4建筑物防雷與接地4.1基本概念與術(shù)語(yǔ)4.2

防雷計(jì)算4.3建筑物防雷的分級(jí)及保護(hù)措施4.4接地電阻本項(xiàng)目主要介紹：

雷電對(duì)設(shè)備造成的危害、防雷裝置的組成及各部分的作用，建筑物的防雷措施等內(nèi)容。當(dāng)建筑物遭受雷擊或雷電感應(yīng)時(shí)，對(duì)地形成高電壓，導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸和人員傷亡；另外，當(dāng)架空線路或架空管道遭受雷擊或雷電感應(yīng)時(shí)，都會(huì)形成高電壓，此高電壓沿電線、管道進(jìn)入建筑物時(shí)（即雷電波浸入），可能導(dǎo)致火花放電引起火災(zāi)或擊穿電氣設(shè)備絕緣而損壞設(shè)備。由于雷電會(huì)給人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)很大損害，因而建筑物，尤其是高層建筑物裝設(shè)防雷裝置是必要的。為什么建筑物需要進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)？《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010第3.0.2、3.0.3、3.0.4、4.1.1、4.1.2、4.2.1(2、3)、4.2.3(1、2)、4.2.4(8)、4.3.3、4.3.5(6)、4.3.8(4、5)、4.4.3、4.5.8、6.1.2條（款）為強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行。規(guī)范說(shuō)：第2.0.1條建筑物應(yīng)根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電

事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類。第3.1.1條各類防雷建筑物應(yīng)采取防直擊雷和防雷電波侵

入的措施。第3.1.2條裝有防雷裝置的建筑物，在防雷裝置與其它設(shè)

施和建筑物內(nèi)人員無(wú)法隔離的情況下，應(yīng)采取

等電位連接。4.1基本概念與術(shù)語(yǔ)一、基本概念內(nèi)部過(guò)電壓操作形成諧振形成一般為（3~3.5）UN雷電過(guò)電壓

①直擊雷過(guò)電壓（可達(dá)108V）②感應(yīng)雷過(guò)電壓③雷電波侵入3.防雷：防止因雷擊造成的損害4.接地：防止靜電產(chǎn)生的危害

雷電后果4.2防雷計(jì)算一、計(jì)算雷擊次數(shù)

1.暴雷日數(shù)Td---每年中有雷電活動(dòng)的天數(shù)

2.雷擊次數(shù)N---表征建筑物可能遭受雷擊頻率的一個(gè)參數(shù)。

N=0.024KTd1.3Ae次/a

以上兩個(gè)參數(shù)是用來(lái)確定建筑物的防雷等級(jí)的。建筑物的等效面積4.2防雷計(jì)算N=0.024KTd1.3Ae次/a

建筑物的等效面積取值詳見(jiàn)教材P239暴雷日數(shù)建筑物等效面積的計(jì)算方法：L、W、H分別為建筑物的長(zhǎng)、寬、高第2.0.2條遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第一類防雷建筑物：一、凡制造、使用或貯存炸藥、火藥、起爆藥、火工品等大量爆炸物質(zhì)的建筑物，因電火花而引起爆炸，會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡者。第2.0.3條遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第二類防雷建筑物：一、國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物。二、國(guó)家級(jí)的會(huì)堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站、國(guó)賓館、國(guó)家級(jí)檔案館、大型城市的重要給水水泵房等特別重要的建筑物。八、預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.06次/a的部、省級(jí)辦公建筑物及其它重要或人員密集的公共建筑物。九、預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。第2.0.4條遇下列情況之一時(shí)，應(yīng)劃為第三類防雷建筑物：二、預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.012次/a，且小于或等于0.3。三、預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物。

二、防雷裝置與防雷保護(hù)范圍計(jì)算

是指接閃器、引下線、接地裝置、過(guò)電壓保護(hù)器及其它連接導(dǎo)體的總和。

分類：外部防雷裝置：接閃器+引下線+接地裝置

內(nèi)部防雷裝置：避雷器、等電位連接、電磁屏蔽等。

接閃器種類：避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷環(huán)等。4.2防雷計(jì)算（一）接閃器

---是用來(lái)專門(mén)用來(lái)接收直擊雷的金屬物體。包括：避雷針、避雷帶（線）、避雷網(wǎng)，以及用作接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等。

1.避雷針：用鍍鋅圓鋼或鍍鋅鋼管構(gòu)成。其直徑見(jiàn)下表：適用范圍：細(xì)高的建筑物。外部防雷裝置的組成針長(zhǎng)圓鋼直徑（mm）鋼管直徑（mm）小于1m12201~2m1625煙囪上的避雷針2040保護(hù)范圍：采用滾球法來(lái)確定的一個(gè)錐形空間。滾球法：選擇一個(gè)半徑hr的球體，沿需要防護(hù)直擊雷的部位滾動(dòng)，如果球體只接觸到避雷針或避雷針與地面，而不觸及需要保護(hù)的物體，則該物體就在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)。避雷針建筑物防雷類別滾球半徑hr(m)第一類防雷建筑30第二類防雷建筑45第三類防雷建筑60（hr是按建筑物的防雷等級(jí)確定的）外部防雷裝置的組成單支避雷針的保護(hù)范圍①避雷針高度h≤hr時(shí)

(h=針長(zhǎng)+建筑物高度）

rx=h(2hr-h)-hx(2hr-hx)外部防雷裝置的組成②避雷針的高度h≥hr時(shí)

rx=hr-hx(2hr-hx)外部防雷裝置的組成

2.避雷線

（又稱架空地線）

材料：用截面≥35mm2的鍍鋅鋼絞線制成。用途：主要用于保護(hù)架空線路。

保護(hù)范圍：與避雷針相似。

當(dāng)h≥2hr時(shí)，無(wú)保護(hù)范圍。外部防雷裝置的組成3.避雷帶和避雷網(wǎng)（多用）

結(jié)構(gòu)：一般采用直徑不小于8mm的圓鋼或截面積不小于48mm2、厚度不小于4mm的扁鋼制成。

敷設(shè)地點(diǎn)：屋角、屋脊、檐角、女兒墻等。建筑物防雷類別

避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸第一類防雷建筑5m×5m或6m×4m第二類防雷建筑10m×10m或12m×8m第三類防雷建筑20m×20m或24m×16m外部防雷裝置的組成（二）引下線

作用：將接閃器與接地裝置連接在一起，使雷電流構(gòu)成通路。

做法：

一般用柱或剪力墻中的鋼筋作為引下線，引下線的總截面不小于25mm2。實(shí)際中選直徑不小于16mm的兩根主筋作為引下線，引下線不能斷接，直接引入接地裝置。并注意將建筑物中的金屬門(mén)窗與引下線相連。外部防雷裝置的組成（三）接地裝置

包括接地體接地線自然接地體人工接地體垂直埋設(shè)水平埋設(shè)圓鋼、扁鋼、角鋼、鋼管建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)①避雷帶②引下線③接地線外部防雷裝置的組成內(nèi)部防雷裝置的組成（四）避雷器

---是一種過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備，可防止雷電壓沿架空線路侵入變電所和建筑物內(nèi)。10KV配電裝置防雷電波侵入接線4.3建筑物防雷的分級(jí)及保護(hù)措施一、建筑物防雷等級(jí)的劃分

民用建筑屬第二類和第三類防雷建筑物。二、建筑物的防雷措施

防直擊雷：在易遭受雷擊的部位裝設(shè)避雷帶（網(wǎng)）或避雷針或其混合組成的接閃器。

防感應(yīng)雷：將建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜的金屬外皮，就近接到防直擊雷接地裝置或電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置上，不可另設(shè)接

地裝置。防雷電波侵入：電纜線入戶時(shí)，其金屬外皮接地；架空轉(zhuǎn)電纜入戶時(shí)，連接處裝避雷器，并將避雷器、金具、絕緣子、電纜外皮與防雷接地裝置相連。防側(cè)擊雷：當(dāng)高度超過(guò)45m的二類防雷建筑物和高度超過(guò)

60m的三類防雷建筑物應(yīng)采取防側(cè)擊雷的措施。將高度以上的墻外金屬欄桿、門(mén)窗及裝飾物與防雷接地裝置相連。防雷電反擊：做等電位連接（使外露可導(dǎo)電部分和裝置外可導(dǎo)電部分電位基本相等的電氣連接）。

建筑物防雷的措施（1）防直擊雷的措施1.一類防雷保護(hù)①裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線（網(wǎng)），使被保護(hù)的建筑物的風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于10m×10m。②獨(dú)立避雷針的桿塔、架空避雷線的端部和架空避雷網(wǎng)的各支柱處應(yīng)至少設(shè)一根引下線。對(duì)用金屬制成或有焊接、綁扎連接鋼筋網(wǎng)的桿塔、支柱，宜利用其作為引下線。③獨(dú)立避雷針和架空避雷線的支柱及其接地裝置至被保護(hù)建筑物及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物之間的距離不得小于3m。④架空避雷線至屋面和各種突出屋面的風(fēng)帽、放散管等物體之間的距離不得小于3m。⑤獨(dú)立避雷針、架空避雷線或架空避雷網(wǎng)應(yīng)有獨(dú)立的接地裝置，每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10Ω。在土壤電阻率高的地區(qū)，可適當(dāng)增大沖擊接地電阻。（2）防雷電感應(yīng)的措施①建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜的金屬外皮、鋼屋架、鋼窗等金屬物均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。金屬屋面周邊每隔18m以內(nèi)應(yīng)采用引下線接地一次。②平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架、電纜的金屬外皮等長(zhǎng)金屬物，其凈距小于100mm時(shí)應(yīng)采用金屬線跨接，跨接點(diǎn)的間距不應(yīng)大于30m；交叉凈距小于100mm時(shí)，其交叉處應(yīng)跨接。③防雷電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)和電氣設(shè)備的接地裝置共用，其工頻接地電阻不應(yīng)大于10Ω。屋內(nèi)接地干線與防雷電感應(yīng)接地裝置的連接不應(yīng)少于兩處。（3）防止雷電波侵入的措施①低壓線路宜全線采用電纜直接埋地敷設(shè)，在入戶端應(yīng)將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。架空線應(yīng)使用一段金屬鎧裝電纜或護(hù)套電纜穿鋼管直接埋地引入，其埋地長(zhǎng)度不應(yīng)小于15m。在電纜與架空線連接處，應(yīng)裝設(shè)避雷器，避雷器、電纜的金屬外皮、鋼管和絕緣子的鐵腳、金具等連在一起接地，沖擊接地電阻不宜大于10Ω。（3）防止雷電波侵入的措施②架空金屬管道，在進(jìn)出建筑物處，應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。距離建筑物100m內(nèi)的管道，應(yīng)每隔25m左右接地一次，沖擊接地電阻不宜大于20Ω，宜利用金屬支架或鋼筋混凝土支架的焊接、綁扎鋼筋網(wǎng)作為引下線，其鋼筋混凝土基礎(chǔ)宜作為接地裝置。埋地或地溝內(nèi)的金屬管道，在進(jìn)出建筑物處應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。（4）當(dāng)建筑物高于30m時(shí)，應(yīng)采取防側(cè)擊雷的措施①?gòu)?0m起每隔不大于6m沿建筑物四周設(shè)水平避雷帶并與引下線相連。②30m及以上外墻上的欄桿、門(mén)窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。③在電源引入的總配電箱處裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器。（1）防直擊雷的措施2.二類防雷保護(hù)①建筑物上的避雷針或避雷網(wǎng)（帶）混合組成接閃器，避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于15m×15m。②至少設(shè)兩根引下線，在建筑物的四周均勻或?qū)ΨQ布置，其間距不應(yīng)大于20m。③每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于10Ω。防直擊雷接地可與防雷電感應(yīng)、電氣設(shè)備等接地共用同一接地裝置，也可與埋地金屬管道相連。當(dāng)不共用、不相連時(shí)，兩者之間的距離不得小于3m。在共用接地裝置與埋地金屬管道相連情況下，接地裝置應(yīng)圍繞建筑物敷設(shè)成環(huán)形接地體。④敷設(shè)在混凝土中作為防雷裝置的鋼筋或圓鋼，當(dāng)僅一根時(shí)，其直徑不應(yīng)小于10mm。被利用作為防雷裝置的混凝土構(gòu)件內(nèi)有箍筋連接的鋼筋，其截面積總和不應(yīng)小于一根為10mm鋼筋的截面積。（2）防雷電感應(yīng)的措施①建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架等金屬物就近接到防直擊雷接地裝置或電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置上。②防雷電感應(yīng)的接地干線與接地裝置的連接不應(yīng)少于兩處。③平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架、電纜的金屬外皮等長(zhǎng)金屬物，與第一類防雷建筑物的防雷措施相同。（3）防止雷電波侵入的措施①低壓線路宜全線采用電纜直接埋地敷設(shè)或敷設(shè)在架空金屬線槽內(nèi)的電纜引入時(shí)，在入戶端應(yīng)將電纜的金屬外皮、金屬線槽接地。架空線應(yīng)使用一段金屬鎧裝電纜或護(hù)套電纜穿鋼管直接埋地引入，其埋地長(zhǎng)度不應(yīng)小于15m。在電纜與架空線連接處，應(yīng)裝設(shè)避雷器，避雷器、電纜的金屬外皮、鋼管和絕緣子的鐵腳、金具等連在一起接地，沖擊接地電阻不宜大于10Ω。（3）防止雷電波侵入的措施②架空金屬管道，在進(jìn)出建筑物處，應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。距離建筑物100m內(nèi)的管道，應(yīng)每隔25m左右接地一次，沖擊接地電阻不宜大于⒛Ω，宜利用金屬支架或鋼筋混凝土支架的焊接、綁扎鋼筋網(wǎng)作為引下線，其鋼筋混凝土基礎(chǔ)宜作為接地裝置。埋地或地溝內(nèi)的金屬管道，在進(jìn)出建筑物處應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。（4）當(dāng)建筑物高于45m時(shí)，應(yīng)采取防側(cè)擊雷和等電位的保護(hù)措施①利用鋼柱或柱子鋼筋作為防雷裝置引下線。②30m及以上外墻上的欄桿、門(mén)窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。③豎直敷設(shè)的金屬管道及金屬物的頂端和底端與防雷裝置連接。（1）防直擊雷的措施3.三類防雷保護(hù)①建筑物上的避雷針或避雷網(wǎng)（帶）混合組成接閃器，避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應(yīng)大于20m×20m或24m×16m。