防雷工程雷電防護技術要點試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.雷電的主要能量形式是（）A.靜電能B.電磁能C.熱能D.機械能答案：B解析：雷電放電過程伴隨強烈的電磁輻射，其能量主要以電磁能形式釋放，熱能和機械能是電磁能轉化的次級效應。2.雷電防護區(qū)LPZ0A區(qū)的特征是（）A.本區(qū)內的物體可能遭受直接雷擊，電磁場未衰減B.本區(qū)內的物體不可能遭受直接雷擊，電磁場部分衰減C.本區(qū)內的物體可能遭受直接雷擊，電磁場部分衰減D.本區(qū)內的物體不可能遭受直接雷擊，電磁場完全衰減答案：A解析：LPZ0A區(qū)為直擊雷非防護區(qū)，區(qū)內物體可能直接受雷擊，且雷電電磁場未經(jīng)過任何屏蔽衰減。3.第一類防雷建筑物獨立接閃桿的接地電阻應不大于（）A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.30Ω答案：C解析：根據(jù)GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》，第一類防雷建筑物獨立接閃桿的接地電阻不應大于10Ω，特殊情況可放寬至30Ω但需采取等電位措施。4.信號線路電涌保護器（SPD）的電壓保護水平Up應（）A.大于被保護設備的耐沖擊電壓額定值B.等于被保護設備的耐沖擊電壓額定值C.小于被保護設備的耐沖擊電壓額定值D.與被保護設備的耐沖擊電壓無關答案：C解析：SPD的Up需小于設備的耐沖擊電壓額定值，才能有效限制過電壓，避免設備損壞。5.建筑物電子信息系統(tǒng)防雷等級為A級時，其電源系統(tǒng)SPD的標稱放電電流In應不小于（）A.15kAB.20kAC.40kAD.60kA答案：D解析：根據(jù)GB50343-2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》，A級系統(tǒng)電源SPD第一級In≥60kA（8/20μs）。6.等電位連接帶的最小截面積，銅材應不小于（）A.16mm2B.25mm2C.50mm2D.100mm2答案：B解析：《建筑物防雷設計規(guī)范》規(guī)定，等電位連接帶銅材最小截面積為25mm2，鋼材為50mm2。7.引下線間距要求中，第二類防雷建筑物的引下線間距不應大于（）A.12mB.18mC.24mD.30m答案：B解析：第二類防雷建筑物引下線間距≤18m，第一類≤12m，第三類≤25m（注：2010版規(guī)范第三類調整為≤25m）。8.接地裝置的人工垂直接地體長度宜為（）A.1.5-2mB.2.5-3mC.3.5-4mD.4.5-5m答案：B解析：常規(guī)人工垂直接地體長度以2.5m為宜，過長會增加施工難度，過短則接地效率降低。9.天饋線路SPD的插入損耗應不大于（）A.0.5dBB.1dBC.2dBD.3dB答案：B解析：天饋系統(tǒng)對信號衰減敏感，SPD插入損耗一般要求≤1dB，否則會影響通信質量。10.雷電波侵入的主要途徑是（）A.建筑物頂部接閃器B.供電線路、信號線路C.建筑物側面引下線D.接地裝置反擊答案：B解析：雷電波通過架空線路或金屬管道侵入室內是主要侵入途徑，占雷電災害的60%以上。二、判斷題（每題1分，共10分）1.獨立接閃桿與被保護建筑物的水平距離應不小于3m。（）答案：√解析：防止獨立接閃桿落雷時對建筑物產(chǎn)生反擊，規(guī)范要求水平距離≥3m。2.所有電子信息系統(tǒng)設備的外露可導電部分都應與等電位連接帶連接。（）答案：√解析：等電位連接是消除電位差的核心措施，設備外露可導電部分必須參與連接。3.接地電阻測量時，電流極與被測接地體的距離應不小于接地體長度的4-5倍。（）答案：√解析：為避免接地體電場干擾，電流極與被測接地體的距離一般取接地體長度的4-5倍（約40-50m）。4.電源SPD的保護模式僅需考慮線-地保護。（）答案：×解析：電源系統(tǒng)需同時考慮線-線、線-地保護，否則線間過電壓可能損壞設備。5.屏蔽電纜的屏蔽層應單端接地。（）答案：×解析：低頻信號屏蔽層單端接地，高頻信號（≥1MHz）需雙端接地，具體需根據(jù)系統(tǒng)頻率確定。6.第一類防雷建筑物的防閃電感應接地裝置可與防直擊雷接地裝置共用。（）答案：√解析：共用接地裝置可降低電位差，規(guī)范允許第一類防雷建筑物防感應雷與防直擊雷接地裝置共用。7.信號線路SPD的最大持續(xù)工作電壓Uc應大于線路的最大運行電壓。（）答案：√解析：Uc需大于線路正常工作電壓峰值，否則SPD會因長期通電發(fā)熱損壞。8.引下線應沿建筑物外墻明敷，不可暗敷。（）答案：×解析：規(guī)范允許引下線暗敷，但需保證截面積和連接可靠性，暗敷時應穿鋼管或采取其他保護措施。9.接地裝置的焊接長度，圓鋼與圓鋼應為直徑的6倍，雙面施焊。（）答案：√解析：《接地裝置施工及驗收規(guī)范》規(guī)定，圓鋼焊接長度≥6倍直徑，雙面焊以保證機械強度和導電性能。10.雷電防護裝置檢測周期為每年一次，第一類防雷建筑物每半年一次。（）答案：√解析：根據(jù)《雷電防護裝置檢測技術規(guī)范》，第一類防雷建筑物檢測周期為半年，其他類別為一年。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述外部防雷系統(tǒng)與內部防雷系統(tǒng)的主要組成及功能差異。答案：外部防雷系統(tǒng)由接閃器、引下線、接地裝置組成，主要功能是攔截直擊雷，將雷電流安全導入大地；內部防雷系統(tǒng)由等電位連接、屏蔽、電涌保護（SPD）、合理布線組成，主要功能是限制雷電電磁脈沖（LEMP）引起的過電壓和電位差，保護電子信息設備。兩者差異在于：外部防雷針對直擊雷能量疏導，內部防雷針對感應雷和雷電波侵入的防護；外部防雷側重“導”，內部防雷側重“限”和“均壓”。2.電涌保護器（SPD）選型時需考慮哪些關鍵參數(shù)？請分別說明其意義。答案：關鍵參數(shù)包括：（1）最大持續(xù)工作電壓Uc：需≥線路正常工作電壓峰值，避免SPD長期過載；（2）電壓保護水平Up：需≤被保護設備的耐沖擊電壓額定值，確保限制過電壓；（3）標稱放電電流In：反映SPD的通流能力，需根據(jù)系統(tǒng)防雷等級選擇；（4）沖擊通流容量Imax：SPD能承受的最大雷電流沖擊值，需大于可能的雷電流幅值；（5）響應時間tA：SPD從感應過電壓到導通的時間，電子設備需tA≤25ns；（6）插入損耗（僅信號SPD）：需≤1dB，避免影響信號傳輸質量。3.等電位連接的實施步驟包括哪些？需注意哪些關鍵問題？答案：實施步驟：（1）確定等電位連接基準點（ERP），通常為總接地端子；（2）識別需要連接的金屬部件（設備外殼、管道、構架、電纜屏蔽層等）；（3）選擇連接導體（銅排、多股銅線等），截面積滿足規(guī)范要求（銅材≥25mm2）；（4）采用焊接、壓接或螺栓連接，確保連接電阻≤0.03Ω；（5）繪制等電位連接平面圖，標注連接點位置和導體規(guī)格。關鍵問題：避免不同金屬間的電化學腐蝕（需加過渡接頭）；連接導體需短直，減少電感；移動設備需通過柔性導體連接；管道連接處的絕緣部分需跨接。4.接地裝置施工中，降低接地電阻的常用技術措施有哪些？答案：（1）增加接地體數(shù)量或延長接地體長度：通過擴大接地面積降低電阻；（2）采用降阻劑：填充在接地體周圍，降低土壤電阻率；（3）換土：將高電阻率土壤替換為低電阻率土壤（如黏土、黑土）；（4）深埋接地體：利用深層土壤電阻率較低的特性（適用于土壤電阻率隨深度降低的地區(qū)）；（5）外引接地：在附近電阻率較低的區(qū)域設置接地體，通過金屬導體連接；（6）采用水平接地體與垂直接地體組合：形成復合型接地網(wǎng)，提高散流效率；（7）使用接地模塊：內部含導電介質，可長期保持低電阻。5.雷電防護裝置檢測中，接地電阻測量的主要方法有哪些？各適用于什么場景？答案：（1）三極法（電位降法）：最常用方法，適用于常規(guī)接地裝置檢測，需布置電流極、電位極和被測接地體，間距滿足“電流極距≥40m，電位極距≥20m”；（2）鉗形接地電阻法：無需斷開接地體，適用于多根接地體并聯(lián)的場景（如環(huán)形接地網(wǎng)），但無法測量獨立接地體；（3）兩線法：適用于檢測接地體與已知低電阻接地體（如自來水管）的連接電阻，需被測接地體與已知接地體間無其他接地體；（4）接地阻抗測量儀法（高頻法）：用于檢測高頻接地阻抗（如通信基站），考慮土壤的頻變特性。四、案例分析題（每題15分，共30分）案例1：某二類防雷建筑物（高度35m，長60m，寬40m），設計采用明敷圓鋼引下線（Φ10mm），共設置4根引下線，間距20m；屋頂設置避雷帶（Φ12mm圓鋼），網(wǎng)格尺寸15m×15m；接地裝置為人工垂直接地體（2.5m長角鋼，5根，間距5m），實測接地電阻8Ω。問題：指出設計中存在的不符合規(guī)范要求的問題，并提出整改措施。答案：存在問題：（1）引下線數(shù)量不足：二類防雷建筑物引下線間距≤18m，該建筑周長（60+40）×2=200m，200/18≈11根，僅設4根間距20m（＞18m）不滿足要求；（2）引下線截面積偏小：明敷圓鋼引下線最小截面積需≥50mm2（Φ10mm圓鋼截面積78.5mm2，此條符合，但需注意若為暗敷則需≥80mm2）；（3）避雷帶網(wǎng)格尺寸過大：二類防雷建筑物避雷帶網(wǎng)格應≤10m×10m（或12m×8m），15m×15m超出規(guī)范要求；（4）接地體數(shù)量不足：5根垂直接地體間距5m，總接地面積較小，雖實測電阻8Ω（≤10Ω符合二類要求），但需考慮土壤電阻率變化后的長期穩(wěn)定性。整改措施：（1）增加引下線數(shù)量至12根（間距約16.7m），或調整為10根（間距20m需復核是否滿足分流要求）；（2）若引下線暗敷，需更換為Φ12mm圓鋼（截面積113mm2≥80mm2）；（3）將避雷帶網(wǎng)格調整為10m×10m，或在原有網(wǎng)格內增設橫向/縱向避雷帶；（4）增加垂直接地體數(shù)量至8-10根，或增設水平接地體（40×40m環(huán)形接地體），提高接地裝置的散流能力和穩(wěn)定性。案例2：某企業(yè)數(shù)據(jù)中心（電子信息系統(tǒng)防雷等級B級），電源系統(tǒng)為TN-S制式，總配電箱處安裝了第一級SPD（In=40kA，Up=2.5kV），設備配電箱處安裝了第二級SPD（In=20kA，Up=1.8kV），終端設備處未安裝SPD；信號系統(tǒng)采用非屏蔽雙絞線，屏蔽層未接地；機房內金屬機柜與等電位連接帶采用單股硬銅線（10mm2）連接，連接點存在氧化層。問題：分析該數(shù)據(jù)中心防雷設計的缺陷，并提出改進建議。答案：缺陷分析：（1）電源SPD配置不足：B級系統(tǒng)第一級SPDIn應≥40kA（符合），但第二級SPDIn建議≥20kA（符合），終端設備處需增加第三級SPD（In≥10kA，Up≤1.2kV），形成三級保護；（2）信號線路未采取屏蔽措施：非屏蔽雙絞線易受電磁感應，應改用屏蔽電纜，且屏蔽層需雙端接地（機房端和設備端）；（3）等電位連接不規(guī)范：連接導體截面積不足（B級系統(tǒng)等電位連接帶銅材需≥25mm2，10mm2過?。?；連接點氧化層會增加接觸電阻（需≥0.03Ω），導致電位差；（4）未考慮SPD的后備保護：電源SPD前未安裝熔斷器或斷路器，無法在SPD失效時切斷故障電流。改進建議：（1）