电 －－－３ １Ｙ－衣文鞭ｌ ｌ ｌ＾ＬＬ＾ｌＩＵＩＮ 孟坚陈连生 （陕西建工集团设备安装工程有限公司西安７１００６８） 摘要：高层建筑防雷工程运用法拉第笼原理，将外部防雷接地装置与内部防雷接地装置结合起来，综合考虑接闪、 分流、均压、屏蔽、布线和接地等要素的实施，本文对防雷理念与技术措施作了简要分析与阐述。 关键词：防雷外部防雷 内部防雷等电位连接屏蔽 中图分类号：ＴＵ８９５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２－３６０７（２０１２）１０－００４９—０３ 雷电是一种自然现象。随着经济的发展和城市人口 统，就是将建筑物层面避雷网（带）、引下线和接地装 的增长，建筑的高层化和智能化已成为城市发展的一种 置三部分连接成一个钢铁大网笼。从防直击雷、防侧击 趋势。高层建筑比一般建筑遭雷击的概率要大得多，而 雷、防雷电感应和防雷电波侵入等方面，综合考虑接闪 一旦遭受雷灾，损失非常惨重，后果不堪设想。因此， 功能、分流影响、均衡电位、屏蔽作用、合理布线和接 高层建筑防雷系统的可靠性极为重要。 地等六个要素，做到从整体上兼顾建筑物外部防雷和内 １．雷电与防臂 部防雷等功能，达到安全防雷的目的。 １．１雷电 ２．高层建筑的外部防雷 雷电的形成虽有多种原因，但以负极性下行先导放 外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成。 电为主。雷电的破坏形式有三类。第一类，直击雷，即 高层建筑的防雷系统是由接闪杆、接闪网（带）或 雷直接击在建筑物和设备上，产生的电效应、热效益和 混合组成的接闪器，主体结构的柱、梁、板钢筋或外接 机械力，一般建筑物是受直击雷的部位多为屋檐、屋 引下线组成的引下装置，以及利用基础自然接地体（桩 脊、屋角、檐角和女儿墙；还有侧击雷，即雷电击在 基、地梁、承台或底板钢筋）或人工接地体组成的接地 高层建筑的侧面。第二类，感应雷（也称二次雷），即 装置构合而成。整个建筑形成一个法拉第笼，一旦有雷 雷电流变化梯度大，因此产生强大的交变磁场，使得周 云闪电，迅速将雷电流引入大地。 围的金属构件产生感应电流，从而构成危害；再者，由 ２．１接闪器 于雷电作用，建筑物会感应异性电荷，由于高度集中， 接闪器由拦截闪击的接闪杆、接闪带、接闪网以及 产生很高的电位，有可能向周围物体放电。第三类，雷 金属屋面、金属构件等组成。目前一般高层建筑较多采 电波侵入，雷电流沿电气线路和金属管道引入建筑物内 用接闪杆、明装接闪带和暗装接闪网相结合的方式。 部，危及设备安全。 建筑物３０ｍ以上部分，每两层在外围用扁钢做暗敷 １．２防雷 水平接闪带，该接闪带可兼做均压环及金属预防件。接 防雷分为外部防雷和内部防雷以及防雷击电磁脉冲。 闪网（带）应沿屋脊、屋角、屋檐、檐角、女儿墙等易 外部防雷就是防直击雷（包括侧击雷）。内部防雷 受雷击部位敷设，并按建筑物的防雷等级在整个屋面组 包括防闪电感应、防反击以及防闪电电涌侵入和防生命 成不同尺寸要求的网格。屋面接闪网（带）一般采用热 危险。防雷击电磁脉冲是对建筑物内部系统（包括线路 镀锌的圆钢或扁钢及热镀锌件，敷设应平正顺直、固定 和设备）防雷电流引发的电磁效应，它包含防经导体传 可靠，搭焊长度和质量应满足相关规范的要求。接闪网 导的闪电电涌和防辐射脉冲电磁场效应。 （带）在经过沉降缝或伸缩缝时应做煨弯补偿处理。接 高层建筑防雷是依据法拉第笼原理采用笼式防雷系 闪带在女儿墙敷设时，一般敷设于女儿墙的中间，但当 ＩＮＳＴＡＬＬＡＴＩＯＮ ４９ 女儿墙宽度较大时，应将接闪带移向女儿墙的外侧处为 底板内钢筋或地梁中的钢筋互相连通，将桩基主筋与地 梁主筋焊接成一个闭合的水平接地网，以形成均压。通 常建筑物的防雷接地与电气设备的接地，微电子设备接 地均应连接成统一的接地系统，其共用接地电阻值按其 宜，因为女儿墙的外沿易受雷击。现代高层建筑中有利 用在屋面上金属栏杆做接闪带，其材质主要采用钢管或 不锈钢管，其管的壁厚应不小于２ｍｍ；钢管直线段对接 部位，转角部位等应采用圆钢或角钢搭接焊，搭焊长 度应满足相关规范要求。栏杆必须与引下线可靠连通。 在屋面接闪器保护范围之内的突出屋面的金属物 体，应与屋面接闪网（带）相连；在屋面接闪器保护范 围之外的非金属物体应装接闪器，并与屋面防雷装置相 中最小值选定。 ２．４防侧击雷 侧面雷击的保护一般不需 设接闪器。通常根据建 筑防雷类别，将各层或隔几层圈梁内的周边主筋焊通， 构成均压环，并与防雷引下线相连，然后将金属门窗的 连。由于高层建筑楼屋面露天设备较多，如冷却塔、航 空障碍灯、节目灯、卫星接收器、排烟口、广告牌及与 框架、金属栏杆、表面装饰物等较大金属物与均压环连 接，达到防侧击雷的要求。 这些设备相关的金属管道等，应当做到所有金属构件管 道都与防雷装置连接。 在高层建筑施工中，往往电气预埋、金属门窗、幕墙施 工不是同—支队伍，应在做好本专业工作的前提下，做好交 接与配合。在主体结构施工中，电气预埋队伍进行预埋件的 接地连接，而门窗施工队伍应做好金属门窗的可靠接地。通 ２．２引下线 引下线是用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的 导体。高层建筑通常利用主体结构的柱主筋或剪力墙中 钢筋作暗装引下线。引下线的数量及布置直接影响分流 效果。引下线数量多且间距较小时，雷电流在局部区域分 常由圈梁主筋引出圆钢（或扁钢），圆钢（或扁钢）与接地 端子板搭焊连接，接地端子板再与固定金属窗框的铁板 架采用螺栓锁紧。幕墙主金属框架与接地带或均压环的 连接，由幕墙施工单位负责，但土建、安装、装饰应积 极主动、密切配合。幕墙防雷应保证立柱与立柱、立柱 与横梁之间可靠跨接以及立柱与角码、角码与主体结构 预埋件、主体结构预埋件与均压环可靠连接。跨接导线 布也就较均匀，引下线上电压降减小，反击危险也相应减 少。引下线应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不 应大于规范的要求，应尽可能增加引下线的数量，适当 减少引下线间距。由于高层建筑引下线很长，雷电流的感 应压降很大，因此需要在每隔一定的高度处用均压环将 各条引下线在同一高度连接起来，并接到同一高度的室 内金属物体上，以减小其间的电位差，避免发生反击。均 可选用４ｍｍ 单芯铜线。导体连接应除净材料表面的保护 膜，不同金属材料连接应采取防电化腐蚀的措施。幕墙 结构应自上而下与建筑物结构的防雷装置可靠连接。对 于与屋面女儿墙平齐的幕墙，其所有金属主构架必须与 接闪带（网）进行可靠连接，还必须与高层建筑的均压 环进行可靠连接，幕墙底部亦应与防雷装置连接。 压环通常利用圈梁两主筋焊通成闭合回路。高层建筑引 下线必须保证全长焊通。为避免接错钢筋，同一柱内引下 线不宜小于两根主筋，主筋直径不得小于ｌＯｍｍ，钢筋连接 处应采用搭接焊，搭接长度为圆钢直径的６倍以上，要求 双面施焊，焊缝饱满、平整，以减少接触电阻。接闪器与 ３．高层建筑的内部防雷 内部防雷包括防雷电感应、防反击以及防雷电波侵 引下线之间的连接应采用焊接或热剂焊（放热焊接）。 入。内部防雷系统能减少建筑物内的雷电流和其所产生 的电磁效应，并能防止反击、接触电压、跨步电压等二 次雷害以及雷电磁脉冲所造成的危害。内部防雷装置由 防雷等电位连接和与外部防雷装置的间隔距离组成。内 部防雷主要应用防雷等电位连接、屏蔽等措施。 ２．３接地装置 接地装置是接地体和接地线的总和，用于传导雷电 流并将其流散入大地。接地装置的功效优劣和接地电 阻，与接地方式密切相关。为便于与各类入户金属管 道相连，降低跨步电压，建筑物防雷接地一般采用周 圈式接地。防雷接地应尽量利用自然接地体作为接地 装置。只要基础采用硅酸盐水泥和周围土壤的含水量 ３．１防雷等电位连接 防雷等电位连接，即将分开的诸金属物体直接用连 接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上，以减小雷电 流引发的电位差。为保证建筑物内部不产生反击和危险 的接触电压、跨步电压，应当使建筑物地面、墙板和金 不低于４％，且基础外表面无防腐层或有沥青质的防腐层 时，可利用基础内钢筋作接地装置。否则，应加设人工 接地装置。施工中通常将桩基的抛头钢筋与承台板主筋 焊接，并与承台上作为引下线的柱钢筋焊通，再与整个 属管、线路等到处于同一电位，钢筋混凝土建筑物应 在各层的适当位置预埋与房屋结构内防雷导体相连的 ５０ ２０１２年第ｌＯｇ］Ｊ 电＿弋－－＇３仪衣交裴 ｌ ＬＩＮＤ１＾ＬＬ＾ｌｌｕ ；芰谈继电保护技术的现状与发展 张文华 （天津晋铝建设有限公司山西河津０４３３００） 摘要：本文回顾了继电保护技术发展的过程，概述了微机继电保护技术的成就，提出了未来继电保护技术发展的 趋势是：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。 现状发展 保护装置 网络 文章编号：１００２－３６０７（２０１２）１０－００５１—０３ 关键词：继电保护中图分类号：ＴＭ７７４ 文献标识码：Ｂ １．继电保护发展现状 随着科学技术的飞速发展对继电保护不断提出新的 要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又 为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。自５０年 代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。从 ７０年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始 研究。￣ｔＪ８ｏ年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐 取代晶体管保护。到９０年代初集成电路保护的研制、生 产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。随 代末，晶体管继电保护已在开始研究。６０年代中到８０年 等电位连接板，以便与接地主干线相连。电力、电信 板和接地母线相连接，达到良好的屏蔽效果 （４）用电设备、配电设备、配电线路应采用防雷 电波侵入低压系统的措施，从配电盘柜引出的线路应穿 钢管，钢管的一端与配电盘柜外壳相连，另一端与用电 设备外壳、保护罩相连，并就近与屋顶防雷装置相连。 当钢管因连接设备而中间断开时应设跨接线，配电盘柜 内，应在开关电源侧与外壳之间装设过电压保护器。 线路需通过电涌保护器实现电气设备，电子设备的等 电位连接。高层建筑内各种金属导体和管道作等电位 连接；电源线、信号线通过电涌保护器实现等电位连 接；建筑物各处的均压环、起到一定电磁屏蔽作用的钢 筋网、各处的电气以及防雷等电位连接导体构成总等电 位连接，最后与联合接地系统相连，形成一个完整的“ 法拉第笼”。 ４．结束语 综上所述，在高层建筑防雷接地系统的设计与施工 ３．２合理的屏蔽 建筑物中做屏蔽的主要目的是对微电子设备的保 护。作为外部防雷的笼式防雷网，就起着屏蔽作用。对 于有大量微电子设备房间尚要增加屏蔽措施，使仪器处 于无干扰的环境中。房间加装屏蔽网，微电子设备的电 中，运用法拉第笼原理，将内部防雷接地装置与外部防 雷接地装置结合起来，综合考虑接闪、分流、均压、屏 蔽、布线和接地等要素，良好的设计和优质的施工，才 能真正保证建筑物防雷的可靠性。 恕余赘述，高层建筑的防雷接地工程设计理念与方 源线和信号线接口的防过电压、等电位连接和接地，是 确保屏蔽有效性的措施。 （１）为了保证电气线路在防雷装置接闪时不受影 响，应采用金属管布线，这样防止雷电反击的能力强， 对防各种电磁脉冲也具有较好的屏蔽能力。 （２）高层建筑的电气线路主干线一般集中于中心 部位，其雷电电磁场强度最弱，且避免靠近作为引下 线柱筋的位置。 （３）穿线钢管和线槽等都应与各楼层的等电位连接 案，其部分内容不易在施工图图面上绘示，设计人员通 常在总说明中作一交代。施工人员在阅图中应对总说明 中的文字描述予以重视。 参考文献 【１】ＧＢ５００５７—２０１０建筑物防雷设计规范【Ｓｌ 【２１ＧＢ５０１ ６９—２００６电气装置安装工程接地装置施工及验收规范【Ｓ１ ３旺厚余等。电位联结在防雷中的应用【Ｊ】。电世界，１ ９９９（６） ４旺时煦等。建筑物防雷及其运行经验【Ｊ】。建筑电气，１９９４（３）：５～１１ ５】吴建国等。建筑防雷工程安装注意要点【Ｊ］。安装，２００３（２）：３０～３１ ＩＮＳＴＡＬＬＡＴＩＯＮ ５１
