防雷是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。王時煦先生早在1960年作人民大會堂電氣工程總結(jié)及寫作《建筑物防雷設(shè)計(jì)》一書時就提出了建筑物防雷設(shè)計(jì)的六項(xiàng)重要因素，這對我國建筑防雷規(guī)范化起到了重要作用。
1、天面接閃器的合理連接建筑物天面接閃器有針、網(wǎng)和帶等形式。在容易受雷擊的角位、頂位通常設(shè)有避雷針。
在施工過程中，需注意針、網(wǎng)、帶的合理連接和避雷帶是否構(gòu)成一閉合環(huán)路；針、帶及帶與支持卡的連接是否 正確。由于安全的原因，現(xiàn)代建筑物天面的四周都設(shè)有女兒墻或防護(hù)欄桿，這些是雷擊優(yōu)先接閃的地方，應(yīng)該特別注意其接閃器的安裝方法。
現(xiàn)列舉女兒墻接閃器的兩種安裝方法：圖1的連接方法較為科學(xué)，優(yōu)點(diǎn)是在針腳、支持卡腳處不形成斷點(diǎn)，不容易產(chǎn)生反擊，跟土建施工配合密切，工作量大；
圖2的做法比較普遍，缺點(diǎn)是在針腳、支持卡腳處形成斷點(diǎn)，極易發(fā)生雷擊事故。 理由：由于雷電沖擊波是行波，具有折射和反射特性。當(dāng)A點(diǎn)接閃時，在B點(diǎn)會產(chǎn)生雷電行波電壓全反射，使B點(diǎn)的電壓是行波電壓的2倍，很容易造成B點(diǎn)產(chǎn)生反擊，使女兒墻損毀。在幾起這種類型的雷災(zāi)事故中，都在斷點(diǎn)處形成高電位產(chǎn)生反擊。
在作者的工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，許多新建建筑物的防雷設(shè)施中女兒墻的針、帶的連接方式，都采用圖2連接方法，這是比較危險(xiǎn)的，存在安全隱患。另外，在易燃易爆場所，天面的避雷帶與支持卡的連接盡量不要采用夾式，避免產(chǎn)生火花間隙。
2、避雷器要適應(yīng)雷電沖擊波對波阻抗的要求防雷工程中對金屬線路裝設(shè)相應(yīng)的避雷器，其原始的概念在于限壓和分流，這一點(diǎn)很多避雷器都能做到。所以，避雷器的能量配合，以及雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估中所要求的避雷器級數(shù)，都需要考慮。但是作為感應(yīng)雷防護(hù)工程成功與否的重要指標(biāo)，卻定義在避雷器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其連線、接地線對雷電沖擊波波阻抗是否理想，對此往往考慮得較少。
理由：假如雷電沖擊波到達(dá)A節(jié)點(diǎn)時，理想的條件是在AB段形成對雷電沖擊波的瞬間開路，即AB段對雷電沖擊波形成的阻抗→∞，使雷電沖擊波產(chǎn)生的電壓形成負(fù)的電壓全反射，這時AB段瞬間雷電流→0，促使反射電壓和原來的雷電電壓加在避雷器件上，避雷器迅速響應(yīng)。為了減少或避免雷電波在AE段產(chǎn)生過電壓造成對設(shè)備的損害，這時，理想的條件是AE段形成瞬間短路，即AE段對雷電沖擊波形成的阻抗→0，促使雷電沖擊波產(chǎn)生的電流形成電流負(fù)的全反射，使AE段瞬間雷電壓→0.實(shí)現(xiàn)上述兩種理想條件是增大AB段的電感（對電源線而言）和避雷器的接地線DE做到短、直、粗，DE線段一般要求長度小于或等于0.5m，截面積大于或等于10mm2的多股銅線。避雷器連接線AC的長度盡量減少到零（有條件采用光焊技術(shù)），或采用凱文接法。因此，建議對防雷工程中避雷器的選擇和安裝應(yīng)注意：
①避雷器結(jié)構(gòu)的伏秒特性和被保護(hù)設(shè)備伏秒特性的配合；
②避雷器結(jié)構(gòu)的絕緣自我恢復(fù)能力；
③理想的避雷器結(jié)構(gòu)及其連接、接地線對雷電沖擊波波阻抗（理想的應(yīng)趨于零），避雷器與金屬線連接的節(jié)點(diǎn)后是會形成對雷電電磁脈沖瞬間開路的。如不適應(yīng)上述三點(diǎn)要求，則避雷器的作用會大打折扣或不起作用。
3、天面接閃器及預(yù)留電氣接地點(diǎn)接地電阻的測試近幾年，高層建筑越來越多，天面的附設(shè)設(shè)備也很多，預(yù)留的電氣接地點(diǎn)相應(yīng)增多，對接地電阻的要求也越來越嚴(yán)格。安裝有電氣設(shè)備的建筑物，一般都要求共用接地體的接地電阻≤1.0Ω。在進(jìn)行測試時，由于空中電磁干擾源很多，當(dāng)接地電阻測試線到達(dá)某一高度（在廣州市內(nèi)，約70m以上）時，測試線感應(yīng)到一定的電動勢時，會使電阻測試儀表指針擺動不定，天面接閃器及電氣預(yù)留接地點(diǎn)的接地電阻值無法讀出，給測試工作帶來很大影響。據(jù)了解，目前國內(nèi)、外還沒有能抵御這種干擾的接地電阻測試儀表，故只能想其它辦法避免或減少測試線感應(yīng)到電動勢。
解決這方面的問題，可從電-磁理論入手，我們知道空中存在復(fù)雜的電磁源，有大氣電場、無線電磁波等，這些都可能與測試線產(chǎn)生電動勢有關(guān)。大家都清楚，晴天大氣電場是垂直向下的，測試線是與大氣電場平行的，不存在切割現(xiàn)象，大氣電場的日變化很慢，所以大氣電場不會對與其平行的測試線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。因此大氣中存在的各種頻率的電磁波與測試線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的關(guān)系最大。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)：①測試線感應(yīng)電動勢在城市的市區(qū)比郊區(qū)大；②如果測試線靠近微波站、移動通信機(jī)站等地方時，測試線感應(yīng)的電動勢較大。兩者的感應(yīng)電壓都隨測試線高度的增高而增大。處理對策有：①將測試線從鋼筋凝土建筑物內(nèi)部的空井進(jìn)行放線，減弱電磁切割的磁場；②利用等電位方法間接得到天面電阻值，而前者較為直接和真實(shí)。
4、過渡電阻的測試GB50057-94中規(guī)定，等電位連接點(diǎn)的過渡電阻值不能大于0.03Ω，這是等電位連接的一個技術(shù)要求。過渡電阻值的測試依賴于精確的儀表和正確的測試方法。這里推薦的是雙電橋測試法（圖5）。在使用雙臂電橋時，連接被測的過渡點(diǎn)兩端分別有兩根連線，這時，兩個接頭P1、P2之間的電阻就是被測的過渡電阻。由于過渡電阻要求≤0.03Ω，因此，可使用比率臂"×0.1"，C1、P1、C2、P2接線柱到被測量電阻之間的連接導(dǎo)線，要選粗導(dǎo)線，其電阻值不得大于0.005～0.01Ω。
建筑防雷六要素
一、接閃功能
指實(shí)現(xiàn)接閃功能所應(yīng)具備的條件，包括接閃器的形式（避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)）、耐流耐壓能力、連續(xù)接閃效果、造價(jià)以及接閃器與建筑物的美學(xué)統(tǒng)一性等。
二、分流影響
指引下線對分流效果的影響。引下線的粗細(xì)和數(shù)量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，其感應(yīng)范圍就小。引下線相互之間的距離不應(yīng)小于規(guī)范中的規(guī)定。當(dāng)建筑物很高，引下線很長時，應(yīng)在建筑物的中間部位增加均壓環(huán)，以減小引下線的電感電壓降。這不僅可以分流，而且還可以降低反擊電壓。
三、均衡電位
使建筑物內(nèi)的各個部位都形成一個相等的電位，即等電位。若建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋與各種金屬設(shè)置及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導(dǎo)電體，建筑物內(nèi)當(dāng)然就不會產(chǎn)生不同的電位，這樣就可保證建筑物內(nèi)不會產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對防止雷電電磁脈沖干擾微電子設(shè)備也有很大的好處。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實(shí)現(xiàn)等電位的條件，因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。為滿足防雷裝置的要求，應(yīng)有目的地把接閃裝置與梁、板、柱和基礎(chǔ)可靠地焊接、綁扎或搭接在一起，同時再把各種金屬設(shè)備和金屬管線與之焊接或卡接在一起，這就使整個建筑物成為良好的等電位體。
四、屏蔽作用
屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、精密儀器以及自動控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內(nèi)的這些設(shè)施，不僅在防雷裝置接閃時會受到電磁干擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，有時附近打雷或接閃時，也會受到雷電波的電磁輻射的影響，甚至在其他建筑物接閃時，還會受到從該處傳來的電磁波的影響。因此，我們應(yīng)盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋，即建筑物內(nèi)地板、頂板、墻面、及梁、柱內(nèi)的鋼筋，使其構(gòu)成一個六面體的網(wǎng)籠，即籠式避雷網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同，墻內(nèi)和樓板內(nèi)的鋼筋有疏有密，鋼筋密度不夠時，設(shè)計(jì)人應(yīng)按各種設(shè)備的不同需要增加網(wǎng)格的密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個問題迎刃而解，而且對防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施。此外，建筑物的整體屏蔽還能防球雷、側(cè)擊和繞擊雷的襲擊。
五、接地效果
指接地效果的好壞。良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。每個建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經(jīng)濟(jì)。王時煦先生認(rèn)為，當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物符合規(guī)范條件時，應(yīng)利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。當(dāng)達(dá)不到規(guī)范中規(guī)定的條件或基礎(chǔ)包在防水卷材層內(nèi)時，可做周圈式接地裝置，但應(yīng)將周圈式接地裝置預(yù)先埋在基礎(chǔ)槽的最外邊（不必離開建筑物3m以外）。接地體靠近基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋有利于均衡電位，同時還可節(jié)省為挖深溝所花費(fèi)的人力和物力。在基礎(chǔ)完工后再挖深溝則易影響基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
對木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)建筑物，必須做獨(dú)立引下線并采用獨(dú)立接地方式。當(dāng)土壤電阻率大，使用接地極較多時，也可做周圍式接地裝置。因?yàn)橹苋κ浇拥匮b置的沖擊阻抗小于獨(dú)立接地裝置的沖擊阻抗，而且有利于改善建筑物內(nèi)的地電位分布，減小跨步電壓。采用獨(dú)立式接地方式時，以鉆孔深埋接地極（約4~12m）的效果為最好，深孔接地極容易達(dá)到地下水位，且能減少接地極的用鋼量。
六、合理布線
指如何布線才能獲得最好的綜合效果?，F(xiàn)代化的建筑物都離不開照明、動力、電話、電視和計(jì)算機(jī)等設(shè)備的管線，在防雷設(shè)計(jì)中，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。為了保證在防雷裝置接閃時這些管線不受影響，
首先，應(yīng)該將這些電線穿于金屬管內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)可靠的屏蔽；
其次，應(yīng)該把這些線路的主干線的垂直部分設(shè)置在高層建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以盡量縮小被感應(yīng)的范圍。在管線較長或橋架等設(shè)施較長的路線上，還需要兩端接地。
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陳先生
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