【導(dǎo)讀】建筑防雷等級(jí)計(jì)算；外部防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第4～9周：查找資料選擇參考方案；第12、13周：修改論文、確定初稿；第14、15周：檢查定稿；第16、17周：答辯。

　　

【正文】 以上三種雷害內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要有屏蔽、安裝防雷器 SPD 和等電位連接等三種措施。屏蔽措施已經(jīng)在防雷設(shè)計(jì)六大要素中有所闡述，下面主要闡述防雷器 SPD 設(shè)計(jì)安裝和等電位連接。 防雷器 SPD 設(shè)計(jì)安裝 SPD 中文簡(jiǎn)稱電涌保護(hù)器，又稱浪涌保護(hù)器。根據(jù) IEC 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電涌保護(hù)器主要是指抑制傳導(dǎo)來的線路過電壓和過電流的裝置。它的組成器件主要包括放電間隙、壓敏電阻、二極管、濾波器等。根據(jù)構(gòu)成組件和使用部位的不同，電涌保護(hù)器可分為電壓開關(guān)型 SPD、限壓型 SPD 和 組合型 SPD。而根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合分類，電涌保護(hù)器又可分成電力系統(tǒng) SPD 和信息系統(tǒng) SPD。一般信息系統(tǒng) SPD 由信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)者負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)選型。 這里主要闡述一下電涌保護(hù)器在建筑物電力系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。電力系統(tǒng)防雷主要是為了防止雷電波通過電源線路而對(duì)計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對(duì)地泄放后的殘壓過大，或因更大的雷電流在擊毀避雷器 第 15 頁 后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備，以及防止線纜遭受二次感應(yīng)，依照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5005794 2020）和《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》 GB503432020，應(yīng)采 取分級(jí)保護(hù)、逐級(jí)泄流的原則。其具體設(shè)計(jì)做法： 一是在大樓電源的總進(jìn)線處安裝放電電流較大的一級(jí)電源避雷器，這里一般要用三相電壓開關(guān)型 SPD；二是在重要樓層或重要設(shè)備電源的進(jìn)線處加裝二或三級(jí)電源避雷器，一般用限壓型 SPD；三是在末端配電處安裝四級(jí)或稱為末端電源避雷器，一般用限壓型 SPD。究竟要使用幾級(jí) SPD，可以有建筑防雷等級(jí)確定。一般一類防雷建筑需要四級(jí)；二類需要三級(jí)；三類需要二級(jí)。為了確保遭受雷擊時(shí)，高電壓首先經(jīng)過一級(jí)電源避雷器，然后再經(jīng)過二、三級(jí)或末級(jí)電源避雷器，一級(jí)電源避雷器和二級(jí)電源避雷器之間的距離要 大于 10 米，如果兩者間距不夠，可采用帶線圈的防雷箱，這樣可以避免二級(jí)或三級(jí)電源避雷器首先遭受雷擊而損壞。 這里有三個(gè)需要注意的地方：一是電涌保護(hù)器與母排連接的導(dǎo)線要短而直，長(zhǎng)度不能超過 5m，連接線過長(zhǎng)可能導(dǎo)致上級(jí) SPD 還沒分流，電涌就串到下級(jí) SPD處，導(dǎo)致下級(jí) SPD 一下子被燒毀；二是 SPD 安裝線路上應(yīng)該裝有過電流保護(hù)器，原因是為了防止因 SPD 老化而造成短路。這里的過電流保護(hù)器主要使用斷路器，按一般經(jīng)驗(yàn)做法，二級(jí) SPD 上的斷路器整定電流選 40A，三級(jí) SPD 上的斷路器整定電流選 32A，末級(jí) SPD 上的斷路器整定電 流選 25A，而一級(jí) SPD 無需裝設(shè)，因?yàn)橐患?jí) SPD 使用電壓開關(guān)型 SPD，其內(nèi)部已有自帶的過電流保護(hù)器。三是各個(gè) SPD都需要與接地裝置之間進(jìn)行等電位連接。 等電位連接是綜合防雷系統(tǒng)中的最重要的一項(xiàng)基本措施。 GB50057— 94 2020版里強(qiáng)調(diào)了等電位連接在內(nèi)部防雷中的作用。等電位連接是為減小在需要防雷的空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)、爆炸、生命危險(xiǎn)的一項(xiàng)很重要的措施，特別是在建筑物內(nèi)部防雷空間防止發(fā)生生命危險(xiǎn)的最重要的措施。 建筑物的等電位連接設(shè)計(jì)主要有以下幾種： 總等 電位連接 MEB 的作用在于降低建筑物內(nèi)間接接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物外經(jīng)電氣線路和各種金屬管道引入的危險(xiǎn)故障電壓 第 16 頁 的危害，它主要通過進(jìn)線配電箱近旁的總等電位聯(lián)結(jié)端子板 (接地母排 )將下列導(dǎo)電部分互相連通：進(jìn)線配電箱的 PE(PEN)母排；公用設(shè)施的金屬管道，如上、下水、煤氣等管道；建筑物金屬結(jié)構(gòu)；如果做了人工接地，也包括其接地極引線。 建筑物每一電源進(jìn)線都應(yīng)做總等電位連接，各個(gè)總等電位連接端子板應(yīng)互相連通。 局部等電位連接 LEB 是指當(dāng)電氣裝置或電氣裝置的某一部分的接地故障保護(hù)不能滿足切斷故障回 路的時(shí)間要求時(shí)，應(yīng)在局部范圍內(nèi)做的等電位連接。它包括 PE 母線或 PE 干線；公用設(shè)施的金屬管道；如果可能，也包括建筑物金屬結(jié)構(gòu)。 等電位連接不僅僅是針對(duì)雷電暫態(tài)過電壓的，還包括其它如工作過電壓、操作過電壓等暫態(tài)過電壓的防護(hù)，特別是在有過電壓的瞬間對(duì)人身和設(shè)備的安全防護(hù)。因此，有必要將建筑物內(nèi)的設(shè)備外殼、水管、暖氣片、金屬梯、金屬構(gòu)架和其他金屬外露部分與共用接地系統(tǒng)做等電位連接。而且需要注意的是，絕不能因檢修等原因切斷這些連接。但是，對(duì)于燃?xì)夤艿溃辉谶M(jìn)入建筑物處與接地系統(tǒng)相連 ，但在每個(gè)接頭處要有輔助跨接線。因?yàn)槿細(xì)夤艿辣旧聿蝗菰S有多個(gè)接地連接，使其成為接地系統(tǒng)的一部分。 對(duì)信息系統(tǒng)的各個(gè)外露可導(dǎo)電部件也要建立等電位連接網(wǎng)絡(luò)，并與共用接地系統(tǒng)相連。接至共用接地系統(tǒng)的等電位連接網(wǎng)絡(luò)有兩種結(jié)構(gòu)： S 型（星型）結(jié)構(gòu)和 M 型（網(wǎng)格型）結(jié)構(gòu)。對(duì)于工作頻率小于 的電子設(shè)備，一般采用 S型（星型）結(jié)構(gòu)；對(duì)于頻率大于 10MHZ 的電路，一般采用 M型（網(wǎng)格型）結(jié)構(gòu)。 將每個(gè)樓層的等電位連接與建筑物內(nèi)的主鋼筋相連，并在每個(gè)房間或區(qū)域設(shè)置接地端子，由 于每層的所有接地端子彼此相連，而且又與建筑物主鋼筋相連，這就使每個(gè)樓層成了等電位面。再將建筑物所有接地極、接地端子連接形成等電位空間。最后，將屋頂上的設(shè)備和避雷針等與避雷帶連接形成屋面上的等電位。 在某中意義上說，建筑物的共用接地系統(tǒng)在大范圍內(nèi)即為等電位連接，比如我們常見的計(jì)算機(jī)房的工作接地、屏蔽接地和防雷接地等采用同一接地系統(tǒng)的原 第 17 頁 理就是避免各接地間產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓差對(duì)設(shè)備造成影響。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物利用基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)做接地體，一般要圍繞建筑物四周增設(shè)環(huán)形接地體，并與建筑物被柱內(nèi) 用作引下線的柱筋焊接，這樣就大大降低了接地網(wǎng)由于雷電流造成地電位不均衡的概率。 綜上所述，樓層下部有接地網(wǎng)，樓層里有等電位均壓網(wǎng)，樓頂物體與避雷裝置連接在一起形成等電位，這樣就在電氣上成為法拉第籠式結(jié)構(gòu)，人和設(shè)備在此環(huán)境中絕無雷擊危險(xiǎn)。因此，等電位連接在建筑物及其電子信息系統(tǒng)中是最重要的一項(xiàng)電氣安全措施。 第 18 頁 結(jié) 論 防雷是建筑物必不可少的一個(gè)措施，現(xiàn)代建筑因?yàn)槠鋬?nèi)部越來越多的電子設(shè)備的使用，使其受到雷擊危害的概率大大增加，形式也越來越多?？梢赃@樣說，雷電并沒有改變，變的是建筑的使用環(huán)境。因此現(xiàn)時(shí)的電氣防雷 設(shè)計(jì)要求已大大不同于以往，雷電電磁脈沖對(duì)建筑及其內(nèi)部設(shè)備的損害已大大超過以往直擊雷對(duì)建筑物的損害。 所以，現(xiàn)代的建筑防雷設(shè)計(jì)應(yīng)該全面考慮雷擊危害的各種因素，應(yīng)采用綜合防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由外部防直擊雷，內(nèi)部防雷電電磁脈沖，用外部防雷和內(nèi)部防雷的各種措施保護(hù)建筑、設(shè)備、人員的安全。 我國(guó)外部的防雷措施已相對(duì)完善，但內(nèi)部防雷措施還存在著各種缺陷，因此我們的電氣設(shè)計(jì)人員要積極學(xué)習(xí)國(guó)外的內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，把國(guó)內(nèi)的內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)也逐漸完善。 第 19 頁 參考文獻(xiàn) [1]王時(shí)煦 .建筑物防雷設(shè)計(jì) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 ,1997 [2]林維勇 .建筑防雷系統(tǒng) 雷電水利電力出版社 ,1983 [3]朱林根 .建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)下冊(cè) 中國(guó)建筑出版社 ,2020 [4]金 磊 .雷電電磁脈沖的防護(hù) 中國(guó)建筑出版社 ,1997 [5]朱呂通 .建筑防雷系統(tǒng)安全手冊(cè) 中國(guó)計(jì)劃出版社 ,1996 [6]鄭 強(qiáng) .智能建筑設(shè)計(jì)與施工系列圖集 — 消防系統(tǒng) 中國(guó)建筑出版社 ,2020 [7]查仁柏 .半導(dǎo)體消雷器的設(shè)計(jì) 中國(guó) 建筑 工業(yè) 出版社 ,1997 第 20 頁 附 錄 附錄一：建筑綜合防雷系統(tǒng)圖 接地總匯集線接地排接地排接地體接地引入線避雷針避雷針接地引入線設(shè)備地面