高层建筑物的雷电防护分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇高层建筑物的雷电防护分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】本文结合青海省黄南州高层建筑物雷电防护的实际情况，首先对雷电形成的原因和高层建筑物防雷特点进行了阐述，然后简单概述了建筑物雷电防护系统，最后对高层建筑物雷电防护进行了分析，仅供相关部门进行参考。

【关键词】高层建筑 雷电防护 内部防雷 直击雷

1、雷电形成的原因和高层建筑防雷的特点

1.1雷电的种类和形成的原因

通常情况下，雷电在破坏的过程中主要以直击雷、感应雷以及雷电波三种形式，其中直击雷可以直接作用于建筑物以及接触面设备从而会有机械以及热效应产生，雷击事故容易发生在建筑物的屋脊、屋角、女儿墙等部位，另外如果建筑物室内的设备数量以及位置摆放不正确还会产生侧击雷电灾害；雷电波入侵主要是借助于连接建筑物内部的线路或者管道进入室内，会在很大程度上威胁室内人民生命财产的安全；感应雷有两种形式为：静电感应以及电磁感应雷，在雷云发生时由于静电感应会使地面上的物体产生极性相反的束缚电荷，而雷云中的电荷可以形成自由电荷，此时会有感应高压电产生。如果高压电与接触不良的接地体装置或者是建筑物内部的导线之间产生火花，很容易导致火灾和爆炸事故的产生。除此之外，如果雷电闪击时，雷电流会有较大的变化率，会有较强的感应电磁场在雷电流的通道周围形成，从而干扰建筑物室内的电子设备，同时还会有感应电流依附在周围金属物件中，导致温度升高继而引发火灾。根据统计由雷电引发的事故中80%的雷击是因为感应雷击造成的，严重威胁建筑物的安全。

1.2高层建筑物的防雷特点

对高层建筑物的定义是超过10层以上的住宅建筑或者是高度大于24米的公共建筑物。这些高层建筑物的结构都由一个共同点其组成部分包含有砖石、混凝土以及筒体结构，高层建筑物的室内设施主要有电力系统、排水系统以及电梯等基础公共设施，高层建筑物的主要特点是高度高，容易遭受雷击。尤其是建筑物高度超过100米，遭受雷击的概率和自身的高度之间呈现正相关，即高度越高，遭受雷击的概率就越大，反之亦然。由于高层建筑物是人员住房的密集区域，再加上室内的电子器件比较多而且极其复杂，特别是人们普遍使用的集成电路较高的元电子设备器件，这些电子设备抵抗冲击电压的能力以及抗电磁干扰的能力比较弱，如果遭受雷击，将会严重威胁人们生命财产的安全，还有可能造成不良的社会影响。所以，对高层建筑物的防雷意识要加强，在对高层建筑物进行防雷设计时要综合考虑多方面的因素，做好各方面的雷电防护措施，避免或者降低雷电造成的人员财产损失，始终确保高层建筑物的安全，使高层建筑物的综合防雷达到最佳。

2、建筑物的防雷系统

内部防雷和外部防雷进行结合使建筑物的主要防雷系统。合理布线、等电位连接、屏蔽、过电压保护等内部防雷的主要手段。而高层建筑物的接地装置主要是借助于桩基、地梁、承台等混凝土基础内的钢筋，同时将建筑物剪力墙中竖向主筋或者混凝土柱内的钢筋作为引下线和接闪器进行连接从而构成防雷系统。高层建筑物的防雷必须将内部防雷和外部防雷进行有效结合，只有这样才能确保建筑物以及人民生命财产的安全。

3、高层建筑物的雷电防护

3.1高层建筑物内部防雷

高层建筑物的内部防雷主要包括雷电感应以及放闪电电涌入侵。好的内部防雷可以将建筑物内的所产生的电磁感应以及雷电流大幅度降低，还能防止雷电电磁脉冲造成的伤害以及二次雷害。内部防雷主要使用了屏蔽、等电位连接等措施。

3.1.1屏蔽

建筑物中进行屏蔽的主要目的是保护微电子设备的安全。如果室内分布了大量的微电子设备此时需要在室内采取屏蔽措施，确保微电子设备的安全。在布线的过程中应使用金属管，可以有效降低雷电的反击能力，同时还可以屏蔽各种电磁脉冲。接地母线和等电位的连接板都应与线槽和穿线钢管进行连接，确保良好的屏蔽效果。对于配电线路、用电设备以及配电设备主要是预防雷电波入侵低压系统，通过配电盘引出的线路要穿过钢管，配电盘外壳还要和钢管进行连接，而另一端要和保护罩以及用电设备外壳进行连接，并且在线路进入室内的配电盘内，在外壳和开关的电源侧之间应安装过电压保护装置。

3.1.2等电位连接

等电位主要是将在防雷空间内的防雷装置、金属装置、电气装置、金属构架等通过导线或者过电压保护器进行连接。为了确保建筑物内没有跨步电压和接触电压产生，应注意检查建筑物墙板、地面以及金属管线路是否处在同一电位，为此房屋结构内部与防雷导体相连的等电位连接板应预埋在钢筋混凝土建筑物各层的适当位置处，可以很方便的与接地主线以及干线进行相连。由于电讯线路以及电力线路不能在地线上直接进行安装，此时可以利用电涌保护器实现电气等功能，从而确保良好的雷电防护。

3.2高层建筑物直击雷防护

高层建筑物的直击雷防护主要是对直击雷以及侧击雷进行防护。根据防雷等级标准不同，在对第一类建筑物进行直击雷防护时直接将避雷线架空或者是利用独立的避雷针，二三类建筑物在防护直击雷时主要使用避雷网作为接闪器，在局部安装避雷针，借助于与建筑物的主筋作为引下线，对室内超过30米以上的部位结构和金属门窗等设备之间通过等电位进行连接。接地系统有很多方式，而不同的接地方式要求的接地电阻各有不同，接地网之间要留出一定的安全距离，避免地电位的反击作用。高层建筑物的接地网之间很难达到安全距离要求，所以往往使用联合接地方式。防雷装置中的接地体借助于高层建筑物内的钢筋混凝土，同时连接建筑物内的防雷接地、保护接地以及工作接地，从而形成共用接地网。

3.2.2侧击雷防护

由于高层建筑的楼层较高，因此要将对侧击雷的防护考虑进去，高层建筑物中为了防护侧击雷经常使用均压环，而组成均压环的材料主要是将水平避雷带在建筑物周边进行环绕。如果建筑物的高度超过滚球半径时，要每相隔6米设置一个均压环。还可以焊接圈梁内的两条主筋使其成为一个闭合圈，从而形成均压环，需要注意的是闭合圈需要同所有的引下线进行连接。

3.2.3雷电感应防护

防护雷电感应主要包括有等电位连接、电源防雷、重复接地以及金属屏蔽。等电位连接主要是将防雷空间内各个系统和各个金属部件之间的电位差降低，防止因出现雷电反击而破坏机房内主机的金属外壳。对于金属地板框架、电缆桥架、电池箱金属外壳、金属门框架、UPS等需要进行等电位连接，并且还要以最短的线路与最近的等电位进行连接或者是连接在已经做了等电位连接的金属物体上。在对电源进行防雷时要参照建设楼房的要求进行，对配电系统的电源来说通常都使用一体化防护，由于生产避雷器的厂家不尽相同就造成了避雷器的性能特点大不相同。重复接地以及金属屏蔽是将以上措施做好之后，采取重复接地以及屏蔽等措施，防止在建筑物楼内和机房设备中出现架空导线，要最大限度的埋地缆进入，同时还要选用金属导管进行有效屏蔽，对金属进行屏蔽防止在进入建筑物或者机房前出现重复接地，要将各导线引入的雷电高电位差大幅度降低。

3.2.4防止雷电波入侵

为了防止雷电波沿着低压线路进入室内，低压线路最好借助于电缆进行供电，同时还要将电缆的金属外皮进行接地；如果利用架空线进行供电，可以在户外安装一组低压阀型避雷器，同时要与绝缘子铁脚一起接地。接地装置要和电气设备的接地装置进行并用，接地电阻值要在5-30Ω之间，在被保护的引入端安装阀型避雷器，接地与下端连接，线路上与上端进行连接。在正常的情况下，为了防止对系统的运行造成影响，避雷器的间隙应始终保持为绝缘状态，如果有雷击出现时，高压冲击波会沿着线路传播，并击穿避雷器的间隙接地，将冲击波强行切断，此时通过引线和接地装置或者是避雷器后的雷电流产生的残压进入了被保护物的电压。进入避雷器间隙后的雷电流又可以恢复绝缘状态，从而确保防雷系统可以正常运行。

参考文献：

[1]张鹃，田军利，梁伟汉.高层建筑防雷设计审核应注意的问题[J].气象研究与应用，2009（S2）.？

[2]高清兰，白桂巨，陈洪萍等.高层建筑物防雷设计与综合防护[J].太原科技，2009（1）.？

作者简介：张世福（1980.1.6）男，汉族，青海省湟源县人，本科学历，工程师从事研究气象类防雷专业工作。