建筑物及电气设备防雷技术

建筑物及电气设备防雷技术

焦合泽

身份证号码：410782198106050053河南辉县453600

摘要：雷电对人和建筑物的危害是非常巨大的，我国每年都会发生一些因雷电引发的事故，本文总结了雷电的各种危害，并分析其对电气设备造成损害的成因，最后对电气设备的防雷保护措施进行介绍，旨在提高建筑物的防雷施工效果。

关键词：电气；设备；防雷；措施

随着人民生活水平的提高，各种电子电气设备的品种也越来越多，各种信息化的电气设备的普及，使得建筑电气设备的防雷工作越来越高。因此，电气施工单位要将建筑工程的避雷工程系统重视起来，从设计图纸、原材料、设备、施工工艺及施工过程进行控制，防止电气设备遭到雷电的袭击。

1雷电的危害

（1）雷击容易出现过电压。雷电击中物体后，会在较短的时间内产生较强的脉冲电流，电流峰值可达几千安培；随着电气设备在日常生活中的普及使用，人们忽视对雷电防护的重要性，导致雷电击中电气设备的情况时有发生。

（2）地电位反击。当建筑物设置避雷针后，雷电会顺着避雷系统将雷电引入大地，但是在建筑物避雷系统的两端容易出现过电压，过电压可以通过电气设备的接地线损坏电气设备。

2电气设备受雷击的成因

当出现雷击后，雷击会以直击电和感应电的形式进入到建筑物的避雷系统中，当以直击雷的形式入侵建筑物，会形成强大的脉冲形式的电流，从而通过避雷系统内的接地线进入进入电气设备；感应电又可以分为静电感应和电磁感应，电磁感应通常称为二次雷，它会产生较大的电磁场变化，与导体感应出过电压，最终对电气设备造成损坏。

雷电损坏电气设备的过程中会产生两种过电压：一种是使平衡电路某点出现超过允许的对地过电压，称为纵向过电压；另外一种就是平衡电路之间或不平衡电路线对地出现的过电压，也成为横向过电压。目前建筑物在防雷设计中都设置了防雷保护系统，具有有一定的防雷击作用，本文主要对感应雷击产生的过电压进行介绍。由二次雷击主要通过供电线路入侵、建筑物内信息线入侵、接地线入侵等三种方式入侵。

2.1由供电线路入侵

当雷电击中高压电线后，电流会通过变压器传到低压电路线上，但是由于电源线路均未涉及过电压保护装置，过电压会畅通无阻的传到建筑物内的部分低压电气设备上，有时低压线路也容易被直流雷击中或由于附近雷闪感应形成过电压。当室内电气设备的线路与信号联系管道、构件的位置不合理时，容易形成一个开口导电环，导致地面磁场在环内感应出过电压，环路所包围的面积越大，感应的过电压越高，越容易导致电子设备被击中。

2.2由建筑物内信息线路入侵

建筑物内信息线路入侵可以分为三类：（1）当雷击中地面高物时，会受到过电压的冲击，破坏电缆的外皮，这时电流会沿着破坏的信息线入侵到室内；（2）当出现雷击，信息线上可能感应出过电压，顺着信息线破坏与线路相连的电气设备，这种入侵方式是最常见的，危害性非常大；（3）在信息线布设时，当多条芯电线平行敷设时，当其中一条导线被雷击中后，其他附近的导线也会感应出过电压，最终导致设备损坏。

2.3由接地体入侵

如果建筑物的防雷接地施工质量较高，当雷电击中建筑物时，强大的电流会通过引下线和接地体引入到大地，在接地体附近形成放射性的电位分布，高压电位会击中与接地体相连接的电气设备，损坏电气设备。

3电气设备防雷保护措施

3.1常用电气设备防雷措施

做好常用电气设备的综合防雷保护措施，对于家用的电视、电话、电脑等，切断与电源的连接，然后采用高压侧装设避雷单独接地，低压侧避雷器、低压侧中性点及变压金属外壳连接在一起；所有的电线、电缆入户处加设合适的避雷装置，使沿导线传来的雷电由避雷器分流入地，如当电源线线路较长时，在进线与大地之间接入低压阀型避雷器，或在最后几根杆上把绝缘子的铁支架接地，使雷电分流衰减；合理设置避雷网，一般在屋角、屋脊、屋檐和檐角等易遭受雷击的部位敷设，使得整个避雷装置成为一个整体，在建筑物外部突出的管道、栏杆、构件等金属要就近与防雷接地装置相连，减少雷电击中设备的事故发生。

3.2防直击雷措施

为了防止直击雷的影响，要在建筑物上安装避雷针、避雷网、避雷带等避雷设备；在信号电缆上方安装避雷线（避雷针），雷击电缆时可以利用避雷装置起到保护作用，避雷线一般用4mm的镀锌铁丝，利用拉线入地或直接入地。在建筑物外部敷设的避雷装置上面都要设置接闪器，可以利用其高出被保护物的突出地位，将雷电流引向接闪器，最后通过引下线和接地装置将雷电流泄入大地，以此保护建筑物内的电气设备不受雷击；为了确保接闪器的防雷效果，当接闪器锈蚀达到一定程度，需要对其进行更换；要控制引入线截断和接地装置的电阻，以免减弱防雷的效果；防雷接地装置的最小尺寸要稍大于其他接地装置的最小尺寸，其中用于建筑物防直击雷的接地装置电阻不得大于10Ω―30Ω；控制引下线的质量，确保引下线的机械强度，不得出现腐蚀和弯曲等质量问题，且不得使用铝线作为防雷引下线。

直击雷击中防雷装置时，会出现较高的冲击电压，如果控制不当会出现雷电击穿导线的绝缘体，发生剧烈的放电，容易产生重大的安全事故，所以为了防止直击雷的影响，要确保接闪器、引下线、接地装置与邻近的导体之间有足够的安全距离。

为了避免雷针、避雷线上落雷时造成向被保护的设备反击，在避雷针或雷电线上装设独立的接地装置时，应与被保护的设备保持一定距离，一般两者的空间距离不小于5m，地下距离不小于3m为宜。避雷针及其独立接地装置也不要设在人员常出入的地方，至少应离道路3m，以保证人身安全。为避免避雷针落雷时造成雷电波沿着各类线路引入室内，要严禁将低压线、通信广播线等架设在避雷针、避雷线上或其构架上。

3.3防雷电波侵入及防雷电感应措施

为了避免雷击感应电通过避雷针进入室内，防雷系统施工时应该做好建筑物外部金属构件的防雷工作，如将外部栏杆、金属管道等就近连接到接地设施上；为了避免雷击感应电出现过电压，影响设备的运行，需要对低压线路进行暗敷，将全部的电线、电缆直接埋设在地下；对于入户处应该将金属线的外皮、金属线槽做好接地工作；对于雷击感应，可以采用屏蔽的防雷措施，阻止空间电磁波感应过电压，达到消除电磁干扰的目的。

3.4信息系统防雷击电磁脉冲措施

信息系统防雷击措施中主要介绍控制雷电电磁脉冲引起的设备损坏。雷击电脉冲产生于雷云向大地放电，从而导致建筑物外墙上的金属部件产生于雷电相反的电荷，这些相反的电荷会顺着外部接地线进入到室内，并对电气设备放电，容易导致电气设备出现失灵和永久损坏。为了减少电子信息系统的雷电电磁脉冲损坏，需要确认雷电如何进入到电子信息系统，然后切断其进入到系统的通路，从而将雷电的脉冲封堵在建筑物的外围。具体防护为当雷电产生电磁脉冲，形成过电压后，用引下线引入到地下，设置隔离、等电位、屏蔽、滤波、过电压保护、接地等手段有效避免室内建筑物受到雷电电磁脉冲的损害。

3.5新型防雷装置应用措施

春夏季节是雷雨多发季节，需要做好雷击侵袭的防护工作，我国相关行业也重视到了这个问题，研究学者也提出了各种各样的新方法、新技术，旨在消除雷击，将雷击阻断在室外，避免进入到室内。这些新技术未电离防雷装置、放射性同位素避雷针、高脉冲避雷针、激光防雷装置、半导体长针消雷器等新型防雷装置，减少了由于雷电袭击事故的出现，取得良好的经济效果。

4结束语

在建筑工程防雷设计中，设计人员应该根据实际情况合理选择防雷接地方案，严格按照相关规范，科学设计，选择合适的防护措施，保证建筑工程电气设备的安全使用，达到用电安全的目标。

参考文献：

[1]高层建筑防雷设计及施工《江苏建筑》2011年第1期

[2]小区高层建筑防雷接地装置施工技术《重庆建筑》2010年第9卷第10期