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建筑防雷知识详解:安全用电与建筑防雷技巧

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雷电,这种自然现象,不仅充满神秘感,还具有极大的破坏力。为了让我们更好地了解雷电和防雷措施,下面将详细介绍雷电的基本知识、民用建筑物的防雷分类、建筑物防雷系统的组成以及防雷设施的维护。
首先,雷电的破坏作用主要有两种:直接雷击和感应雷。直接雷击指的是雷云直接对地面物体放电,这种放电的电流极大,可达100~200kA,产生的强烈冲击波能造成房屋损坏、人畜伤亡。而感应雷则是由于静电感应或电磁感应引起的过电压,可能导致火灾、爆炸和人身事故。
接着,针对民用建筑物的防雷要求,我们可以将其分为三类。第一类是具有特别重要用途的国家级大型建筑物;第二类是重要的或人员密集的大型建筑物,以及省级重点文物保护的建筑物等;第三类则包括年计算雷击次数较大、位于建筑群边缘的较高建筑物,以及历史上雷害事故较多的地区建筑物。
在建筑物防雷系统中,接闪器、引下线和接地装置是三个关键组成部分。接闪器主要负责接受直接雷击,将雷电流泄放到大地,保护建筑物不受损害。引下线则将接闪器与接地装置连接起来,使雷电流有路径流入大地。接地装置则是将雷电流通过接地体和接地线导入大地,确保建筑物安全。
在防雷措施方面,我们需要采取以下措施来防止直击雷、感应雷和雷电波侵入。对于防直击雷,应安装避雷针、避雷带、避雷网等接闪器;对于防感应雷,可将混凝土屋面的钢筋用引下线与接地装置连接;而防雷电波侵入,则需要在变电所高压电源进线端装设阀式避雷器。
最后,为了保持防雷装置的良好保护性能,我们需要对防雷设施进行定期检查和维护。这包括检查接地电阻、检查引下线是否锈蚀、断裂或松脱,以及定期对避雷器进行试验检查。此外,每次大雷雨后,也要及时进行全面检查,修复因雷击放电导致的损坏。
总之,了解雷电的基本知识和防雷措施,对于我们保护生命财产安全具有重要意义。在日常生活中,我们要密切关注雷雨天气,采取适当的防雷措施,确保自己和他人的安全。    雷电是一种自然现象。雷电就是雷云之间或雷云对大地的放电现象。雷电具有极大的破坏作用。
本节介绍雷电的常识和防雷的措施。通过学习,应掌握建筑物防雷分类,了解防雷系统的组成,了解建筑物的防雷措施,了解防雷设施的维护要求。

  一、雷电的基本知识

建筑防雷知识详解:安全用电与建筑防雷技巧

  雷电的破坏作用有两种,一种是雷电直接击在建筑物上的直接雷击,叫做直击雷过电压或直击雷。另一种是雷电的静电感应或电磁感应所引起的过电压,叫做感应过电压或感应雷。它们的特点如下表所示。

种类

特点

直接雷击

雷云直接对地面物体放电,雷击的时间虽然很短,只有万分之几到百分之几秒,但有很大的电流通过,可达100~200kA,使空气温度骤然升到摄氏1~2万度,产生强烈的冲击波,造成房屋损坏,人畜伤亡。当雷电流通过有电阻或电感物体时,能产生很大的电压降和感应电压,破坏绝缘,产生火花,使设备损坏,甚至引起燃烧、爆炸,使危害进一步扩大

感应过电压或感应雷

静电感应是由于建筑物上空有雷云时,建筑物会感应出与雷云所带电负荷相反的电荷,雷云向地面开始放电后,在放电通路中的电荷迅速中和,但建筑物顶部的电荷不能立刻流散入地,便形成很高的电位,造成在建筑物内的电线、金属设备、金属管道放电,引起火灾、爆炸和人身事故

电磁感应是当雷电流通过金属体入地时,形成强大的磁场,能使附近的金属导体感应出高电势,在导体回路的缺口引起火花

  二、民用建筑物的防雷分类

  根据建筑物遭受雷击后的严重程度,遭受雷击机会的多少,以及当地雷电活动情况,即建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类。

  1.第一类防雷的民用建筑物

  它是指具有特别重要用途的属于国家级的大型建筑物。

  2.第二类防雷的民用建筑物

  它是指重要的或人员密集的大型建筑物,以及省级重点文物保护的建筑物和构筑物、19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他建筑物。

  3.第三类防雷的民用建筑物

  • ① 建筑物年计算雷击次数大于或等于0.05时,或超过调查确认需要防雷的建筑物。
  • ② 建筑群中最高或位于建筑群边缘的高度为20m以上的建筑物,在雷电活动强烈地区高度可为15m以上,雷击活动比较弱的地区其高度为25m以上。
  • ③ 高度超过15m以上的烟囱、水塔等孤立建筑物或构筑物,在雷电活动比较弱的地区,其高度可为20m以上。
  • ④ 历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多的地区的建筑物。

  三、建筑物防雷系统的组成

  为了尽可能地减小雷电造成的损失,就需要在建筑物上安装防雷设备。建筑物的防雷主要采用接闪器,如避雷针、避雷带、避雷网及避雷线等装置将雷电通过引下线、接地装置直接导入大地。

  1.接闪器

  接闪器就是专门用来接受直接雷击的金属导体。主要功能是把接引来的雷电流,通过引下线和接地装置向大地中泄放,保护建筑物免受雷害。
  接闪器的保护范围可以用滚球法进行确定。滚球法是以hr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(包括被利用作为接闪器的金属物)或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物),而不触及需要保护的部位时,该部分就得到接闪器的保护。布置接闪器时可单独或任意组合。保护范围如下图所示。

 

  • ① 避雷针处于地面建筑物的最高处,与雷雨云的距离最近,由于它与大地有良好的电气连接,所以它与大地有相同的电位,使避雷针附近空间的电场强度比较大,容易吸引雷电先驱,使主放电都集中到它的上面,从而使附近比它低的物体遭受雷击的几率大大减少。避雷针不但不能避雷反而引雷,它使自身多受雷击而保护周围免受雷击。由于避雷针与大地有良好的电气连接,能把大地积存的电荷能量迅速传递到雷雨云层中泄放;或把雷雨云层中积存的电荷能量传递到大地中泄放,使雷击而造成的过电压时间大大的缩短,从很大程度上降低了雷击的危害性。
  • ② 避雷线是架空的避雷针,是悬挂在高空的接地线,作用与避雷针相同。
  • ③ 避雷带是指沿建筑物顶部突出部位的边沿敷设金属带作为接闪器。
  • ④ 避雷网是指利用钢筋混凝土结构中的钢筋网进行雷电保护。


  避雷针主要用来保护露天变配电设备、建筑物和构筑物;避雷线主要用来保护电力线路;避雷网和避雷带主要用来保护建筑物。

  2.引下线

  引下线的作用是将接闪器与接地装置连接在一起,使雷电流构成通路。在高层建筑中利用其柱或剪力墙中的主筋作为引下线,随主体结构逐层串联焊接至屋顶与接闪器连接。

  3.接地装置

  接闪器通过引下线与大地作良好的电气连接的装置称之为接地装置。接地装置是接地体和接地线的总称。

  四、建筑物的防雷保护

  1.基本防雷措施

  建筑物的防雷主要应防止直击雷、感应雷以及防雷电波侵入的措施,具体应根据实际场所进行布置。

  • ① 防直击雷的应安装各种形式的接闪器。可安装独立的避雷针,在高层建筑物上可装设避雷带、避雷网等。
  • ② 防感应雷的方法是将混凝土屋面的钢筋用引下线与接地装置连接。对于防雷要求较高的建筑物,则应采用避雷网防雷。
  • ③ 防雷电波侵入的主要部位是变电所,重点是电力变压器。基本的保护措施是在高压电源进线端装设阀式避雷器。避雷器应尽量靠近变压器安装,其接地线应与变压器低压侧中性点及变压器外壳共同连在一起后,再与接地装置连接。

  2.防雷设施的维护

  为保持防雷装置有良好的保护性能,应对其进行经常性的检查维护,在检查维护中应注意以下几个问题。

  • ① 接闪器和避雷器在任何情况下都必须保证可靠接地。接地电阻应小于10W。
  • ② 每年雷雨季节到来之前,应对防雷系统设施的各个环节进行细致的检查。如发现有接地引下线严重锈蚀 (使实际截面减小30%以上),应及时更换;有断裂、松脱的应立即进行焊补或紧固;接地电阻变大不符合要求的也应采取相应的补救改善措施 (如加大接地装置等)。
  • ③ 避雷器应在每年雷雨季节前进行一次试验检查,性能不符合要求的应立即更换。
  • ④ 每次大雷雨后,应及时进行全面检查,查看是否因雷击放电导致某些连接点松脱、断开或烧毁,并应立即进行相应的修理。

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