨接地體與建筑地基鋼筋焊接相連。

3 內部防雷保護

建筑物采用TN-S-C供電制式，是以埋地接入至大樓， 根據勘測當地的土壤電阻率其埋地長度應大于2，即其埋地長度應大于45m，并且在入戶處與等電位連接帶相連，防止感應過電壓進入室內辦公樓一樓設有總配電房，樓內有機房和安防控制系統且個房間內均有計算機。低壓輸電的配電制式采用TN-S-C系統在主配電屏進線端安裝一級10/350電源SPD，將其并聯于電源系統中。SPD電源端加裝剩余電流保護器在分配電屏進線端安裝二級電源SPD，辦公室分配電箱用戶設備終端安裝三級電源SPD，一級與二級SPD保持距離10m以上距離，二級與三級SPD保持5m以上距離。PE線各電器各電子設備的外露導電部分在正常運行時，不帶電位，與大地的點位相同[ 3 ]。從雷電的入侵途徑可知，雷電會產生強大的電磁波，在周圍的導體上產生感應雷電流，也會構成對電子設備的直接沖擊損壞。室內的電話線路安裝電話信號SPD，防止雷電波的侵入，通信網絡采用光纖，不導電，將光纖外部金屬部件連接至等電位連接帶防止電位反擊。金屬門窗等也應一并連入等電位連接帶內，這樣可以有效的防止感應效應，及時的將其疏導進入接地裝置。

參考文獻：

[1] 楊仲江.防雷裝置檢測審核與驗收[M].北京：氣象出版社，2009.

[2] 梅衛群，江燕如.建筑防雷工程與設計[M].第三版.氣象出版社，2009年.

[3] 施廣全.信息系統雷電防護講義.

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，主要從事雷電防護工作。