自從200多年前著名科學家富蘭克林和羅蒙偌索夫通過大量的科學實驗建立了雷電學說，發明了避雷針以來，隨著科學技術的不斷發展，人們已從簡單的避雷針發展到多種形式的防雷裝置，從防直擊雷開始發展到既防直擊雷又防感應雷的綜合防雷體系。這些都標誌著人類文明的進步。以下僅淺談綜合防雷的接地工程設計。
基本介紹
- 中文名：防雷接地工程
- 歷史：200多年
- 科學家：富蘭克林和羅蒙偌索夫
- 基礎：避雷針
按照現代防雷觀點，綜合防雷分為外部防雷和內部防雷部分，外部防雷主要是指防雷擊雷、側擊雷對建築物的傷害。建築物防雷通過建築物本身的基礎接地體、引下線、避雷針、避雷網、避雷帶、避雷格線、均壓環、等電位、避雷器等的保護作用，以儘量大可能減弱雷擊時對建築物內的電磁效應，同時為建築物內部設備的感應雷防護提供必要的條件，避免了建築物遭受直擊雷和側擊雷的雷擊，從而保護了建築物本身、設備和人。內部防雷保護主要是指設備防止雷電感應和防止線路上的雷電波的侵入，其採取主要的技術措施是禁止、接地、等電位處理，及安裝分流限壓裝置，來控制削減雷電感應和雷電波的入侵，從而保護設備和人身安全免遭雷電感應的傷害。因此，綜合防雷工程設計也分為外部防雷裝置設計和內部防雷裝置設計問題。外部防雷工程設計應在認真調查地理、地質、土壤、氣象、環境等條件和雷電活動規律以及被保護建築物的使用特點等基礎上，詳細研究防雷裝置的形式及布置，進行工程設計。內部防雷的設計應認真調查建築物的供電形式、地極的設定情況、房屋的禁止效果、管線的敷設、電子設備的禁止情況放置的環境距離外牆的安全距離、等電位外理以及雷電活動的規律等情況，以便提出相應的改進措施，設計出合理，有效的防雷電感應的工程方案來。由於綜合防雷工程設計內容繁雜，項目要求很細，而且還要涉及到很多各行各業的規範條文，限於篇幅內容，僅將個人了解的各個設計要點列舉如下：
一、 防雷分類問題：建築物應根據其重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性和後果，按防雷的要求分為一、二、三類防雷建築物。具體來說就是根據建築物的是否處於易燃易爆場所或者是否處於火災危險環境；是否屬於國家、省、市級重要辦公場所，或者是否屬於重點文物保護單位；是否處於地理、地質環境易遭受雷擊的地方，或者是否屬於孤立曠野的高聳建築物等等來劃分防雷類別。根據新的GB50057-94《建築物防雷規範》的在關規定，一、二、三類防雷建築物的滾球半徑分別為了30M，45M，60M。滾球半徑越少，保護範圍越窄，受保護的建築物越安全，遭受雷擊的機率越低，因此，凡是屬於易燃易爆場所、重要的辦公場地、人員密集的公共場所、孤立曠野的高聳建築物都屬於一、二類的防雷建築物。
二、 接閃器和引下線的問題：接閃器在一般情況下多數採用避雷針、避雷網、避雷帶。有時在大面積需要保護情況下，可以採用避雷線保護。在搞環境防雷時，可以採用CA－A3防雷器或法國提前放雷避雷針保護。在一般情況下，除去一類雷建築物需要採用獨立避雷針、獨立地極保護外，其餘的類別均可採用針、網帶保護，地極可作合設地極處理。保護範圍的計算分別可按一、二、三類防雷建築物的滾球半徑計算。用GB50057-94規範作圖方法來驗證受保護的建築物是否得到無空隙的保護。另外，不同的防雷類別其引下線及格線的距離不相同。一、二、三類防雷建築物的引下線距離分別為12米、18米25米，天面格線的間距一類為5×5米，或6×4米，二類為10×10M或12×8M；三類為20×20或24×16M。
三、 地極及地極接地衝擊電阻的問題：如果建築物的防雷地極是獨立地極的話，一般要離開建築物基礎的地中距離3M以遠；如果是通信用的獨立地極的話，則要求離開建築物20M以遠，並要求接地電阻〈4歐。除去一類防雷建築物屬於0區和1區，用獨立避雷針、獨立地極保護外，其餘類別一般情況下，都採用合設地極的方式，尤其是框架結構的建築物更應採用本身基礎作合設地極使用。一、二類防雷建築物的接地衝擊電阻〈10歐、一般情況下，三類防雷建築物的接地衝擊電阻〈30歐。但若與防感應雷的地極共用，這時的接地衝擊電阻也應為〈10歐。如果建築物本身與通訊地合設地極，則這時的接地衝擊電阻應〈1歐。
四、 均壓環的設計和施工問題：均壓環是一條閉合的藏在建築物外牆內的水平避雷帶。它一方面與外牆所有的引下線焊接相連，另一方面又與外牆上所有金屬門、窗、玻璃幕牆相通，將它們所接閃到的雷電流通過均壓環、引下線的作用，將雷電流引入大地匯放。一、二、三類防雷建築物均壓環的設定高度分別為30M、45M、60M，並且每三層（12米間距）設定一條均壓環。
五、 電子設備的等電位處理問題：等電位處理就是用金屬導體把設備的金屬外殼與接地的匯流排連線起來。等電位處理的目的就是消除電位差，因此，所有引入室內的金屬管道、電纜禁止層在各個不同的防雷區間之間均應作等到電位處理，另外，室外凡互相跨越或平行敷設的金屬管道，如果其間距少於100MM規定的間距，也套用金屬線互相跨接起來，採取等電位的處理方法避免反擊。室內電子設備的等到電位的連線方式應採用一點式方法接地，而不應互相串聯連線接地，以免引起干擾現象。
六、 設備禁止的處理問題：禁止的作用是防止雷電感應對電子設備和干擾，根據不同的對象，禁止分有房屋禁止、管線禁止和設備禁止三種。禁止的效果與材料的導磁率有關，與材料的厚度尺寸有關；與網孔的大小尺寸有關。網孔越少，材料越厚，材料的導磁率越好則禁止的效果越好。因此，在房屋禁止上最好採用無間隙禁止，這時禁止效果最好。如果達不到全螢幕蔽的止的，則所採用的金屬材料網孔越密越好。第二種管線的禁止，整段管線應金屬連線良好，不應有空隙產生漏磁現象。另外，頭尾兩端都應良好接地，如果距離太長，中間也要接地一次。電子設備的禁止應將設備的金屬外殼採用一點的接地方式接地，如果體積過大，應有兩點接地。接地的線徑應〉6平方毫米為宜。
七、 線纜的敷設問題：線纜最好採用埋地套鐵管的方式敷設。纜井應設計在建築物的幾何中心。室內的線纜布置應避開外牆、樑柱等雷電流集中流過的地方，以免對線纜產生大的干擾現象。同理，電子設備的放置問題，也應離開外牆、樑柱有一定的安全距離。
八、 供電形式：供電的形式最好採用TN－S系統。供電線路最好埋地套鐵管引入。N線、PE線重複接地引出，電源裝電源避雷器。
九、 各種信號線裝信號避雷器問題：對信號避雷器的選擇的要求是工作頻率適合、傳輸功率大，插入損耗低、驗波係數少，雷電通流量大，回響時間快，殘壓低的信號避雷器。同時避雷器應有良好的接地。
